陜西省2004-2017年細(xì)菌性痢疾時(shí)空分布流行病學(xué)分析*

劉東立 邱 琳 石 一 馬 琳 張 錚 曹 磊

1.陜西省疾病預(yù)防控制中心病原微生物所(710054) 2.陜西省疾病預(yù)防控制中心信息所 3.陜西省疾病預(yù)防控制中心傳染病所

【提 要】 目的 研究陜西省2004-2017年細(xì)菌性痢疾流行病學(xué)變化特征,為制定腸道傳染病防控重點(diǎn)提供參考依據(jù)。方法 對(duì)2004-2017年陜西省細(xì)菌性痢疾報(bào)告病例進(jìn)行三間分布分析,利用圓形分布法分析季節(jié)流行特征,利用GIS地理信息系統(tǒng)展現(xiàn)菌痢在陜西省地理分布特征,利用SaTscan9.05進(jìn)行時(shí)空掃描,探測(cè)時(shí)空發(fā)病聚集簇,利用OpenGeoDa1.2.0進(jìn)行局部空間自相關(guān)分析,探測(cè)疫情聚集重點(diǎn)區(qū)域。結(jié)果 陜西省2004-2017年細(xì)菌性痢疾平均發(fā)病率為32.64/10萬,最高為2004年(86.47/10萬),最低為2017年(11.31/10萬);集中度M值為0.4700,發(fā)病具有一定的季節(jié)性;圓形分布分析高峰日為7月31日,高峰期5月19日-10月12日;時(shí)空掃描探測(cè)到5個(gè)聚集簇;局部空間自相關(guān)分析顯示高-高聚集區(qū)域位于關(guān)中地區(qū)的西安、咸陽市,并向陜南地區(qū)轉(zhuǎn)移,低-低聚類區(qū)域多位于陜南地區(qū);人群性別比為1.29,以農(nóng)民28.63%、散居兒童20.90%、學(xué)生20.13%為主。結(jié)論 陜西省2004-2017年細(xì)菌性痢疾呈現(xiàn)逐年下降趨勢(shì),高發(fā)地區(qū)由關(guān)中地區(qū)逐漸轉(zhuǎn)移至陜南地區(qū),季節(jié)性逐漸趨于不明顯,時(shí)空聚集也在減少,發(fā)病以男性兒童、學(xué)生及農(nóng)民居多。

細(xì)菌性痢疾(簡(jiǎn)稱菌痢)是由志賀氏菌引起的一種常見的感染性腹瀉病,其特征性臨床表現(xiàn)為起病急,高熱、腹瀉,伴里急后重,粘液膿血便,可迅速傳播[1]。菌痢發(fā)病率長(zhǎng)期居于陜西省乙類傳染病第3位[2],隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及城鄉(xiāng)居民生活條件改善,其臨床表現(xiàn)及流行病學(xué)特征發(fā)生了新的變化,以宋內(nèi)志賀菌為主的輕型菌痢比重增加,痢疾發(fā)病也逐年下降,至2014年降至第5位。為研究陜西省近年來菌痢的分布特征,本文通過對(duì)陜西省2004-2017年菌痢報(bào)告數(shù)據(jù)進(jìn)行流行病學(xué)分析,揭示其時(shí)空分布特征,為制定防制措施提供依據(jù)。

資料與方法

1.資料來源

陜西省菌痢報(bào)告數(shù)據(jù)來源于中國(guó)疾病預(yù)防控制-傳染病報(bào)告信息管理系統(tǒng),分析病例按發(fā)病日期,統(tǒng)計(jì)2004年1月1日-2017年12月31日?qǐng)?bào)告的臨床診斷及確診病例,導(dǎo)出excel 2013進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。人口數(shù)據(jù)來源于中國(guó)疾病預(yù)防控制信息系統(tǒng)2004-2017年陜西省常住人口。

2.方法

(1)時(shí)間分布的圓形分布計(jì)算:以2004-2017年確診病例數(shù)進(jìn)行圓形分布分析,計(jì)算公式參考文獻(xiàn)[3]。以1月1日0時(shí)為起點(diǎn),一年365天按360°分配,每月中間1天作為組中值,換算為角度,分別計(jì)算1～12月組中值的正弦值(sin ā)、余弦值(cos ā),平均角(ā)、角離差(S)、集中趨勢(shì)(γ),通過計(jì)算Z值對(duì)平均角進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn),將ā轉(zhuǎn)換為發(fā)病高峰日,用ā±S計(jì)算發(fā)病高峰期。

(2)地區(qū)分布及時(shí)空分析:以2004-2017年陜西省各縣區(qū)報(bào)告確診菌痢為病例數(shù),以各縣級(jí)行政區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)為空間數(shù)據(jù),采用SaTScan 9.05軟件進(jìn)行時(shí)空聚類分析[4],將生成的時(shí)空聚類數(shù)據(jù)導(dǎo)入ArcMap 10.2軟件,與2004-2017年各市合計(jì)確診病例數(shù)共同繪制時(shí)空聚類及地區(qū)分布圖。

(3)局部空間自相關(guān)分析:將上述數(shù)據(jù)導(dǎo)入OpenGeoDa 1.2.0,以陜西省區(qū)縣地圖Shp數(shù)據(jù)文件中各區(qū)縣ID為variable,建立Rook權(quán)重矩陣文件,選擇Univariate Local Moran’s I,對(duì)各縣區(qū)2004-2017年確診病例數(shù)進(jìn)行局部空間自相關(guān)分析,獲得Moran’s值、t值,P<0.05為具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[5],將分析結(jié)果導(dǎo)出ArcMap 10.2繪制空間自相關(guān)地圖。

(4)人群分布:統(tǒng)計(jì)年齡、性別、職業(yè)構(gòu)成比,利用excel 2013繪制相應(yīng)的分布圖。

結(jié)果

1.時(shí)間分布

陜西省2004年1月-2017年12月共報(bào)告細(xì)菌性痢疾171633例,年平均發(fā)病率為32.64/10萬,死亡23例,平均死亡率為0.004/10萬。最高為2004年(86.47/10萬),最低為2017年(11.31/10萬)。繪制發(fā)病趨勢(shì)如圖1。可以看出自2004年來,菌痢發(fā)病率及報(bào)告病例數(shù)均呈現(xiàn)逐年下降趨勢(shì),病例數(shù)與發(fā)病率曲線完全吻合。

圖1 陜西省2004-2017年細(xì)菌性痢疾發(fā)病曲線

2004-2017年菌痢圓形分布計(jì)算結(jié)果見表1,合并值r=0.4573,Z值=35892.37,P<0.01。發(fā)病高峰日為7月31日,發(fā)病高峰期為5月19日至10月12日。各年度高峰日最早出現(xiàn)在2015年,為7月15日,最晚為2010年,為8月19日;持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)為2015年,為202天,最短為2004年,120天。

表1 陜西省2004-2017年細(xì)菌性痢疾圓形分布統(tǒng)計(jì)表

2.地理分布及時(shí)空聚類

將2004-2017年陜西省各地市菌痢平均發(fā)病率(1/10萬)數(shù)據(jù)導(dǎo)入ArcMap 10.2,以陜西省基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)為底圖,呈現(xiàn)陜西省菌痢地區(qū)分布圖(圖3)。可見西安市菌痢發(fā)病率最高(60.35/10萬),其次為延安市(38.89/10萬)、寶雞市(38.89/10萬)、咸陽市(38.33/10萬),陜南地區(qū)的安康市(12.20/10萬)、漢中市(7.73/10萬)發(fā)病率較低;將2004-2017年陜西省各縣區(qū)菌痢確診病例數(shù)據(jù)以SaTScan 9.05進(jìn)行時(shí)空掃描分析,結(jié)果如表3。可見探測(cè)到5個(gè)聚集簇,有3個(gè)聚集簇在集中在2004-2009年,距今時(shí)間最近的聚集簇是以商洛市柞水縣為中心的2011-2017年的聚集簇,包括4個(gè)縣區(qū)。將時(shí)空掃描分析數(shù)據(jù)導(dǎo)入ArcMap 10.2,與菌痢地區(qū)分布圖共同呈現(xiàn)如圖2。

3.空間自相關(guān)分析

將2004-2017年菌痢確診病例數(shù)據(jù)導(dǎo)入OpenGeoDa 1.2.0,進(jìn)行局部空間自相關(guān)分析,得出合并值計(jì)算的Moran’sI值為0.5842,t=11.50,P<0.01,分別繪制各年度的LISA Cluster Map如圖3,可見高-高聚集區(qū)域均位于關(guān)中地區(qū)的西安市、咸陽市境內(nèi),2007-2012陜北延安部分地區(qū)有高-低聚集區(qū),2013年之后陜南地區(qū)出現(xiàn)低-高聚集區(qū)域,低-低聚集區(qū)域基本位于陜南地區(qū)。

表2 陜西省2004-2017年細(xì)菌性痢疾時(shí)空掃描聚類結(jié)果

注:圖中各市的數(shù)字標(biāo)注為發(fā)病率(1/10萬),白點(diǎn)為時(shí)空聚集簇包括的縣區(qū)

4.人群分布

(1)年齡性別分布:陜西省2004-2017年菌痢確診病例繪制年齡性別分布如圖5。男女性別比為1.29:1(93814/72819),年齡組報(bào)告病例中以0～歲組為最多,隨之逐漸下降,但至10～歲組又逐步增多,至15～、20～歲組達(dá)高峰,25～歲以后又逐步下降。

(2)職業(yè)分布:陜西省2004-2017年菌痢確診病例職業(yè)分布如圖4,其中農(nóng)民占28.63%(49144/171633)、散居兒童占20.90%(35875/171633)、學(xué)生占20.13%(34553/171633),此三類人群占到69%以上。散居兒童及學(xué)生占比較大,與年齡分布吻合。

討論

菌痢是常見的腸道傳染病,發(fā)病情況與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及環(huán)境衛(wèi)生條件密切相關(guān)。陜西省2004-2017年細(xì)菌性痢疾平均發(fā)病率為32.70/10萬,超過全國(guó)2007-2011年平均發(fā)病率(21.80/10萬)[6],與西部地區(qū)的廣西[7](32.68/10萬,1998-2007年)、貴州[8](31.92/10萬,2007-2010年)、甘肅省[9](36.27/10萬,2010-2014年)等省份接近,但是比中東部省份的湖南[10](14.83/10萬,2004-2013年)、江蘇省[11](17.40/10萬,2004-2010年)發(fā)病率高。陜西省菌痢發(fā)病率在全國(guó)的位次與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展地位基本適應(yīng)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展,各省份的菌痢發(fā)病均呈現(xiàn)逐年下降趨勢(shì)[12],本研究結(jié)果也顯示2004-2017年陜西省菌痢發(fā)病率逐年下降,在本省乙類傳染病的位次在2014年已下降至第5位,本省西安市的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)也呈現(xiàn)一致的結(jié)果[13]。

圓形分布法通過計(jì)算平均角及可信區(qū)間,可分析疾病的高峰時(shí)間和流行期,比基線圖法、線狀圖法更具有科學(xué)的統(tǒng)計(jì)依據(jù)。陜西省2004-2017年菌痢圓形分布法分析表明,菌痢流行高峰從5月開始,至7、8月達(dá)到高峰,一般會(huì)持續(xù)到10月。圓形分布分析S值從2004-2017年呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(shì),流行時(shí)間逐漸延長(zhǎng),季節(jié)性漸趨不明顯。各年度高峰日期介于7月15日-8月19日,正是夏季氣溫最高的時(shí)間,腸道傳染病較容易發(fā)生傳播流行。與同為北方的北京市研究數(shù)據(jù)接近[15],而南方城市上海[16]則明顯有滯后的現(xiàn)象。研究表明菌痢的月發(fā)病率和氣象數(shù)據(jù)如溫度、降水、蒸發(fā)、相對(duì)濕度都呈正相關(guān)[17],陜西省大部分地區(qū)7月底8月初氣溫介于37℃左右,正是細(xì)菌繁殖的最適溫度,與本省商洛、寶雞、西安等市菌痢季節(jié)特征相符[13,18-19],提醒在此期間應(yīng)加強(qiáng)各項(xiàng)防治措施。

圖3 陜西省2004-2017年細(xì)菌性痢疾局部空間自相關(guān)分析

圖4 陜西省2004-2017年細(xì)菌性痢疾年齡與性別分布

地理信息系統(tǒng)(GIS)應(yīng)用于疾病時(shí)空分布研究,可更加客觀的反映疾病的時(shí)空分布規(guī)律,更加合理的制定防控措施[10]。本研究利用GIS地理分析、時(shí)空掃描分析[4]、局部空間自相關(guān)分析[5]對(duì)陜西省2004-2017年菌痢確診病例進(jìn)行綜合的地理時(shí)空呈現(xiàn),發(fā)現(xiàn)陜西省菌痢發(fā)病率報(bào)告較高的為西安市;時(shí)空掃描分析共探測(cè)到5個(gè)時(shí)空聚集簇,發(fā)病最多的聚集簇位于陜北地區(qū),以及西安市周邊;2017年發(fā)現(xiàn)商洛市有4個(gè)縣區(qū)的聚集簇,與該市柞水縣發(fā)生學(xué)校內(nèi)宋內(nèi)志賀菌菌痢暴發(fā)疫情有關(guān)[20]。空間自相關(guān)分析2004-2017年以省會(huì)西安市城區(qū)為中心的區(qū)域均存在高-高值聚集區(qū),2006-2012年在陜北延安市部分縣有低-高聚集區(qū),而在陜南漢中市則有較多的低-低聚集區(qū),2013年之后在高-高、低高聚集區(qū)在陜南也逐漸出現(xiàn)。有研究報(bào)道人口密集,流動(dòng)人口也較多,流行季節(jié)氣溫較高,是造成菌痢發(fā)病的高危因素[21],農(nóng)村人口比例、人口密度、人均GDP等社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素也會(huì)影響到菌痢的地區(qū)聚集性[22],以西安市為主的關(guān)中地區(qū),人口密度較高,醫(yī)療資源豐富,傳染病報(bào)告率較高,是菌痢聚集的原因之一。另外陜西省氣溫空間分布研究表明[23],氣溫北部低南部高,6-8月更為明顯,氣溫空間分布與菌痢季節(jié)及時(shí)空分布特征一致,但需要進(jìn)一步的研究證實(shí)。

人群分布資料顯示,陜西省2004-2017年菌痢確診病例性別比為1.29:1,發(fā)病人群農(nóng)民、散居兒童、學(xué)生為主,與國(guó)內(nèi)及省內(nèi)報(bào)道資料基本一致[6，19]。年齡分布呈現(xiàn)2個(gè)高峰,以0～歲組為最多,與嬰幼兒衛(wèi)生情況及免疫系統(tǒng)發(fā)育不成熟有關(guān)；另一高峰為10～、15～、20～歲組,集中在學(xué)生及青壯年人群,此類人群多為學(xué)生,在學(xué)校集中居住,食品衛(wèi)生、環(huán)境衛(wèi)生容易出問題,每年夏秋開學(xué)季都是細(xì)菌性痢疾的高發(fā)時(shí)間[24]。特別是農(nóng)村寄宿制學(xué)校集中供水在夏秋開學(xué)季節(jié)易受污染,引起菌痢介水暴發(fā)流行[20]，提示要重視農(nóng)村衛(wèi)生條件較差地區(qū)的用水安全,貫徹“三管一滅”措施,防止糞便污染水源,做好生活飲用水消毒工作,嚴(yán)防菌痢暴發(fā)流行。