氣溫對蘭州市手足口病發(fā)病的滯后效應(yīng)研究*

王金玉 李 盛 董繼元 馬漢平 李守禹 李 普 張 薇 張曉宇 蘇延軍 李守凱

手足口病( Hand,foot and mouth disease，HFMD)是腸道病毒引起的常見傳染病之一，主要發(fā)病期在 5～7月，發(fā)病人群主要集中于5歲以下兒童，男性發(fā)病高于女性，病原體主要為柯薩奇病毒A16型 (CA16) 和腸道病毒71型 (EV71) ，重癥及死亡病例主要由EV71引起[1-2]。該病已成為很多國家和地區(qū)，特別是亞太地區(qū)重要的公共衛(wèi)生問題[3]。近年來的研究表明，氣象條件是影響手足口病發(fā)生和流行的重要因素之一，手足口病發(fā)病與氣溫、降水量、相對濕度、日照時數(shù)呈正相關(guān)，與氣壓、風速呈負相關(guān)[4-8]。但目前相關(guān)研究大多使用周或月發(fā)病數(shù)，研究的時間尺度不夠精細，忽略了氣象因素的影響具有一定的滯后性。同時，研究區(qū)域主要集中在我國沿海城市和一些經(jīng)濟相對發(fā)達的地區(qū)，對于半干旱地區(qū)報道較少，更鮮有氣象因素對手足口病發(fā)病滯后的性別和年齡別差異分析。隨著全球氣候變暖，干旱地區(qū)氣溫上升的速率遠遠快于其他地區(qū)，而眾多氣象因子中以日均氣溫對手足口病的影響最大[9]。因此，本研究收集2008-2015年蘭州市手足口病日發(fā)病資料及同期氣象資料數(shù)據(jù)，采用分布滯后非線性模型(distributed lag non-linear models，DLNM)分析日均氣溫對手足口病發(fā)病的影響及其滯后效應(yīng)，同時分析了日均氣溫與手足口病發(fā)病相關(guān)性的性別、年齡別差異[10-11]。

資料與方法

1.資料來源

2008 年1月至2015年12月蘭州市手足口病逐日發(fā)病數(shù)據(jù)來源于全國傳染病報告信息管理系統(tǒng)，由蘭州市疾病預防控制中心負責收集。同期每日氣象數(shù)據(jù)由甘肅省氣象局提供，包括氣溫、氣壓、風速、相對濕度的日均值和日降水量。

2.統(tǒng)計學分析

log[E(Yt)]=α+βTEMt,l+ns(presst,df=3)+ns(raint,df=3)+ns(Timet,df=7/year)+γDOWt

式中:Yt是第t天發(fā)病人數(shù)；α為常數(shù)項；TEMt,l是應(yīng)用 DLNM 中的“cross-basis”函數(shù)獲得的關(guān)于溫度的二維矩陣，β是回歸模型中的解釋變量系數(shù)；ns(presst，df=3)指的是使用自由度為3的自然立方樣條曲線去控制氣壓的影響；ns(raint，df=3)指的是使用自由度為3的自然立方樣條曲線去控制降水量的影響，Time作為一個新設(shè)的時間序數(shù)變量，將其引人自然立方樣條函數(shù)來控制季節(jié)趨勢和長期趨勢；ns(Timet，df=7)是利用每年自由度等于7的自然立方樣條曲線去控制季節(jié)性和長期趨勢的影響；DOWt是第t天為星期幾的啞變量。參照相關(guān)研究，選取最大滯后時間為14d，以日均氣溫的中位數(shù)(P50)作為參照值，計算不同氣溫時、不同的滯后時間下的RR值：若β為回歸模型中的解釋變量系數(shù)，溫度在整個滯后時間內(nèi)對手足口病發(fā)病的相對危險度可計算為exp(β)。在計算日均氣溫對手足口病的影響時，以低溫(P5)和高溫(P95)分別相對于氣溫P50的相對危險度(RR)來評估冷熱效應(yīng)及累積冷熱效應(yīng)。

結(jié) 果

1.一般情況

蘭州市2008-2015年共報告手足口病例25644例，日均發(fā)病12.01例；其中男性15729例，女性9915例，男女性別比為1.59:1。0～5歲組病例最多，有20177例，占78.68%。同期氣壓、氣溫、相對濕度、降水量、風速日均值分別為848.38 kPa、11.11 ℃、49.90%、0.83 mm、1.27 m/s。見表1。

表1 2008-2015年蘭州市氣象因子和手足口病日發(fā)病人數(shù)描述性統(tǒng)計

2.氣象因子和手足口病日發(fā)病人數(shù)相關(guān)性分析

手足口病日均發(fā)病人數(shù)與氣溫、氣壓、降水量、相對濕度、風速之間的相關(guān)性均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，其中與氣溫、降水量、風速呈正相關(guān)，與氣壓呈負相關(guān)，以氣溫對手足口病發(fā)病影響最為顯著(r=0.528)。見表2。

3.不同滯后時間日均氣溫對手足口病發(fā)病數(shù)的影響

將2008-2015年日均氣溫與手足口病日發(fā)病數(shù)進行DLNM建模擬合，最大滯后時間設(shè)定為14d，觀察每一個滯后日氣溫對手足口病發(fā)病數(shù)的影響，得到不同滯后氣溫效應(yīng)的三維圖(圖1)。如圖1所示，日均氣溫在不同滯后日與手足口病發(fā)病數(shù)呈非線性關(guān)系，不同日均氣溫與手足口病的關(guān)聯(lián)強度隨滯后時間變化而變化，當氣溫為20.3℃，滯后9 d 時RR值最大，為 1.49( 95%CI:1.21～1.83)。氣溫在滯后14 d 內(nèi)對手足口病影響的累積效應(yīng)如圖2所示大致呈倒“U”型，發(fā)病風險在20.3℃以下隨溫度升高而升高，高于20.3℃時下降，在13.0℃～25.3℃發(fā)病風險有統(tǒng)計學意義。

表2 氣象因子與手足口病的相關(guān)分析

*：P<0.05

圖1 日均氣溫在不同滯后日與手足口病風險關(guān)聯(lián)三維圖

圖2 日均氣溫與手足口病風險關(guān)聯(lián)劑量-反應(yīng)圖

4.冷效應(yīng)和熱效應(yīng)在不同滯后時間對手足口病發(fā)病風險的分析

分別以低溫(P5,-5.1℃)和高溫(P95,25.1℃)作為冷效應(yīng)和熱效應(yīng)的溫度節(jié)點繪制14d滯后曲線圖。如圖3所示，低溫對不同性別、年齡別人群在整個滯后期內(nèi)的滯后風險效應(yīng)均無統(tǒng)計學意義。高溫效應(yīng)有性別、年齡別差異，男性、女性、0～5歲組分別在滯后0～12d、4～13d、2～13d有統(tǒng)計學意義，約在第8～9d達到最高；同時高溫對男性發(fā)病風險大于女性，0～5歲組大于6～14歲組；高溫對6～14歲人群在整個滯后期內(nèi)的效應(yīng)均無統(tǒng)計學意義。

5.不同滯后日冷、熱效應(yīng)對不同人群的累積效應(yīng)

根據(jù)DLNM得到不同滯后冷、熱效應(yīng)對男性、女性、0～5歲、6～14歲人群的累積效應(yīng)(表3)。低溫對不同性別、年齡別人群在整個滯后期內(nèi)的累計效應(yīng)均無統(tǒng)計學意義。高溫對男性在滯后期為0 d至0～14 d內(nèi)、女性在0～7d至0～14 d、0～5歲組在0～5d至0～14 d的累積效應(yīng)均有統(tǒng)計學意義，并均在滯后期為0～14 d 的累計效應(yīng)最大，RR(95%CI)值分別為9.51(3.27～18.02)、7.67(2.18～15.04)、9.66(3.75～17.56)；高溫對6～14歲人群在整個滯后期內(nèi)的累計效應(yīng)均無統(tǒng)計學意義。

討 論

一般特征結(jié)果顯示，蘭州市手足口病病例以男性較多，高發(fā)于0～5歲年齡段，這與相關(guān)研究結(jié)果一致[1-2]，說明要以男性、0～5歲兒童為重點人群加大蘭州市手足口病的衛(wèi)生服務(wù)，促進兒童健康。

Spearman相關(guān)分析結(jié)果表明蘭州市主要氣象因子中以日均氣溫與手足口病相關(guān)性最為密切(r=0.528)。DLNM結(jié)果顯示日均氣溫與手足口病發(fā)病的劑量-反應(yīng)關(guān)系呈倒“U”型，發(fā)病風險在20.3℃以下隨溫度升高而升高，高于20.3℃時下降；相對于氣溫的中位數(shù)13℃，高溫 (25.1℃)能顯著增加手足口病發(fā)病風險，而低溫對不同性別、年齡別兒童在整個滯后期內(nèi)的累計效應(yīng)均無統(tǒng)計學意義，說明高溫是影響蘭州市手足口病發(fā)病的重要因素，這與近年來上海、廣州等地區(qū)高溫、高濕是影響手足口病發(fā)生流行的重要因素的研究結(jié)果并不完全一致[12-16]。這可能與蘭州市特殊的氣候條件有密不可分的關(guān)系。蘭州深居內(nèi)陸，遠離海洋，青藏高原阻擋了偏南暖濕氣流的北上，降水稀少，是典型大陸性溫帶半干旱氣候。手足口發(fā)病的高峰期(5-7月)在蘭州地區(qū)的降水多是陣性降水天氣，過程較短，過后溫度回升很快，由于氣溫升高的幅度遠遠大于降水的增加幅度，致使水分散失速率加快，蒸發(fā)量增大，濕度卻無法增大，高溫、高濕無法同時存在。

圖3 -5.1℃和25.1℃在不同滯后日的風險關(guān)聯(lián)圖

表3 不同滯后冷、熱效應(yīng)對不同人群手足口病發(fā)病風險累積效應(yīng) RR(95%CI)

結(jié)果還顯示，高溫對手足口病的發(fā)病具有明顯的滯后效應(yīng)，男性和0～5歲兒童是敏感人群。究其原因，可能包括以下幾方面：(1)合適的環(huán)境對于各種致病病原體的生存起到關(guān)鍵的作用，溫熱的條件下腸道病毒非常容易生存、復制并且傳播，增加發(fā)病風險。(2)手足口病的傳染源主要是患者和隱性感染者。而隱性感染者危害更大，且使發(fā)病具有一定的滯后性。研究發(fā)現(xiàn)，EV71 感染患兒恢復期大便毒核酸陽性率最長維持6周，重癥患兒甚至長達10周。我國《手足口病預防控制指南(2009 版)》中要求手足口病患兒管理時限為自患兒被發(fā)現(xiàn)起至癥狀消失后 1 周。從而使患兒易成為隱性感染者[17]。此外，患兒監(jiān)護人也是重要的隱性感染者，該部分人群腸道病毒帶毒率在手足口病流行期高達20.10%[18]，且監(jiān)控難度較大，埋下嚴重的健康隱患，也可能是導致手足口并發(fā)病滯后性的原因之一。(3)溫度的變化會引起個體行為發(fā)生改變，在溫暖的月份兒童尤其是男孩戶外活動會增多，從而增加暴露風險[19]；同時手足口病高峰期 (5-7月) 病原學以EV71為主[1]，而兒童共享玩具或者其他物品有助于EV71的感染[20-21]，使手足口病發(fā)病風險上升，尤其是男孩；再者0～5歲組高溫效應(yīng)之所以較強可能與其體內(nèi)血清抗-EV71抗體陽性水平較低相關(guān)[3]。綜上所述，高溫可能是通過影響手足口病發(fā)病的部分環(huán)節(jié)(病原體生存繁殖能力、行為習慣、易感人群自身體質(zhì))的綜合作用的結(jié)果。

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