基于環(huán)境因素預(yù)測(cè)腎綜合征出血熱和瘧疾傳播風(fēng)險(xiǎn).pdf

1、背景：腎綜合征出血熱(hemorrhagic fever with renal syndrome，HFRS)是由不同型別的漢坦病毒(hantavirus，HV)引起的一種以發(fā)熱、出血、腎功能損害等為主要臨床特征的自然疫源性疾病。在我國(guó)引起HFRS的病原體主要是漢灘型(Hantaan virus，HTNV)和漢城型（Seoul virus，SEOV）漢坦病毒，分別引起大約10％和1%的病死率。我國(guó)是世界上HFRS發(fā)病最多的國(guó)家，HFRS病

2、例數(shù)占世界報(bào)道病例數(shù)的90%以上。病例以青壯年人群為主，不僅對(duì)人民身體健康和生命安全造成危害，而且對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成嚴(yán)重影響，已經(jīng)成為一個(gè)嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問題。近年來，我國(guó)HFRS的流行趨勢(shì)呈現(xiàn)出一些新特點(diǎn)：由單一型疫區(qū)向混合型疫區(qū)演變，家鼠型疫區(qū)范圍不斷擴(kuò)大，并有向大城市蔓延的趨勢(shì)，形成新疫區(qū)，部分姬鼠型疫區(qū)依然維持較高的發(fā)病水平。但導(dǎo)致新疫區(qū)HFRS病例數(shù)增加的可能的環(huán)境因素尚不清楚，姬鼠型疫區(qū)氣候因素與HFRS傳播之間的定量關(guān)系有待

3、進(jìn)一步確定。
　　 瘧疾是一種經(jīng)瘧蚊(Anopheles)叮咬而感染瘧原蟲而引起的全球性急性蟲媒傳染病。自2000年以來，安徽省是我國(guó)瘧疾疫情波動(dòng)幅度最大的一個(gè)省份，瘧疾疫情呈驟升趨勢(shì)，近幾年安徽省每年發(fā)病數(shù)位于全國(guó)前列。各個(gè)區(qū)縣的發(fā)病率具有很大的差異，那么近幾年安徽省瘧疾流行的時(shí)空分布有何特點(diǎn)、發(fā)病熱點(diǎn)區(qū)域又在何地？這是我們瘧疾防控中亟需解決的科學(xué)問題。同時(shí)，瘧疾的流行具有一定周期性的特點(diǎn)，而且發(fā)病率的時(shí)間序列多是雜亂的、復(fù)雜

4、的、非平穩(wěn)的，以前的研究很少考慮發(fā)病率時(shí)間序列的這些特點(diǎn)，因此有必要開展我國(guó)一些瘧疾典型疫區(qū)的流行周期性特點(diǎn)以及氣候因素對(duì)瘧疾發(fā)病的“驅(qū)動(dòng)效應(yīng)”的研究。
　　 目的：①探討HFRS家鼠型新疫區(qū)北京市宿主動(dòng)物感染HV的空間分布特點(diǎn)，確定影響宿主動(dòng)物感染HV的主要環(huán)境因素，建立北京市宿主動(dòng)物感染HV的空間預(yù)測(cè)模型；②定量評(píng)價(jià)氣候因素對(duì)東北大興安嶺林區(qū)姬鼠型疫區(qū)HFRS傳播的影響：③明確安徽省瘧疾流行的時(shí)空分布特點(diǎn)，確定安徽省瘧疾發(fā)病

5、的熱點(diǎn)區(qū)域；④闡明我國(guó)瘧疾典型疫區(qū)的流行周期性特點(diǎn)，評(píng)價(jià)氣候因素對(duì)瘧疾發(fā)病的“驅(qū)動(dòng)效應(yīng)”。
　　 方法：通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，結(jié)合遙感影像利用Logistic回歸和空間統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)北京市宿主動(dòng)物感染HV的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)；利用互相關(guān)分析和時(shí)間序列泊松回歸分析，定量地評(píng)價(jià)我國(guó)東北大興安嶺林區(qū)氣候因素對(duì)姬鼠型疫區(qū)HFRS傳播的影響；利用空間自相關(guān)和空間統(tǒng)計(jì)分析安徽省瘧疾發(fā)病的時(shí)空分布特點(diǎn)，利用時(shí)空掃描聚集性分析確定安徽省瘧疾發(fā)病的熱

6、點(diǎn)地區(qū)；利用交叉小波變換和小波相干技術(shù)確定瘧疾典型疫區(qū)（安徽省、海南省、云南?。┝餍械闹芷谛蕴攸c(diǎn)，確定氣候因素對(duì)瘧疾流行的“驅(qū)動(dòng)效應(yīng)”。
　　 結(jié)果：①在2005年到2007年HFRS的流行季節(jié)，在北京市86個(gè)調(diào)查點(diǎn)共布放鼠夾22250夾夜，捕獲嚙齒動(dòng)物1639只。經(jīng)RT-PCR(Reverse transcription polymerasechain reaction)檢測(cè)，獲得陽性宿主動(dòng)物117只，其帶毒率7.14%。多因

7、素Logistic回歸分析結(jié)果顯示園地、水田和40-80m海拔是宿主動(dòng)物感染HV的危險(xiǎn)因素，而林地則是宿主動(dòng)物感染HV的保護(hù)因素。最終模型是：Logit(P)=1.059×水田+0.115×園地+2.285×(40-80m海拔)-1.909×林地。建立的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)圖顯示北京市HFRS的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)主要位于市區(qū)和近郊區(qū)縣。同時(shí)利用HFRS病例的發(fā)病地點(diǎn)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)圖的可靠性進(jìn)行了驗(yàn)證。②在內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂倫春族自治旗和莫力達(dá)瓦達(dá)斡爾族自治旗，互相關(guān)

8、分析的結(jié)果顯示月平均降雨量、月平均地表溫度、月平均相對(duì)濕度和多變量厄爾尼諾南方濤動(dòng)指數(shù)(Multivariate El Nino SouthernOscillation Index,MEI)都與HFRS發(fā)病是相關(guān)的，但存在3-5個(gè)月不等的滯后效應(yīng)。在鄂倫春族自治旗，在控制了自回歸、季節(jié)性、長(zhǎng)期趨勢(shì)后，3個(gè)月前的月均降雨量、4個(gè)月前的月均地表溫度、3個(gè)月前的月均相對(duì)濕度、4個(gè)月前的MEI在HFRS的傳播中起了重要的作用。最終時(shí)間序列泊松回

9、歸模型提示地表溫度每升高1℃HFRS發(fā)病數(shù)將會(huì)增加11.4%。降雨每增加1mm、相對(duì)濕度每增加1%、MEI每增加1個(gè)單位，HFRS發(fā)病數(shù)可能會(huì)增加1.1%、2.9%、55.3%。HFRS發(fā)病數(shù)與預(yù)期數(shù)擬合的非常好（偽R2=79.43%）。在莫力達(dá)瓦達(dá)斡爾族自治旗，在控制了自回歸、季節(jié)性、長(zhǎng)期趨勢(shì)后，4個(gè)月前的月均降雨量、5個(gè)月前的月均地表溫度、4個(gè)月前的月均相對(duì)濕度、4個(gè)月前的MEI在HFRS的傳播中發(fā)揮了重要的作用。最終時(shí)間序列泊松回

10、歸模型提示地表溫度每升高1℃ HFRS發(fā)病數(shù)將會(huì)增加16.8%。降雨每增加1mm、相對(duì)濕度每增加1%、MEI每增加1個(gè)單位，HFRS發(fā)病數(shù)將會(huì)增加0.5%、3.2%和73.6%。建立的模型效果較好（偽R2=75.91%）。③安徽省各縣區(qū)瘧疾發(fā)病率呈現(xiàn)明顯的地區(qū)差異，90年代后期疫情主要在安徽中部地區(qū)，2001年以后瘧疾疫區(qū)流行區(qū)域迅速擴(kuò)大，高發(fā)地區(qū)從安徽中部轉(zhuǎn)移到淮北地區(qū)?？臻g趨勢(shì)分析結(jié)果顯示瘧疾發(fā)病率在東西方向和南北方向均具有明顯的趨

11、勢(shì)變化，總體上北方高于南方，在東西方向上發(fā)病率呈現(xiàn)“n”型?？臻g自相關(guān)的結(jié)果顯示在安徽省范圍內(nèi)瘧疾的空間分布存在一定的聚集性的特點(diǎn)。時(shí)空聚集性分析（最大空間窗口半徑為安徽省50%的總?cè)丝凇⒆畲髸r(shí)間窗口為研究時(shí)期的50%）確定了一級(jí)聚類區(qū)分布于安徽省北部13個(gè)縣市，其高發(fā)時(shí)段為2003.06-2008.10。當(dāng)時(shí)空半徑設(shè)為25%時(shí)，時(shí)空聚集性分析結(jié)果顯示一級(jí)聚類區(qū)分布于安徽省北部10個(gè)縣市，其高發(fā)時(shí)段為2005.07-2007.11。二級(jí)

12、聚類區(qū)分布于安徽省中東部14個(gè)縣市，其高發(fā)時(shí)段為2002.06-2003.10。④連續(xù)小波變換的結(jié)果顯示安徽省瘧疾發(fā)病率除了發(fā)現(xiàn)1年的周期外，還發(fā)現(xiàn)了5-6年和12年的年際間的周期。海南省瘧疾發(fā)病率存在8年左右的周期，1年的周期沒有達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)水平。而云南省瘧疾發(fā)病率只發(fā)現(xiàn)了1年的周期。當(dāng)?shù)貧夂蛞蛩兀ń涤?、溫度、濕度）的周期?年周期為主，而MEI除了1年周期還發(fā)現(xiàn)了年際周期。交叉小波和小波相干分析結(jié)果顯示：在安徽省，月均瘧疾發(fā)病率和月均

13、降雨量、溫度（月平均溫度、月最高溫度、月最低溫度）、相對(duì)濕度、MEI之間是相干的，頻域上兩者以1年周期模式為主（除MEI以2-4年頻域?yàn)橹魍猓瑑烧叩奈幌嚓P(guān)系從同步到滯后5個(gè)月不等，并且兩者之間關(guān)系是間斷的、不連續(xù)的。在海南省，月均瘧疾發(fā)病率和月均降雨量、溫度是持續(xù)相干的，與相對(duì)濕度、MEI之間存在短暫的相干，兩者的位相關(guān)系從同步到滯后1個(gè)月。在云南省，月均瘧疾發(fā)病率和月均降雨量、溫度、相對(duì)濕度、MEI之間是持續(xù)相干的，兩者的位相關(guān)系從

14、同步到滯后1個(gè)月，頻域上都是以1年周期模式為主。
　　 結(jié)論：本研究明確了HFRS新疫區(qū)北京市宿主動(dòng)物感染HV的空間分布特點(diǎn)，確定了影響宿主動(dòng)物感染HV的主要環(huán)境因素，建立了北京市宿主動(dòng)物感染HV的空間風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)地圖：定量地評(píng)價(jià)了我國(guó)東北大興安嶺林區(qū)氣候因素對(duì)姬鼠型疫區(qū)HFRS傳播的影響；明確了安徽省瘧疾流行的時(shí)空分布特點(diǎn)，確定了安徽省瘧疾發(fā)病時(shí)空熱點(diǎn)區(qū)域；確定了我國(guó)瘧疾典型疫區(qū)的瘧疾流行的周期性特點(diǎn)，評(píng)價(jià)了氣候因素對(duì)瘧疾發(fā)病的“