湖南省2012—2016年传染病自动预警系统运行效果分析

曹世钰 高立冬 刘富强 段红英 肖洁华 刘树俊 谭雅卿 陈立章

410078 长沙， 中南大学湘雅公共卫生学院流行病与卫生统计学系(曹世钰、刘树俊、谭雅卿、陈立章)；410005 长沙，湖南省疾病预防控制中心突发公共卫生事件应急处置办公室(高立冬、刘富强、段红英、肖洁华)

近年来，如何早期探测传染病的暴发流行并及时采取防控措施，最大程度地避免疫情的蔓延成为国内外研究的重要内容。2008年4月21日中国正式启动了国家传染病自动预警(China infectious disease automated alert and response system,CIDARS)的试运行工作[1]，该系统运用科学合理的预警模型，对法定传染病监测数据进行运算分析后发出预警信号。目前，该系统已成为各级疾病预防控制中心早期探测传染病暴发的重要手段之一[2]。为了解湖南省传染病自动预警系统运行情况，现从预警效果和预警信号响应情况两方面，对湖南省2012—2016年传染病自动预警系统运行数据进行分析，为完善预警系统提供依据。

1 材料与方法

1.1资料来源分别通过国家疾病预防控制信息系统中的“传染病自动预警信息系统”及“突发公共卫生事件管理信息系统”收集湖南省2012年1月1日至2016年12月31日传染病预警信息以及传染病暴发相关信息。

1.2方法

1.2.1 预警原理：传染病自动预警系统采取三种预警方法[2]，即单病例预警、时间序列预警(移动百分位数法、累积和控制图法)和时空探测模型预警，具体每种疾病按哪种方法进行运算预警，不同地区根据各地疾病的危害程度、发病率及关注程度不同而稍有不同。(1)单病例预警即当报告某传染病病例1例，预警系统即发出信号。(2)移动百分位数法是以县(市)为空间范围，当前7 d病例数≥5年历史同期基线数据的第n百分位数(Pn)时，自动预警系统将发出预警信号[2]；(3)时空探测预警是在时间模型的基础上采用Kulldorff空间扫描统计量[3]，建立空间探测模型进行传染病预警。

1.2.2 预警病种[1-2]：预警病种共31种，其中单病例预警法14种：鼠疫、霍乱、肺炭疽、传染性非典型肺炎、脊髓灰质炎、人感染高致病性禽流感、白喉、丝虫病、不明原因肺炎、手足口病重症和死亡病例、麻疹、疟疾、急性血吸虫病、人感染H7N9禽流感；移动百分位数法16种：钩端螺旋体病、流行性脑脊髓膜炎、登革热、流行性和地方性斑疹伤寒的预警界值为P50，甲型肝炎为P70，其他感染性腹泻病(除霍乱、痢疾、伤寒和副伤寒以外的感染性腹泻病)、流行性感冒、流行性腮腺炎、戊型肝炎等11种传染病为P80；手足口病采用累积和控制图法；时空探测预警病种与时间序列预警相同。

1.2.3 分析指标及定义：本研究选择以下指标综合分析评价湖南省自动预警系统预警效果及信号响应情况[4-5]。(1)灵敏度指实际暴发事件中由传染病自动预警系统探测到的暴发事件所占比例，其中实际暴发事件取自突发公共卫生事件管理系统；(2)特异度指实际未发生暴发事件期间未发出预警信号的天数占实际未发生暴发事件总天数的比例，发生暴发事件期间是指暴发事件首例病例发病时间到末例病例发病时间的间隔；(3)阳性似然比是真阳性率(灵敏度)与假阳性率(1-特异度)之比，该指标反映预警系统正确预测暴发事件的可能性是预测错误的多少倍。通常阳性似然比大于1的预警模型，其应用价值较好[6]；(4)响应及时性，传染病采用单病例预警，工作人员收到预警信号后2 h之内填报信号核实卡为响应及时；其他传染病信号核实卡24 h之内填报为响应及时；(5)预警滞后时间指暴发事件开始到预警系统发出与此次事件相关最早信号的时间间隔，时间间隔越短，表示预警系统探测某传染病暴发事件的及时性越好。

1.2.4 确定预警效果评价标准：本研究采用突发公共卫生事件报告管理信息系统中报告的与预警相关的15种传染病暴发事件计算预警系统的灵敏度、特异度和预警滞后时间，分析预警系统的预警效能。根据移动百分位数法预警基准值的设定，本研究除去了从突发公共卫生事件管理系统获取的流行性乙型脑炎、流行性脑脊髓膜炎病例数<2和其他传染病病例数<3的传染病突发事件。

1.3统计学方法采用Excel进行数据整理及绘图；数据导入SPSS18.0软件，进行χ2检验、相关分析和秩和检验等统计学分析，检验水准为α=0.05。

2 结果

2.1预警基本情况2012年1月1日～2016年12月31日湖南省预警系统共发出预警信号108 188条，涉及病种30种，涉及14个市的138个县(区)，预警涉及县(区)数与预警信号数之间呈正相关关系(r=0.73,P=0.003)。5年期间平均每县(区)每周接收3.00条预警信息，其中时间序列预警信号71 459条；单病例预警35 856条；时空探测预警873条。总预警信号中已初步判断108 188条，其中13 547条(12.52%)被判定为疑似事件或疑似病例，最后通过现场调查确定为暴发(包括未达到突发事件标准的信号)或单病例预警确诊病例信号共计1 595条(占总预警信号1.47%)，预警信号数最多的地区为长沙市12 995条，最少的地区为张家界市 2 569条。

2.2预警信号时间分布湖南省2012—2016年预警信号逐月分布曲线显示，预警信号一般从3月份开始增多，4～5月份达到高峰，6～8月份逐渐下降后趋于平稳。2014和2015年的9月份出现小高峰值，2012、2013和2016年的11月份出现小高峰值。见图1。

图1 2012—2016年湖南省预警信号月分布Fig.1 Hunan province early warning signal monthly distribution map, 2012-2016

2.3预警效果

2.3.1 灵敏度与特异度:2012—2016年间采用移动百分位数法进行预警的15种传染病中，有7种在突发公共卫生事件报告管理信息系统中有上报信息，共计暴发事件171起，7种传染病均被预警系统探测到，共计暴发事件145起。预警系统总灵敏度为84.80%(145/171)，总特异度为69.53%(17 877/25 713)。其中，预警灵敏度最高的为急性出血性结膜炎和伤寒，均为100%，最低的为痢疾，为70.83%；预警特异度最高的为流行性脑脊髓膜炎，为99.84%，最低的为其他感染性腹泻病，为2.15%；风疹预警阳性似然比最高，为4.36，其他感染性腹泻病和痢疾的预警阳性似然比最低，均为0.86，见表1。

2.3.2 及时性:本研究计算其他感染性腹泻病、流行性腮腺炎、流行性感冒、痢疾和风疹5种传染病的预警滞后时间中位数，作为评价预警系统及时性的指标。结果显示，预警系统总的探测及时性为2.80 d，即暴发事件开始后平均2.80 d内，预警系统开始发出预警信号。预警系统探测不同病种的及时性依次为流行性感冒1.88 d、风疹1.94 d、其他感染性腹泻病2.58 d、流行性腮腺炎3.00 d和痢疾3.84 d。预警系统探测上述5种传染病的及时性差异无统计学意义(H=8.75,P=0.072)，见表1。

2.4预警信号响应情况2012—2016年湖南省传染病预警信号108 188条已全部响应，其中单病例预警信号35 856条,信号响应时间中位数(P25～P75)为0.28(0.11～0.77)h；单病例预警信号及时响应率为92.22%，各年度及时响应率之间差异有统计学意义(χ2=246.23，P=0.000)，5年间及时响应率呈逐年上升趋势，有统计学意义(趋势χ2=58.89，P=0.000)。时间序列预警信号71 459条，信号响应时间中位数(P25～P75)为0.56(0.28～1.06)h；时间序列预警信号及时响应率为99.80%，各年度及时响应率之间差异有统计学意义(χ2=91.43，P=0.000)，五年间及时响应率趋势性无统计学意义(趋势χ2=2.43，P=0.119)。总体上两种预警方法的及时响应率差异具有统计学意义(χ2=5156.60，P=0.000)，见表2。

湖南省总体预警信号响应时间中位数为0.48 h，响应时间最短的为长沙市，中位数为0.47 h,响应时间最长的为怀化市，中位数为0.53 h；湖南省预警信号2 h内响应率为92.43%，其中最高的为娄底市97.89%，最低的为怀化市83.41%，两者差异具有统计学意义(χ2=624.22，P=0.000)；超过24 h响应率最高的为岳阳市0.80%，最低的为娄底市0.02%，两者差异具有统计学意义(χ2=34.61，P=0.000)，见表3。

表1 2012—2016年湖南省传染病自动预警系统移动百分位数法不同病种预警效果

注：流行性和地方性斑疹伤寒在2012—2016年间无预警信号发出，甲型H1N1流感从2013年起并入流行性感冒预警，表格中未列出

Note: The epidemic and endemic typhus has no warning signals between 2012 and 2016, and the H1N1 flus‘ warning signals have been incorporated into the influenzas’ signals since 2013, so the two diseases are not listed

表2 2012—2016年湖南省传染病自动预警系统两种预警方法响应情况

注：5年间两种预警方法总及时响应率(χ2=5156.60,P=0.000)

Note：Two kinds of early warning methods in five years timely response rate(χ2=5156.60,P=0.000)

3 讨论

本研究显示湖南省2012年1月1日至2016年12月31日5年期间传染病自动预警系统正常运行，具有一定的实用性。平均每县(区)每周发出预警信号3.00条，高于全国平均每县每周产生的预警信号1.53条[7]，提示湖南省预警工作量相对较大，5年间总预警信号中12.52%被判定为疑似事件，比2008—2011年的1.25%得到显著提高[8]，这提示法定传染病报告的准确性与及时性得到了一定的提高。而最后通过现场调查确定为暴发(包括未达到突发事件标准的信号)或单病例预警确诊病例信号仅占总预警信号的1.47%，对于上述阳性率较低的情况，首先须要适当的提高传染病预警界值，减少假阳性信号；其次，预警工作人员需进一步提高对传染病暴发的甄别能力；对于运用单病例预警的甲类及罕见传染病的报告，各地医疗卫生机构需定期对医疗人员进行培训，在不遗漏病例的前提下减少错误报告率。

表3 2012—2016年湖南省传染病预警信息响应情况

Tab.3The response status of China Infectious Disease Automated-Alert and Response System in Hunan province, 2012—2016

湖南省预警信号响应时间中位数0.48 h小于同期报告的全国平均水平1.00 h[7]，且2 h内响应率为92.43%，24 h内响应率达99.81%，湖南省预警系统响应及时性良好，预警系统响应机制操作便捷，切实起到了对传染病防控的作用。时间序列预警及时响应率高于单病例预警，这与济宁市一项研究报告的结果一致[9]，但本研究结果表明单病例预警的及时响应率正呈逐年上升趋势，提示在预警工作中对单病例预警重视度在逐步提高，对于一些新发的传染病，往往为单病例预警，在传染病防控中也须引起足够的重视。

移动百分位数法预警模型可不考虑历史基线数据的统计分布类型[10]，是一种基于控制图的方法，简便实用。通过分析发现移动百分位数法预警灵敏度为84.80%，虽低于四川省研究报告的预警系统灵敏度(94.12%)[11]，但与湖南省2008—2011的预警信号灵敏度(29.77%)相比有显著提高[8]。对于还有部分传染病暴发事件未被探测到的情况,重点须从优化预警参数、提高传染病报告率和及时率等方面进行改进[12]。预警系统特异度为69.53%，提示预警系统特异度较低，这与根据传染病历史发病水平预测暴发的预警原理有关，而季节因素为影响传染病发病水平的一个因素，在本研究中，预警信号总体在4～5月份达到高峰，并且在9月份和11月份有过小高峰出现，这与其他省市报告的结果基本一致[13-14]，高峰期出现的传染病主要为其他感染性腹泻病和流行性腮腺炎等具有显著季节性分布的疾病，传染病高发时，所发出的预警信号也多，这就使预警系统对高发的传染病如其他感染性腹泻病、流行性腮腺炎等暴发的预警特异度较低，而对相对低发的传染病暴发的预警特异度较高。因此在传染病预警工作中，需要结合不同传染病发病季节特征合理调整预警界值以提高预警效果。研究结果显示预警系统总体对呼吸道传染病预警效果最好，而且对呼吸道传染病中的风疹预警效果最好(阳性似然比4.36)，阳性似然比综合考虑了灵敏度和特异度，能反映预警系统的预警效能。结果显示其他感染性腹泻病、流行性腮腺炎和痢疾的阳性似然比均小于1，提示对于这3种传染病还需进一步优化预警界值。湖南省预警系统移动百分位数法暴发探测时间(预警滞后时间)为2.80 d，稍低于同期全国水平上研究报告的3.0 d[15]。预警系统对传染病暴发的预测普遍具有滞后性，未能真正起到防范于未然的作用，这就提示疾病控制人员还需考虑传染病暴发之前，每种传染病在不同地区有何特点，进行综合分析，然后提前做好防控措施，而不仅仅依赖于预警系统。

综上，传染病自动预警系统在湖南省应用以来，已在省内的传染病预防控制中起到重要的作用，并且对比以往的研究结果，预警效果和信号响应及时率也在逐步提升，这为传染病的早期控制奠定了基础。但是预警系统的功能仍需要进一步完善和丰富，使得预警系统可根据各地市传染病暴发的自然条件、人文因素等特征以及公共卫生关注点的需要，灵活选定合适的预警方法和预警界值，从而更加有效、准确地探测传染病的发展动向，并及时予以反馈，早期实施预防控制措施。

利益冲突:无

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