湖南省2012—2016年傳染病自動預(yù)警系統(tǒng)運行效果分析

曹世鈺 高立冬 劉富強 段紅英 肖潔華 劉樹俊 譚雅卿 陳立章

410078 長沙， 中南大學(xué)湘雅公共衛(wèi)生學(xué)院流行病與衛(wèi)生統(tǒng)計學(xué)系(曹世鈺、劉樹俊、譚雅卿、陳立章)；410005 長沙，湖南省疾病預(yù)防控制中心突發(fā)公共衛(wèi)生事件應(yīng)急處置辦公室(高立冬、劉富強、段紅英、肖潔華)

近年來，如何早期探測傳染病的暴發(fā)流行并及時采取防控措施，最大程度地避免疫情的蔓延成為國內(nèi)外研究的重要內(nèi)容。2008年4月21日中國正式啟動了國家傳染病自動預(yù)警(China infectious disease automated alert and response system,CIDARS)的試運行工作[1]，該系統(tǒng)運用科學(xué)合理的預(yù)警模型，對法定傳染病監(jiān)測數(shù)據(jù)進行運算分析后發(fā)出預(yù)警信號。目前，該系統(tǒng)已成為各級疾病預(yù)防控制中心早期探測傳染病暴發(fā)的重要手段之一[2]。為了解湖南省傳染病自動預(yù)警系統(tǒng)運行情況，現(xiàn)從預(yù)警效果和預(yù)警信號響應(yīng)情況兩方面，對湖南省2012—2016年傳染病自動預(yù)警系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)進行分析，為完善預(yù)警系統(tǒng)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1資料來源分別通過國家疾病預(yù)防控制信息系統(tǒng)中的“傳染病自動預(yù)警信息系統(tǒng)”及“突發(fā)公共衛(wèi)生事件管理信息系統(tǒng)”收集湖南省2012年1月1日至2016年12月31日傳染病預(yù)警信息以及傳染病暴發(fā)相關(guān)信息。

1.2方法

1.2.1 預(yù)警原理：傳染病自動預(yù)警系統(tǒng)采取三種預(yù)警方法[2]，即單病例預(yù)警、時間序列預(yù)警(移動百分位數(shù)法、累積和控制圖法)和時空探測模型預(yù)警，具體每種疾病按哪種方法進行運算預(yù)警，不同地區(qū)根據(jù)各地疾病的危害程度、發(fā)病率及關(guān)注程度不同而稍有不同。(1)單病例預(yù)警即當(dāng)報告某傳染病病例1例，預(yù)警系統(tǒng)即發(fā)出信號。(2)移動百分位數(shù)法是以縣(市)為空間范圍，當(dāng)前7 d病例數(shù)≥5年歷史同期基線數(shù)據(jù)的第n百分位數(shù)(Pn)時，自動預(yù)警系統(tǒng)將發(fā)出預(yù)警信號[2]；(3)時空探測預(yù)警是在時間模型的基礎(chǔ)上采用Kulldorff空間掃描統(tǒng)計量[3]，建立空間探測模型進行傳染病預(yù)警。

1.2.2 預(yù)警病種[1-2]：預(yù)警病種共31種，其中單病例預(yù)警法14種：鼠疫、霍亂、肺炭疽、傳染性非典型肺炎、脊髓灰質(zhì)炎、人感染高致病性禽流感、白喉、絲蟲病、不明原因肺炎、手足口病重癥和死亡病例、麻疹、瘧疾、急性血吸蟲病、人感染H7N9禽流感；移動百分位數(shù)法16種：鉤端螺旋體病、流行性腦脊髓膜炎、登革熱、流行性和地方性斑疹傷寒的預(yù)警界值為P50，甲型肝炎為P70，其他感染性腹瀉病(除霍亂、痢疾、傷寒和副傷寒以外的感染性腹瀉病)、流行性感冒、流行性腮腺炎、戊型肝炎等11種傳染病為P80；手足口病采用累積和控制圖法；時空探測預(yù)警病種與時間序列預(yù)警相同。

1.2.3 分析指標(biāo)及定義：本研究選擇以下指標(biāo)綜合分析評價湖南省自動預(yù)警系統(tǒng)預(yù)警效果及信號響應(yīng)情況[4-5]。(1)靈敏度指實際暴發(fā)事件中由傳染病自動預(yù)警系統(tǒng)探測到的暴發(fā)事件所占比例，其中實際暴發(fā)事件取自突發(fā)公共衛(wèi)生事件管理系統(tǒng)；(2)特異度指實際未發(fā)生暴發(fā)事件期間未發(fā)出預(yù)警信號的天數(shù)占實際未發(fā)生暴發(fā)事件總天數(shù)的比例，發(fā)生暴發(fā)事件期間是指暴發(fā)事件首例病例發(fā)病時間到末例病例發(fā)病時間的間隔；(3)陽性似然比是真陽性率(靈敏度)與假陽性率(1-特異度)之比，該指標(biāo)反映預(yù)警系統(tǒng)正確預(yù)測暴發(fā)事件的可能性是預(yù)測錯誤的多少倍。通常陽性似然比大于1的預(yù)警模型，其應(yīng)用價值較好[6]；(4)響應(yīng)及時性，傳染病采用單病例預(yù)警，工作人員收到預(yù)警信號后2 h之內(nèi)填報信號核實卡為響應(yīng)及時；其他傳染病信號核實卡24 h之內(nèi)填報為響應(yīng)及時；(5)預(yù)警滯后時間指暴發(fā)事件開始到預(yù)警系統(tǒng)發(fā)出與此次事件相關(guān)最早信號的時間間隔，時間間隔越短，表示預(yù)警系統(tǒng)探測某傳染病暴發(fā)事件的及時性越好。

1.2.4 確定預(yù)警效果評價標(biāo)準(zhǔn)：本研究采用突發(fā)公共衛(wèi)生事件報告管理信息系統(tǒng)中報告的與預(yù)警相關(guān)的15種傳染病暴發(fā)事件計算預(yù)警系統(tǒng)的靈敏度、特異度和預(yù)警滯后時間，分析預(yù)警系統(tǒng)的預(yù)警效能。根據(jù)移動百分位數(shù)法預(yù)警基準(zhǔn)值的設(shè)定，本研究除去了從突發(fā)公共衛(wèi)生事件管理系統(tǒng)獲取的流行性乙型腦炎、流行性腦脊髓膜炎病例數(shù)<2和其他傳染病病例數(shù)<3的傳染病突發(fā)事件。

1.3統(tǒng)計學(xué)方法采用Excel進行數(shù)據(jù)整理及繪圖；數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS18.0軟件，進行χ2檢驗、相關(guān)分析和秩和檢驗等統(tǒng)計學(xué)分析，檢驗水準(zhǔn)為α=0.05。

2 結(jié)果

2.1預(yù)警基本情況2012年1月1日～2016年12月31日湖南省預(yù)警系統(tǒng)共發(fā)出預(yù)警信號108 188條，涉及病種30種，涉及14個市的138個縣(區(qū))，預(yù)警涉及縣(區(qū))數(shù)與預(yù)警信號數(shù)之間呈正相關(guān)關(guān)系(r=0.73,P=0.003)。5年期間平均每縣(區(qū))每周接收3.00條預(yù)警信息，其中時間序列預(yù)警信號71 459條；單病例預(yù)警35 856條；時空探測預(yù)警873條。總預(yù)警信號中已初步判斷108 188條，其中13 547條(12.52%)被判定為疑似事件或疑似病例，最后通過現(xiàn)場調(diào)查確定為暴發(fā)(包括未達到突發(fā)事件標(biāo)準(zhǔn)的信號)或單病例預(yù)警確診病例信號共計1 595條(占總預(yù)警信號1.47%)，預(yù)警信號數(shù)最多的地區(qū)為長沙市12 995條，最少的地區(qū)為張家界市 2 569條。

2.2預(yù)警信號時間分布湖南省2012—2016年預(yù)警信號逐月分布曲線顯示，預(yù)警信號一般從3月份開始增多，4～5月份達到高峰，6～8月份逐漸下降后趨于平穩(wěn)。2014和2015年的9月份出現(xiàn)小高峰值，2012、2013和2016年的11月份出現(xiàn)小高峰值。見圖1。

圖1 2012—2016年湖南省預(yù)警信號月分布Fig.1 Hunan province early warning signal monthly distribution map, 2012-2016

2.3預(yù)警效果

2.3.1 靈敏度與特異度:2012—2016年間采用移動百分位數(shù)法進行預(yù)警的15種傳染病中，有7種在突發(fā)公共衛(wèi)生事件報告管理信息系統(tǒng)中有上報信息，共計暴發(fā)事件171起，7種傳染病均被預(yù)警系統(tǒng)探測到，共計暴發(fā)事件145起。預(yù)警系統(tǒng)總靈敏度為84.80%(145/171)，總特異度為69.53%(17 877/25 713)。其中，預(yù)警靈敏度最高的為急性出血性結(jié)膜炎和傷寒，均為100%，最低的為痢疾，為70.83%；預(yù)警特異度最高的為流行性腦脊髓膜炎，為99.84%，最低的為其他感染性腹瀉病，為2.15%；風(fēng)疹預(yù)警陽性似然比最高，為4.36，其他感染性腹瀉病和痢疾的預(yù)警陽性似然比最低，均為0.86，見表1。

2.3.2 及時性:本研究計算其他感染性腹瀉病、流行性腮腺炎、流行性感冒、痢疾和風(fēng)疹5種傳染病的預(yù)警滯后時間中位數(shù)，作為評價預(yù)警系統(tǒng)及時性的指標(biāo)。結(jié)果顯示，預(yù)警系統(tǒng)總的探測及時性為2.80 d，即暴發(fā)事件開始后平均2.80 d內(nèi)，預(yù)警系統(tǒng)開始發(fā)出預(yù)警信號。預(yù)警系統(tǒng)探測不同病種的及時性依次為流行性感冒1.88 d、風(fēng)疹1.94 d、其他感染性腹瀉病2.58 d、流行性腮腺炎3.00 d和痢疾3.84 d。預(yù)警系統(tǒng)探測上述5種傳染病的及時性差異無統(tǒng)計學(xué)意義(H=8.75,P=0.072)，見表1。

2.4預(yù)警信號響應(yīng)情況2012—2016年湖南省傳染病預(yù)警信號108 188條已全部響應(yīng)，其中單病例預(yù)警信號35 856條,信號響應(yīng)時間中位數(shù)(P25～P75)為0.28(0.11～0.77)h；單病例預(yù)警信號及時響應(yīng)率為92.22%，各年度及時響應(yīng)率之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=246.23，P=0.000)，5年間及時響應(yīng)率呈逐年上升趨勢，有統(tǒng)計學(xué)意義(趨勢χ2=58.89，P=0.000)。時間序列預(yù)警信號71 459條，信號響應(yīng)時間中位數(shù)(P25～P75)為0.56(0.28～1.06)h；時間序列預(yù)警信號及時響應(yīng)率為99.80%，各年度及時響應(yīng)率之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=91.43，P=0.000)，五年間及時響應(yīng)率趨勢性無統(tǒng)計學(xué)意義(趨勢χ2=2.43，P=0.119)?？傮w上兩種預(yù)警方法的及時響應(yīng)率差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=5156.60，P=0.000)，見表2。

湖南省總體預(yù)警信號響應(yīng)時間中位數(shù)為0.48 h，響應(yīng)時間最短的為長沙市，中位數(shù)為0.47 h,響應(yīng)時間最長的為懷化市，中位數(shù)為0.53 h；湖南省預(yù)警信號2 h內(nèi)響應(yīng)率為92.43%，其中最高的為婁底市97.89%，最低的為懷化市83.41%，兩者差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=624.22，P=0.000)；超過24 h響應(yīng)率最高的為岳陽市0.80%，最低的為婁底市0.02%，兩者差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=34.61，P=0.000)，見表3。

表1 2012—2016年湖南省傳染病自動預(yù)警系統(tǒng)移動百分位數(shù)法不同病種預(yù)警效果

注：流行性和地方性斑疹傷寒在2012—2016年間無預(yù)警信號發(fā)出，甲型H1N1流感從2013年起并入流行性感冒預(yù)警，表格中未列出

Note: The epidemic and endemic typhus has no warning signals between 2012 and 2016, and the H1N1 flus‘ warning signals have been incorporated into the influenzas’ signals since 2013, so the two diseases are not listed

表2 2012—2016年湖南省傳染病自動預(yù)警系統(tǒng)兩種預(yù)警方法響應(yīng)情況

注：5年間兩種預(yù)警方法總及時響應(yīng)率(χ2=5156.60,P=0.000)

Note：Two kinds of early warning methods in five years timely response rate(χ2=5156.60,P=0.000)

3 討論

本研究顯示湖南省2012年1月1日至2016年12月31日5年期間傳染病自動預(yù)警系統(tǒng)正常運行，具有一定的實用性。平均每縣(區(qū))每周發(fā)出預(yù)警信號3.00條，高于全國平均每縣每周產(chǎn)生的預(yù)警信號1.53條[7]，提示湖南省預(yù)警工作量相對較大，5年間總預(yù)警信號中12.52%被判定為疑似事件，比2008—2011年的1.25%得到顯著提高[8]，這提示法定傳染病報告的準(zhǔn)確性與及時性得到了一定的提高。而最后通過現(xiàn)場調(diào)查確定為暴發(fā)(包括未達到突發(fā)事件標(biāo)準(zhǔn)的信號)或單病例預(yù)警確診病例信號僅占總預(yù)警信號的1.47%，對于上述陽性率較低的情況，首先須要適當(dāng)?shù)奶岣邆魅静☆A(yù)警界值，減少假陽性信號；其次，預(yù)警工作人員需進一步提高對傳染病暴發(fā)的甄別能力；對于運用單病例預(yù)警的甲類及罕見傳染病的報告，各地醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)需定期對醫(yī)療人員進行培訓(xùn)，在不遺漏病例的前提下減少錯誤報告率。

表3 2012—2016年湖南省傳染病預(yù)警信息響應(yīng)情況

Tab.3The response status of China Infectious Disease Automated-Alert and Response System in Hunan province, 2012—2016

湖南省預(yù)警信號響應(yīng)時間中位數(shù)0.48 h小于同期報告的全國平均水平1.00 h[7]，且2 h內(nèi)響應(yīng)率為92.43%，24 h內(nèi)響應(yīng)率達99.81%，湖南省預(yù)警系統(tǒng)響應(yīng)及時性良好，預(yù)警系統(tǒng)響應(yīng)機制操作便捷，切實起到了對傳染病防控的作用。時間序列預(yù)警及時響應(yīng)率高于單病例預(yù)警，這與濟寧市一項研究報告的結(jié)果一致[9]，但本研究結(jié)果表明單病例預(yù)警的及時響應(yīng)率正呈逐年上升趨勢，提示在預(yù)警工作中對單病例預(yù)警重視度在逐步提高，對于一些新發(fā)的傳染病，往往為單病例預(yù)警，在傳染病防控中也須引起足夠的重視。

移動百分位數(shù)法預(yù)警模型可不考慮歷史基線數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分布類型[10]，是一種基于控制圖的方法，簡便實用。通過分析發(fā)現(xiàn)移動百分位數(shù)法預(yù)警靈敏度為84.80%，雖低于四川省研究報告的預(yù)警系統(tǒng)靈敏度(94.12%)[11]，但與湖南省2008—2011的預(yù)警信號靈敏度(29.77%)相比有顯著提高[8]。對于還有部分傳染病暴發(fā)事件未被探測到的情況,重點須從優(yōu)化預(yù)警參數(shù)、提高傳染病報告率和及時率等方面進行改進[12]。預(yù)警系統(tǒng)特異度為69.53%，提示預(yù)警系統(tǒng)特異度較低，這與根據(jù)傳染病歷史發(fā)病水平預(yù)測暴發(fā)的預(yù)警原理有關(guān)，而季節(jié)因素為影響傳染病發(fā)病水平的一個因素，在本研究中，預(yù)警信號總體在4～5月份達到高峰，并且在9月份和11月份有過小高峰出現(xiàn)，這與其他省市報告的結(jié)果基本一致[13-14]，高峰期出現(xiàn)的傳染病主要為其他感染性腹瀉病和流行性腮腺炎等具有顯著季節(jié)性分布的疾病，傳染病高發(fā)時，所發(fā)出的預(yù)警信號也多，這就使預(yù)警系統(tǒng)對高發(fā)的傳染病如其他感染性腹瀉病、流行性腮腺炎等暴發(fā)的預(yù)警特異度較低，而對相對低發(fā)的傳染病暴發(fā)的預(yù)警特異度較高。因此在傳染病預(yù)警工作中，需要結(jié)合不同傳染病發(fā)病季節(jié)特征合理調(diào)整預(yù)警界值以提高預(yù)警效果。研究結(jié)果顯示預(yù)警系統(tǒng)總體對呼吸道傳染病預(yù)警效果最好，而且對呼吸道傳染病中的風(fēng)疹預(yù)警效果最好(陽性似然比4.36)，陽性似然比綜合考慮了靈敏度和特異度，能反映預(yù)警系統(tǒng)的預(yù)警效能。結(jié)果顯示其他感染性腹瀉病、流行性腮腺炎和痢疾的陽性似然比均小于1，提示對于這3種傳染病還需進一步優(yōu)化預(yù)警界值。湖南省預(yù)警系統(tǒng)移動百分位數(shù)法暴發(fā)探測時間(預(yù)警滯后時間)為2.80 d，稍低于同期全國水平上研究報告的3.0 d[15]。預(yù)警系統(tǒng)對傳染病暴發(fā)的預(yù)測普遍具有滯后性，未能真正起到防范于未然的作用，這就提示疾病控制人員還需考慮傳染病暴發(fā)之前，每種傳染病在不同地區(qū)有何特點，進行綜合分析，然后提前做好防控措施，而不僅僅依賴于預(yù)警系統(tǒng)。

綜上，傳染病自動預(yù)警系統(tǒng)在湖南省應(yīng)用以來，已在省內(nèi)的傳染病預(yù)防控制中起到重要的作用，并且對比以往的研究結(jié)果，預(yù)警效果和信號響應(yīng)及時率也在逐步提升，這為傳染病的早期控制奠定了基礎(chǔ)。但是預(yù)警系統(tǒng)的功能仍需要進一步完善和豐富，使得預(yù)警系統(tǒng)可根據(jù)各地市傳染病暴發(fā)的自然條件、人文因素等特征以及公共衛(wèi)生關(guān)注點的需要，靈活選定合適的預(yù)警方法和預(yù)警界值，從而更加有效、準(zhǔn)確地探測傳染病的發(fā)展動向，并及時予以反饋，早期實施預(yù)防控制措施。

利益沖突:無

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