2008—2018年中國腸道傳染病流行特征及空間聚集性分析

林小丹，毛秀華，姚衛光

腸道傳染病是由多種細菌、病毒、真菌及寄生蟲引起的，以惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉為主要癥狀的經消化道傳播的疾病［1］。此類疾病對于各年齡段人群普遍易感，具有傳染性強、傳播途徑廣泛而復雜、疾病負擔重等特點［2-4］。隨著經濟社會的發展、生態環境和人類行為方式的變化、各項衛生防控措施的落實，腸道傳染病的流行特征發生了較大的變化，但將全國甲乙類法定報告傳染病按傳播途徑統計，腸道傳染病發病例數仍長期居首位。中國疾病預防控制信息系統傳染病監測系統數據顯示，2018年全國（不含香港特別行政區、澳門特別行政區和臺灣地區）共報告甲乙類腸道傳染病發病162 322例，甲乙類腸道傳染病發病率為11.69/105［5］，可見腸道傳染病疫情形勢仍較嚴峻，腸道傳染病是我國主要的公共衛生問題之一。因此，動態追蹤腸道傳染病發病變化趨勢和不同類型腸道傳染病流行病學特征具有迫切性。

既往已有研究對腸道傳染病病原學與流行特征進行分析：包括對不同類型腸道傳染病的發病趨勢進行時間序列分析和預測［4，6］；按不同性別、年齡和職業分析某種腸道傳染病發病率的變化趨勢和季節性變化規律［7-8］；通過空間統計方法，分析特定時間范圍內某一空間尺度下腸道傳染病發病的時空聚集性及空間分布模式［4，9-10］。以市（縣）為空間尺度的研究［7-8，10］居多，全國范圍、長時間序列的時空聚集分析研究較少。基于此，本研究分析2008—2018年我國甲乙類腸道傳染病〔傷寒與副傷寒、病毒性肝炎（甲型、戊型和未分型肝炎）、痢疾〕流行病學特點，以較大的空間尺度和較長的時間跨度，結合時空掃描法與地理信息系統，分析我國甲乙類腸道傳染病的時空分布特征，探索2008—2018年我國甲乙類腸道傳染病的時空聚集區域和時空聚集性的變化趨勢，為我國甲乙類腸道傳染病的預防控制工作提供參考與依據。

1 資料與方法

1.1 資料來源 我國甲乙類法定報告腸道傳染病包括霍亂、脊髓灰質炎、傷寒與副傷寒、病毒性肝炎（甲型、戊型和未分型肝炎）、痢疾［3］，鑒于霍亂和脊髓灰質炎發病率極低，本研究僅對傷寒與副傷寒、病毒性肝炎、痢疾的發病例數和發病率數據進行分析。于2022年3月，從由中國疾病預防控制中心負責建設的對外數據服務門戶，即公共衛生科學數據中心［11］提取2008年1月至2018年12月中國31個省份（不含香港特別行政區、澳門特別行政區和臺灣地區）甲乙類腸道傳染病〔傷寒與副傷寒、病毒性肝炎（甲型、戊型和未分型肝炎）、痢疾〕的月發病例數和月發病率數據。同期人口數據來源于《中國統計年鑒》（2009—2019年）［12］。全國行政區矢量地圖及經緯度坐標通過國家基礎地理信息中心獲取［13］。

1.2 研究方法

1.2.1 描述性分析 以發病例數、發病率等為主要指標對甲乙類腸道傳染病的流行病學特征進行描述性分析，采用趨勢性χ2檢驗分析2008—2018年中國甲乙類腸道傳染病發病率的變化趨勢，并呈現2008—2018年中國甲乙類腸道傳染病發病率的季節性和周期性變化。繪制中國甲乙類腸道傳染病發病率地圖（受限于篇幅，僅繪制2008、2013、2018年3個時間節點的發病率地圖），發病率分級采用ArcGIS自然間斷點分級法。檢驗水準α=0.05。

1.2.2 空間自相關分析 按年度對2008—2018年中國各省份甲乙類腸道傳染病發病率進行空間自相關分析。空間自相關分析主要用于研究一個地區空間單元上的某一屬性值是否與鄰近地區空間單元上同一屬性值存在相關性，是度量空間單元屬性值聚集離散程度的方法［14］，包括全局空間自相關分析和局部空間自相關分析。其中全局空間自相關主要反映屬性值在整個區域的空間分布特征。通過計算全局Moran's I值（取值范圍為-1～1），并對全局Moran's I值進行Z檢驗，判斷屬性值的空間分布屬于分散分布、隨機分布、集聚分布中的何種類型。P＞0.05時，屬性值的空間分布呈隨機分布；P＜0.05時，屬性值的空間分布呈非隨機分布。P＜0.05且全局Moran's I值＞0，表示屬性值呈現空間正相關，全局Moran's I值越大，屬性值在空間分布上呈現出的集聚效應越明顯；P＜0.05且全局Moran's I值＜0，表示屬性值呈現空間負相關，全局Moran's I值越小，屬性值在空間分布上呈現出的分散效應越明顯［15］。

其中n表示所要研究的對象中空間的區域數，xi為第i個區域的屬性值，xj為第j個區域的屬性值，表示所有區域屬性值的平均值，Wij表示空間權重矩陣W中的第（i，j）個元素。局部空間自相關可反映屬性值在局部區域的空間分布特征［14］。繪制空間關聯局部指標（LISA）聚集性地圖（受限于篇幅，僅繪制2008、2013、2018年3個時間節點的LISA聚集性地圖），空間關聯模式可分為4種類型：“高-高聚集區”“低-低聚集區”“高-低聚集區”“低-高聚集區”［16］。

1.2.3 時空掃描統計分析 時空掃描統計分析用于識別疾病的高發地區，分析疾病的時間聚集性［17］。以年度為周期對2008—2018年中國各省份甲乙類腸道傳染病發病數據進行時空掃描分析。基于離散型Poisson分布模型［18］，構建動態的圓柱體掃描窗口，其中圓柱體的底面表示地理區域，圓柱體的高度表示對應的時間區間。對每一個掃描窗口，根據實際發病例數和人口數計算出預期發病例數后，利用掃描窗口內、外的實際發病例數和預期發病例數計算對數似然比（LLR）和相對危險度（RR），判斷不同時間和地理區域疾病發病的聚集程度［17］。

其中C為總發病例數，c為掃描窗口內的實際發病例數，n為掃描窗口內的預期發病例數。RR是指掃描窗口內和掃描窗口外的發病風險（實際發病例數/預期發病例數）之比。基于數據統計特征，結合既往研究經驗進行相關參數的設置，將Kulldorff圓形掃描統計量中最大空間掃描窗口設定為風險人口數的25%，采用蒙特卡羅模擬的方法檢驗LLR的P值，蒙特卡羅模擬次數為999次，選取LLR最大且有統計學意義（P＜0.01）的掃描窗口作為Ⅰ類聚集區域。

1.3 統計學方法 采用Excel 2019軟件和SPSS 26.0軟件進行描述性統計分析。使用ArcGIS 10.8軟件繪制發病率地圖和LISA聚集性地圖。采用SaTScan v10.0.2軟件進行時空掃描統計分析。

2 結果

2.1 2008—2018年中國甲乙類腸道傳染病流行特征

2.1.1 2008—2018年中國甲乙類腸道傳染病發病情況及變化趨勢 2008—2018年全國累計報告甲乙類腸道傳染病發病3 220 480例，其中傷寒與副傷寒142 490例（4.43%），病毒性肝炎991 336例（30.78%），痢疾2 086 654例（64.79%）；甲乙類腸道傳染病年均發病率為7.25/105，發病率整體呈下降趨勢（P＜0.05）；傷寒與副傷寒、病毒性肝炎、痢疾發病率均呈下降趨勢（P＜0.05），傷寒與副傷寒發病率由2008年的1.18/105降至2018年的0.78/105，病毒性肝炎發病率由2008年的9.81/105降至2018年的4.34/105，痢疾發病率由2008年的23.65/105降至2018年的6.56/105，見表1。

表1 2008—2018年中國甲乙類腸道傳染病報告發病情況Table 1 Overview of reported incidence of types A and B intestinal infectious diseases in China，2008—2018

2.1.2 2008—2018年中國甲乙類腸道傳染病發病率的季節性和周期性變化 2008—2018年全國每月均有甲乙類腸道傳染病病例出現，甲乙類腸道傳染病流行強度呈逐漸減弱趨勢。傷寒與副傷寒、痢疾發病具有較強的季節性，歷年發病曲線呈單峰型，夏秋季（5—10月）為傷寒與副傷寒、痢疾的高發季節，5—10月傷寒與副傷寒、痢疾發病人數分別占傷寒與副傷寒、痢疾發病總例數的63.46%（90 424/142 490）、70.80%（1 477 316/2 086 654），每年的6—9月為傷寒與副傷寒、痢疾的發病高峰，6—9月傷寒與副傷寒、痢疾發病人數分別占傷寒與副傷寒、痢疾發病總例數的44.70%（63 693/142 490）、52.63%（1 098 180/2 086 654）。病毒性肝炎發病無明顯的季節性，發病高峰為每年的1—6月，且發病高峰有隨著時間的推移逐漸后移的趨勢，1—6月病毒性肝炎發病人數占病毒性肝炎發病總例數的53.04%（525 805/991 336），見圖1。

圖1 2008—2018年中國甲乙類腸道傳染病月發病率變化趨勢Figure 1 Monthly incidence trends of types A and B intestinal infectious diseases in China，2008—2018

2.2 2008—2018年中國甲乙類腸道傳染病發病率的空間分布 根據國家統計局公布的統計制度及分類標準中經濟地帶的劃分方法［19］，將全國劃分為東部（包括北京市、天津市、河北省、上海市、江蘇省、浙江省、福建省、山東省、廣東省和海南省）、中部（包括山西省、安徽省、江西省、河南省、湖北省和湖南省）、西部（內蒙古自治區、廣西壯族自治區、重慶市、四川省、貴州省、云南省、西藏自治區、陜西省、甘肅省、青海省、寧夏回族自治區和新疆維吾爾自治區）和東北（遼寧省、吉林省和黑龍江省）四大區域。2008—2018年中國歷年甲乙類腸道傳染病的流行形式以散發為主，各省份（地區）均出現了不同程度的疫情（圖2）。具體來看，西部地區的云南省、貴州省、廣西壯族自治區為傷寒與副傷寒高發病率地區，而黑龍江省、吉林省、山東省等省份的傷寒與副傷寒疫情持續處于低流行水平；病毒性肝炎高發區域主要集中在西部地區，如西藏自治區、青海省、新疆維吾爾自治區，東、中部地區的部分省份，如湖北省病毒性肝炎發病率亦較高，內蒙古自治區、河北省、河南省等省份為病毒性肝炎低發病率地區；北京市、天津市為痢疾的高發地區，新疆維吾爾自治區、寧夏回族自治區、西藏自治區的痢疾疫情亦較為嚴重，廣東省、福建省、海南省等東部地區省份的痢疾疫情總體處于低水平波動狀態。

圖2 2008、2013、2018年中國甲乙類腸道傳染病發病率的空間分布Figure 2 Spatial distribution of the incidence of types A and B intestinal infectious diseases in China（except for Hong Kong，Macao and Taiwan）in 2008，2013 and 2018

2.3 2008—2018年中國甲乙類腸道傳染病發病率的空間聚集性分析

2.3.1 全局空間自相關分析 結果顯示，除2014年的傷寒與副傷寒發病率（全局Moran's I值為0.06，P=0.055）、2016年的病毒性肝炎發病率（全局Moran's I值為0.07，P=0.128）外，2008—2018年中國歷年傷寒與副傷寒、病毒性肝炎、痢疾發病率均呈空間正相關（全局 Moran's I值為 0.09～0.24，P 均 ＜0.05），即除 2014年的傷寒與副傷寒、2016年的病毒性肝炎外，2008—2018年中國歷年傷寒與副傷寒、病毒性肝炎、痢疾發病具有空間聚集性，見表2。傷寒與副傷寒發病率的全局Moran's I值從2008年的0.15逐漸下降至2014年的0.06后，隨后又出現大幅度上升，于2018年達到峰值（0.22），提示2008—2018年中國傷寒與副傷寒發病的空間聚集性先減弱后增強。2008—2018年中國病毒性肝炎發病的空間聚集性呈先下降后上升的趨勢，病毒性肝炎發病率的全局Moran's I值由2008年的0.24下降至2016年的0.07后，又上升至2018年的0.19，但總體而言發病的空間聚集性有所減弱。2008—2018年中國痢疾發病的空間聚集性較強，歷年痢疾發病率的全局Moran's I值較為平穩，在0.17到0.24之間波動。

表2 2008—2018年中國甲乙類腸道傳染病發病率全局空間自相關分析結果Table 2 Global spatial autocorrelation analysis of the incidence of typhoid and paratyphoid，viral hepatitis and dysentery in China，2008—2018

2.3.2 局部空間自相關分析 結果顯示，2008—2018年中國腸道傳染病發病的空間演變特征具體表現為：（1）傷寒與副傷寒發病率“高-高聚集區”主要包括西部地區的貴州省、云南省，并向貴州省、云南省以東的鄰近省份（廣西壯族自治區、湖南省、廣東省）擴張，“低-低聚集區”的面積較大，主要包括內蒙古自治區及其周邊省份；傷寒與副傷寒發病率在四川省、海南省呈現“低-高”聚集特征，新疆維吾爾自治區、山西省為2013和2018年中國傷寒與副傷寒發病率的“高-低聚集區”。（2）病毒性肝炎發病率的“高-高聚集區”主要包括西部地區的西藏自治區、青海省、新疆維吾爾自治區，“低-低聚集區”主要包括內蒙古自治區、河北省、北京市、天津市、吉林省、山東省等省份；病毒性肝炎發病率在遼寧省、江蘇省、山西省呈現“高-低”聚集特征。（3）痢疾方面，2013年痢疾發病率在北京市、天津市呈現“高-高”聚集特征，隨著時間推移，痢疾發病率在天津市呈現的“高-高”聚集特征逐漸消失；痢疾發病率“低-低聚集區”主要包括東部地區的浙江省、福建省，以及中部地區的江西省、湖南省，且有向江西省、湖南省以南的鄰近省份（廣東省、廣西壯族自治區、海南省）逐漸擴張的趨勢，“低-高聚集區”主要包括內蒙古自治區、山西省、河北省等省份，見圖3。2.4 2008—2018年中國甲乙類腸道傳染病發病數據的時空掃描分析 結果顯示，2008—2018年中國甲乙類腸道傳染病發病在時空上存在明顯聚集性。傷寒與副傷寒發病Ⅰ類聚集區域為云南省，聚集時間為2009—2013年（LLR=35 618.36，P＜0.001，RR 值 =12.44）；病毒性肝炎發病Ⅰ類聚集區域覆蓋以西藏自治區為中心的9個省份，包括西藏自治區、青海省、四川省、云南省、甘肅省、重慶市、新疆維吾爾自治區、貴州省、寧夏回族自治區，9個省份集中分布在西部地區，聚集時間為2008—2011年（最大掃描半徑為1 679.46 km，LLR=19 226.94，P＜0.001，RR值=1.91）；痢疾發病Ⅰ類聚集區域包括北京市和天津市，聚集時間為2008—2012年（最大掃描半徑為108.31 km，LLR=171 831.80，P＜0.001，RR 值=7.57），見表3。

表3 2008—2018年中國甲乙類腸道發病數據時空掃描分析結果（Ⅰ類聚集區域）Table 3 Results of year-by-year spatio-temporal scan statistics of types A and B intestinal infectious diseases in China，2008—2018（the primary geographic cluster）

圖3 2008、2013、2018年中國甲乙類腸道傳染病發病率LISA聚集性地圖Figure 3 LISA clustering maps of the incidence of types A and B intestinal infectious diseases in China（except for Hong Kong，Macao and Taiwan）in 2008，2013 and 2018

3 討論

本研究對2008—2018年中國甲乙類腸道傳染病的監測數據進行分析，總結了3類腸道傳染病的流行病學特征，明確了甲乙類腸道傳染病疫情高發地區和時空聚集特征，可為不同地區疾病預防控制機構對甲乙類腸道傳染病聚集性疫情風險進行研判分析，以及制定和調整防控策略提供依據。本研究發現，2008—2018年中國甲乙類腸道傳染病年均發病率為7.25/105，發病率整體呈下降趨勢，與朱斌等［9］報告的2005—2015年我國甲乙類法定報告腸道傳染病發病率變化趨勢一致，表明我國甲乙類腸道傳染病預防控制工作取得了一定的成效［20］，但整體而言我國腸道傳染病疫情防控形勢仍然嚴峻復雜。2008—2018年全國累計報告的痢疾發病人數占同期甲乙類腸道傳染病發病總例數的64.79%，且歷年痢疾的發病率均高于傷寒與副傷寒、病毒性肝炎，提示痢疾是腸道傳染病防控工作的重點。

時間分布上，不同腸道傳染病在發病的季節性規律上存在差異性。2008—2018年，傷寒與副傷寒、痢疾發病具有較明顯的季節性，夏秋季（5—10月）為傷寒與副傷寒、痢疾的高發季節，每年的6—9月為傷寒與副傷寒、痢疾的發病高峰，這與孟銀平等［7］、史蕓萍等［10］的研究結果類似，即傷寒與副傷寒、痢疾的發病高峰多集中在6—9月。在夏秋季節，我國多數地區氣候較為濕熱，高溫天氣持續時間較長，降雨頻率與雨量同步增長，適宜的環境使得腸道病原體活躍度上升［21］。此外，濕熱環境下蒼蠅和蟑螂等腸道傳染病媒介大量滋生繁殖、食物更易腐敗變質等因素也使得居民腸道傳染病的發病風險大幅上升［22］。病毒性肝炎發病的周期性和季節性不明顯，發病高峰為每年的1—6月且有隨著時間的推移逐漸后移的趨勢，與沙小蘭等［8］的研究結果相近。病毒性肝炎發病的周期性和季節性不明顯的原因可能是隨著甲肝疫苗的推廣使用和預防接種工作的深入開展，甲肝的群體免疫屏障已初步形成［23］，加之各地不斷加大對病毒性肝炎的防控力度，使病毒性肝炎聚集性疫情風險得到了較為有效的控制。但值得注意的是，與本研究的結果不同，孫校金等［24］的研究結果表明春季（3月）是戊肝的高發季節，而肖正斌等［25］發現上海市戊肝發病呈周期性波動，這也提示各地相關部門應在把握腸道傳染病的流行趨勢及發病的季節性規律的基礎上，因地制宜、因時制宜地制定針對性的防控措施，進而進一步降低地區腸道傳染病的發病水平。

為探究甲乙類腸道傳染病發病率的空間相關性，進一步揭示甲乙類腸道傳染病發病的空間聚集區域隨時間變化的規律，在繪制中國甲乙類腸道傳染病發病率地圖的基礎上，將空間自相關及時空掃描統計分析方法相結合，對2008—2018年甲乙類腸道傳染病的時空分布進行分析。空間自相關分析結果顯示，2008—2018年中國歷年甲乙類腸道傳染病發病（除2014年的傷寒與副傷寒、2016年的病毒性肝炎）均具有空間聚集性；傷寒與副傷寒發病的熱點區域主要包括西部地區的貴州省、云南省，并隨著時間的推移逐漸向廣西壯族自治區、湖南省、廣東省擴張，病毒性肝炎發病的熱點區域主要包括西部地區的西藏自治區、青海省、新疆維吾爾自治區，痢疾發病的熱點區域為北京市、天津市，這與根據中國甲乙類腸道傳染病發病率地圖得出的結果基本一致（西部地區的云南省、貴州省、廣西壯族自治區為傷寒與副傷寒的高發地區；病毒性肝炎高發區域主要集中在西部地區，如西藏自治區、青海省、新疆維吾爾自治區；北京市、天津市為痢疾高發病率地區）。可見甲乙類腸道傳染病發病呈現較為明顯的區域化特征，應重點關注甲乙類腸道傳染病發病的空間聚集區域的動態變化，加強對高發病聚集區的腸道傳染病疫情監測。貴州省、云南省地處中低緯度地帶，地形復雜且易出現極端天氣。復雜的自然環境下，細菌、病毒變異的可能性增大。另外，云南省居民喜食冷飲、涼菜［7］，南部沿海地區居民則喜食野味［26］、生鮮刺身，喜飲生水，獨特的自然地理環境和飲食文化可能是導致該區域傷寒與副傷寒疫情高發的重要原因。病毒性肝炎高發區域主要集中在西部地區的原因可能與部分地區經濟發展仍相對落后、醫療衛生機構開展傳染病診斷報告和管理工作不夠規范、疫苗接種覆蓋率低、居民的居住條件與衛生習慣較差等因素有關［27］。北京市、天津市經濟發展水平與醫療衛生事業發展水平較高，傳染病監測系統的靈敏度高，這也使得腸道傳染病的確診率得到明顯提升。同時北京市、天津市人口密度大且流動頻繁，城市環境負擔重且環境污染問題突出［28］，這也在一定程度上增加了痢疾的傳播風險。

進一步對2008—2018年中國各省份甲乙類腸道傳染病發病數據進行時空掃描分析，結果顯示三類腸道傳染病發病均呈較明顯的時空聚集性。傷寒與副傷寒發病Ⅰ類聚集區域為云南省，聚集時間為2009—2013年；病毒性肝炎發病Ⅰ類聚集區域覆蓋以西藏自治區為中心的9個省份，9個省份集中分布在西部地區，聚集時間為2008—2011年；痢疾發病Ⅰ類聚集區域包括北京市和天津市，聚集時間為2008—2012年，與基于空間自相關分析得出的結果一致。2009—2011年云南省為我國傷寒與副傷寒、病毒性肝炎發病的聚集區域，可能與云南省自然環境、社會文化環境的多元化、復雜化有關，應引起高度關注。

綜上，應根據不同聚集模式，制定差異化精準防控策略。首先應加大腸道傳染病防治宣教力度，廣泛開展并發動群眾參與環境衛生綜合整治行動，如改水改廁、糞便無害化處理、環境整治、生活垃圾集中無害化處理等，改善群眾的工作生活環境。其次，腸道傳染病經水傳播極易造成疫情大規模流行［27］，故應重視熱點區域的飲用水管網、污水系統建設，繼續加強對西部地區醫療衛生機構預檢分診及腸道門診工作的指導督導，定期開展甲乙類腸道傳染病相關腸道病毒監測檢測技術培訓。另外，相關研究結果表明痢疾、傷寒與副傷寒好發于散居兒童、農民、中老年人等群體［10，27］，應重點強化對高發人群的疫情監測與防控。同時應強化多部門聯防聯控工作機制，尤其是衛生健康行政機構和教育部門之間的聯動；多部門應通過采取綜合性的疾病預防和衛生整治措施，持續推進病媒生物預防控制、消殺工作，加強食品安全、飲用水衛生監管力度，有效地預防和控制腸道傳染病的流行。

本研究存在一定的局限性。首先，腸道傳染病的時空流行特征分析基于歷史數據，數據的時間跨度為2008—2018年，研究結果對未來甲乙類腸道傳染病監測預警工作的指導意義受時效性的影響有所降低；其次腸道傳染病發病率可能受自然、社會經濟、文化、疾病監測手段及醫務人員對診斷標準的掌握情況等多種因素的影響，上述因素對甲乙類腸道傳染病發病率的影響程度在今后的研究中還需進一步分析。

作者貢獻：林小丹、姚衛光負責文章的構思與設計、研究的實施與可行性分析、論文的修訂、文章的質量控制及審校；林小丹、毛秀華負責數據收集與整理、統計學處理；林小丹負責結果的分析與解釋、論文撰寫；姚衛光對文章整體負責，監督管理。

本文無利益沖突。