老年結核病患者對學生密切接觸者的感染風險及模型研究

張大杰 黃佳瑜 李緒輝 李檬妤 陳琰姝 張瑩 許奕華

老年結核病往往缺乏典型臨床癥狀，再加上老年人免疫功能衰退且常伴有其他慢性病，因此結核病病程遷延、治療效果差、傳染性強，老年肺結核中的涂陽患者是結核病傳播的重要傳染源。密切接觸者是結核病易感的高危人群，與普通人相比具有較高的感染率和發病率[1]。主動發現是結核病預防控制工作中的重要環節，而做好高危人群的篩查工作是主動發現的重要手段之一。

由于老年肺結核患者是結核病重要的傳染源，而學生群體是其重要的易感人群；老年結核病中的涂陽患者及學生密切接觸者人群結構都相對比較穩定，針對該人群的小樣本研究可能較針對全人群的研究推廣性要好；同時，學生群體的依從性較好，整體配合度高，調查效果也較好，從而可減少偏倚，得到的結論也更加可靠；加上學生群體聚集性的特點，學生密切接觸者感染更容易引起結核病的群體大規模傳播。因此，本研究針對老年結核病患者家庭中的學生高危人群進行分析，為全人群密切接觸者的主動篩查提供參考。

決策樹模型不僅能找出密切接觸者感染的關鍵因素并了解其關鍵程度，而且可以使得預測密切接觸者是否感染的過程直觀可視化。國內外雖然已有結核病相關的決策樹模型研究[2-3]，不過仍缺少針對老年結核病患者的學生密切接觸者感染風險的研究。本研究在老年結核病患者社會工作干預研究的基礎上，對老年結核病密切接觸者進行結核感染相關因素的問卷調查和感染情況篩查，探索結核感染的影響因素，并構建結核感染風險的決策樹模型，為肺結核密切接觸者中的學生結核感染的早期發現和早期控制提供科學依據。

資料和方法

一、研究對象

收集2016年5月至2017年11月在武漢市結核病防治機構(簡稱“結防機構”)登記管理的65歲以上新發老年涂陽結核病患者，按照多階段整群隨機抽樣的原則，在武漢市7個市轄區分別抽取3家社區衛生服務中心，并按性別分組隨機抽取了登記在冊的244例指示病例。本研究的密切接觸者由指示病例主動推薦，再根據密切接觸者的排除納入標準：(1)與指示病例一起居住累積時間達7 d以上的家庭成員或其他同室人員；或者是與指示病例接觸頻次每天不少于3次的朋友；亦或是在指示病例周圍累計居住3個月以上的鄰居；(2)自愿參加本課題研究并簽署知情同意書，未成年研究對象則需獲得其監護人同意；(3)排除近2年有卡介苗接種、復種史者；(4)排除有免疫性疾病、相關的用藥史和HIV感染者。最終滿足條件的密切接觸者共845名，其中學生共209名。

二、研究方法

(一)資料的收集與處理

本研究調查問卷是參考國家規定的結核病密切接觸者調查條目設計的，由經過統一培訓和考核的調查員對納入的學生密切接觸者進行問卷調查，發出問卷209份，回收有效問卷209份。調查內容包括學生密切接觸者的一般情況、與指示病例的接觸情況、結核病核心防治知識知曉程度等。對收集的資料進行統計學分析之前，對調查的變量如性別、年齡、居住地、出現癥狀、與指示病例的接觸情況等進行變量的賦值(表1)。

表1 209名接受調查學生各變量的賦值情況

注a：通風狀況：①與被接觸患者所處場所若有窗戶并每天打開門窗不少于6次，每次不少于10 min，有自然風吹入或很空曠為“好”；②與被接觸患者所處場所若有窗戶并每天打開門窗次數小于6次且大于1次，有自然風吹入或較空曠則為“中等”；③與被接觸患者所處場所若無窗戶或每天打開門窗次數≤1次，或時常使用空調則為“差”。b：結核病知識知曉情況分為“大部分知曉”，即問卷設計中的結核病防治核心知識5道題答對數目≥3道題；以及“大部分不知曉”，即5道題答對數目<3道題

(二)結核菌素純蛋白衍生物(purified protein derivative, PPD)試驗

利用PPD試驗(PPD試驗試劑購自北京祥瑞生物制品有限公司)對學生密切接觸者進行結核感染篩查，并根據PPD試驗結果，對比陽性感染者和陰性未感染者各項調查因素之間差異是否存在統計學意義，了解密切接觸者結核感染的風險及其影響因素，構建密切接觸者感染風險模型。

(三)PPD試驗的結果判斷

由有經驗的護士對檢查者進行皮內注射，每人0.1 ml(5 IU)。72 h后由經驗豐富的醫生觀察結果，并對陽性者測量硬結的平均直徑，計算硬結平均直徑后進行登記。PPD皮膚試驗陽性定義[4]為：注射后72 h，測量注射部位硬結的平均直徑，<5 mm為陰性；平均直徑≥5 mm為陽性(其中5～9 mm為弱陽性，10～19 mm為陽性，≥20 mm或者有水皰或潰爛者為強陽性)。

三、統計學處理

1. 變量的篩選：利用EpiData 3.1軟件錄入數據，建立數據庫；使用SPSS 20.0軟件進行數據的統計分析，計數資料采用χ2檢驗和logistic逐步回歸分析，初步篩選出學生密切接觸者感染結核病可能的相關因素，篩選的檢驗水準為α=0.05。

2. 建立決策樹模型：以卡方自動交互檢測法 (chisquared automatic interaction detection，CHAID) 用于分類變量，是分類樹最常用的運算方法。根據給定的目標變量和經過篩選的預測變量對樣本進行最優拆分，按照卡方檢驗的顯著性進行多元列聯表的自動判斷分組，不斷生成父節點和子節點，程序根據預先設定規則和參數運行。本研究設置拆分及合并顯著性檢驗水準為α=0.05；最大生長深度3層；父節點最小樣本量為50，子節點為10[5]。

3. 模型的評價：通過交叉驗證法(cross-validation)，根據錯分概率Risk值來評價模型擬合的結果。交叉驗證即在給定的建模樣本中，拿出大部分樣本進行建模型，留小部分樣本用剛建立的模型進行預報，并求出這小部分樣本的預報誤差，記錄預報誤差的平方和。

結 果

一、基本情況

本研究共納入209名學生密切接觸者，其中男96名(45.93%)，女113名(54.07%)；居住地以城市為主，占學生密切接觸者的83.25%(174/209)；15歲以下、15～歲及25歲以上的學生密切接觸者分別占2.87%(6/209)、96.17%(201/209)和0.96%(2/209)。209名學生密切接觸者PPD試驗陽性率為77.51%(162/209)，其中弱陽性、陽性和強陽性分別占學生密切接觸者的19.14%(40/209)、33.01%(69/209)和25.36%(53/209)。

二、感染風險模型的建立

1. 變量的篩選：利用卡方檢驗，將研究設計的調查問卷里的相關變量(包括密切接觸者的一般人口學特征、健康狀況、與指示病例接觸的相關情況、接觸后的相應癥狀、結核病防治知識知曉情況、自我防護措施，以及接受健康宣傳教育情況等)逐一進行單因素分析，篩選出密切接觸者感染的可能影響因素；本研究通過單因素分析篩選得到5個可能的影響因素(表2)。將單因素分析的所有因素均進行logistic逐步回歸分析，最終篩選得到3個變量(接觸時間、接觸場所通風情況和密切接觸者自我防護意識)在PPD試驗結果陽性者與陰性者之間的分布差異有統計學意義(P<0.05)，見表3。

表2 209名學生密切接觸者感染結核風險的單因素分析結果

續表2

表3 209名學生密切接觸者結核感染風險因素的logistic回歸分析

2. 決策樹模型的建立：將單因素分析和logistic回歸分析篩選得到3個關鍵影響因素納入密切接觸者感染風險因素的決策樹模型分析，根據研究設置樹的生長以及剪枝規則，本研究最終得到的決策樹模型共3層、7個結節點，其中包括4個終末節點，共篩選出接觸時間、場所通風情況及密切接觸者的自我防護意識3個主要解釋變量。從決策樹模型可見，與指示病例接觸的時間長短對密切接觸者結核感染風險影響最大，接觸時間≥2 h者陽性率為97.30%(72/74)，高于<2 h者陽性率[66.67%(90/135)]。接觸指示病例時密切接觸者的自我防護意識是次級影響因素，在接觸時間<2 h結節點下，沒有自我防護意識的密切接觸者陽性率為94.12%(48/51)，高于有自我防護意識的陽性率[50.00%(42/84)]；而有自我防護意識這一結節點下，接觸場所通風條件好的陽性率為25.00%(12/48)，低于接觸場所通風條件中等或差等的陽性率[83.33%(30/36)]。

3. 決策樹模型的評價：運用交叉驗證法，得出密切接觸者感染風險決策樹模型的Risk統計量=0.110(標準誤=0.022)，即估錯概率為11.0%，表示用該模型預測密切接觸者的感染風險正確率為89.00%，模型擬合效果較好。

討 論

結核病是一種嚴重危害人民健康的呼吸道傳播的慢性傳染病。據世界衛生組織發布的《2017年全球結核病報告》[6]顯示，2016年中國新發結核病患者約有89.5萬例，發病總例數位居全球第二，我國結核病疫情形勢依然嚴峻。

當今世界結核病呈現出快速增長的老齡化趨勢，全國第五次結核病流行病學抽樣調查結果顯示，老年結核病患者占全部肺結核患者的48.8%，明顯高于其他年齡組[7-8]。老年肺結核患者是結核病重要的傳染源，其密切接觸者也是結核病防控工作的重點篩查對象。本研究進行結核病密切接觸者普遍篩查的主要場所以學校為主，雖然目前絕大多數的學生群體都在出生時曾接種過卡介苗，但疫苗的有效保護性基本在7歲以后體內抗體消失，也有專家提出疫苗的保護持續時間基本在1～2年，不過該結論有待進一步研究確證。肺結核主要以呼吸道途徑在人群中近距離傳播，學生人群由于群體聚集性，一旦出現學生密切接觸者感染，在校期間暴發結核感染十分常見，因此本研究選擇了更容易接受篩查推廣的學生群體。

本研究構建的感染風險模型擬合效果較好，有較高的預測正確率。最終試驗篩查結果顯示學生密切接觸者的陽性率高達77.51%，這與不少起學校傳染性肺結核密切接觸者篩查調查研究結果[9-10]一致，表明老年結核病患者的學生密切接觸者是結核感染的高危人群。因此，本研究針對學生密切接觸者進行結核病篩查，并且根據篩查結果研究密切接觸者結核感染的風險因素，不僅可以達到預防學校結核病疫情的目的，對未來密切接觸者的早期篩查工作也有指導性意義。

與蔡曉楠等[3]的研究對比，該研究的研究對象是確診的結核病患者，而本研究對象為是老年結核病患者的一部分密切接觸者——學生密切接觸者；且該研究主要目的是預防和控制人群中耐多藥結核病發病，屬于結核病的第三級預防；而本研究側重于探討密切接觸者的早期發現和診斷，以達到結核病第二級預防的目的。本研究發現與指示病例的接觸時間≥2 h、沒有自我防護意識及接觸場所的通風情況不好是密切接觸者結核感染的危險因素。決策樹第一層以密切接觸者接觸指示病例的時間長度來進行拆分，說明與指示病例接觸時間長短對學生群體感染結核病的風險影響最大，密切接觸者是否具有自我防護意識與接觸場所的通風條件次之。其中接觸時間這一危險因素與多項研究[11-13]結果顯示一致，接觸時間較長的密切接觸者結核感染和發病的風險也就越高，這也就提示我們要做好患者家庭成員、照料者等接觸時間較長的重點人群的結核病篩查和健康宣傳教育工作。密切接觸者的自我防護意識，目前涉及該變量的研究很少[14]，是本研究新加入的研究變量。研究結果顯示，自我防護意識的提高有助于保護密切接觸者感染結核病，這也就提示在未來的結核病健康宣傳教育工作中，應注重群眾自我防護意識的培養以及自我防護具體措施的學習，這些具體易懂的內容在健康宣傳教育活動中對于文化水平較低或者年齡較大學習能力下降的人能起到更明顯的效果。接觸場所的通風情況與空氣中結核分枝桿菌的密度密切相關，通風效果越差則結核分枝桿菌密度越高，感染結核病的風險也就越高。這一點也在陶紅兵等[12]的研究中得到了驗證。場所通風條件一般比較容易人為控制，這一因素的研究發現也容易在結核病預防工作中得到推廣。

本研究更側重于調查分析密切接觸者與指示病例的接觸情況對其結核感染風險的影響，因此針對研究對象只做了PPD初篩試驗，而沒有對其發病情況進行進一步的確診，因此在密切接觸者發病影響因素分析上存在一定的缺失。不過本研究的研究成果在密切接觸者篩查的實際工作中反而更具有操作性和便捷性的優點，有助于醫務人員快速地對密切接觸者的結核病感染風險進行判斷；并且便于在人群中推廣，促進密切接觸者主動接受結核病篩查，對于結核病的早期發現、早期治療，以及控制結核病的傳播有著重要意義。