嘉峪关市流行性腮腺炎与气象相关因素影响的研究

范宗慧 朱菊花 李盛 保晓娟 李婷婷

摘要：目的：分析气象因素与流行性腮腺炎发病的关联性。方法：利用2008-2016年嘉峪关市流行性腮腺炎的发病人数，结合同期的气象资料（包括平均气温、平均气压、相对湿度、降水量、平均风速），结合数据特征，用广义相加模型结合分布滞后非线性模型分析不同气象因素对流行性腮腺炎发病的影响。结果：2008-2016年嘉峪关市共报告流行性腮腺炎1400例，男性发病例数（834例）多于女性（566例），性别比为1.47：1;6-14岁儿童最多，占60.36%。流行性腮腺炎发病时间的分布呈“两峰两谷”型规律变化，2-3月和7-10月腮腺炎的发病例数呈明显下降趋势，4-6月和12月一次年1月流行性腮腺炎的发病例数明显增多;气象因素在不同滞后日与流行性腮腺炎的关联呈非线性，气温和相对湿度与流行性腮腺炎的风险效应呈负向关联，风速与流行性腮腺炎的风险效应呈正向关联。以日均气温8.50°C为参照，气温-13°C且滞后时间为8d时RR值最高，为2.71（95%CI：1.50-4.88）;以日均相对湿度45.76%为参照，当相对湿度为100%且滞后时间为3d时，RR值最高，为1.24（95%CI：1.03-1.49）。以日均风速2.2m/s为参照，当风速为3rrds且滞后时间为14d时，RR值最高，为1.68（95%Chl.18-2.40）。结论：嘉峪关市的气温、相对湿度、风速等气象因素可能是流行陛腮腺炎的重要影响因素。

关键词：气象因素;流行性腮腺炎;滞后;效应

中图分类号：R188.8 文献标志码：A

流行性腮腺炎（mumps）是由腮腺炎病毒（mumpsvirus）引起的一种急性呼吸系统传染性疾病，该病好发于儿童和青少年，主要临床表现为非化脓性肿胀、疼痛和全身发热。流行性腮腺炎在我国属于法定丙类传染病之一，主要是由通过飞沫及感染此病的患儿接触后传染发病，与气候变化也存在着一定的关联。流行性腮腺炎的发生、传播与气象参数之间关系密切，气温、气压、湿度等气象参数的变化可导致流行性腮腺炎感染者的病情加重。如在中国广州的研究显示，温度、相对湿度、风速与流行性腮腺炎发病呈正向关联，日平均气压与流行性腮腺炎发病呈负向关联。在日本开展的研究显示随着气温升高和湿度增加，流行性腮腺炎发病率亦会同步上升。中国台湾学者分析相关数据后发现流行性腮腺炎发病与日均气温和气压变化有关。通过等上研究显示本课题组认为，由于不同地区的地理、气象因素和社会经济因素等存在较大差异，影响流行性腮腺炎发病的气象因素的种类和影响程度均存在一定的差异性，相关研究得出的结果也是不完全相同。当前的相关研究中，周發病例数或月发病例数使用更频繁，研究的时间尺度不精确;在分析方法上主要利用单因素相关分析和多元逐步回归分析，忽略了气象因素的影响具有一定的滞后性，分布滞后非线性模型采用构建交叉验证矩阵的方法，将不同的滞后变量同时引入模型中，从而降低了滞后变量之间的相关性。因此在研究气象因子与相关传染病发病的相关性时使用较多。本研究采用分布滞后非线性模型来分析气温、相对湿度和风速对流行性腮腺炎发生和传播的影响，为流行性腮腺炎防控工作提供一定的政策建议。

1材料与方法

1.1资料

2008年1月至2016年12月嘉峪关市流行性腮腺炎的发病数据，是嘉峪关市疾病预防控制中心从全国传染病报告信息管理系统中导出整理而得来，同期气象资料（包括温度，气压，风速等常规气象观测数据）由甘肃省气象局提供。

1.2统计学处理

利用斯皮尔曼相关分析来确定不同气象因素与流行性腮腺炎日发病数之间的关联性，根据斯皮尔曼相关分析得出的结果，将具有相关性的气象参数代入到模型中，检验水准为0.05。分别建立流行性腮腺炎逐日发病数与气象因素的交叉验证矩阵，日发病人数为预测变量，采用泊松连接函数进行数据拟合分析。利用自然样条函数控制季节、年份和星期效应影响，利用分布滞后非线性模型分析不同气象参数与流行性腮腺炎发病的关系。基本模型如下：

式中：Yt：第t天发病数;a：常数项;Tempt，1：平均气温与时间的交叉基;β1：该项系数;RHt，l：平均相对湿度与时间的交叉基;β2：该项系数;Windt，l：平均相对湿度与时间的交叉基;β3：该项系数;NS：自然样条函数;l：滞后天数;Pressure，：第t天平均气压，NS（Pt，df=3）指的是使用自由度为3的自然样条函数去控制气压的影响;Time表示季节性和长期趋势，NS（Time，df=6）是利用每年自由度等于6的自然样条函数去控制季节性的影响。β、y是回归模型中的解释变量系数，最大滞后时间l设定为14d;二维交叉验证矩阵同时选择自然样条函数，其自由度通过广义赤池信息标准（akaikesinformation criteria for quasi-poisson，Q-AIC）进行选择，两者自由度均为3，以各气象指标的平均值作为参照值，14d为最大滞后期;根据文献杨琼英的方法，将不同气象因素按其百分位数划分为不同的区间，了解不同气象因素不同数值对流行性腮腺炎的影响。计算不同滞后期不同极端天气下（p1、P5、P25、P50、p75、P95）下的RR值：RR计算：若β1、β2、β3为回归模型中的解释变量系数，温度、湿度、风速在整个滞后时间内对流行性腮腺炎发病的相对危险度可计算为exp（β1）、exp（β2）、exp（β3）。

2结果

2.1嘉峪关市气候情况及流行性腮腺炎流行状况

2008至2016年共报告流行性腮腺炎1400例，日均发病1.52例;男性发病人数834例，女性发病人数566例，男女之间比例为1.47：1。6-14岁年龄段人数最多，有845例，占整个报告发病数的60.36%。气压、气温、相对湿度、降水量和风速在过去九年里的平均值分别为851.88hPa、8.50°C、45.76%、0.35mm和2.24m/s，见表1所列。

2.2流行性腮腺炎与气象因素的相关分析

流行性腮腺炎日发病人数与气温、降水量、相对湿度、风速的相关性均具有统计学意义（P<0.05），气温、风速和降水量与流行性腮腺炎日发病人数之间呈正相关，r值分别为0.045、0.042、0.027，相对湿度与流行性腮腺炎日发病人数之间呈负相关，其中湿度和气温对流行性腮腺炎发病影响较为显著（r=-0.046和0.045）（P<0.05），见表2所列。

图1嘉峪关市流行性腮腺炎发病分布有较明显的季节变化，每年12月至次年1月达到第一个发病峰值，4-6月达到第二个发病峰值（占36.14%），其余月份发病人数比较少。

2.3分布滞后非线性模型拟合结果

利用DLNM建模拟合不同滞后时间下，气象因素与流行性腮腺炎之间的相关性，得到了不同滞后条件下气温、相对湿度和风速效应三维图（如图2所示）。图2分析显示各个气象因素与流行性腮腺炎发病均呈非线性关系，以日均气温8.50°C为参照，气温为-13°C且滞后时间为8d，RR值最高，为2.71（95%CI：1.50-4.88）;以日均相对湿度45.76%为参照，当相对湿度为100%且滞后时间为3d，RR值最高，为1.24（95%CI：1.03-1.49）。以日均风速2.2m/s为参照，当风速为3m/s且滞后时间为14d，RR值最高，为1.68（95%CI：1.18-2.40）。

当气象因素滞后14d时，气象因素与流行性腮腺炎发病风险关联性的总体效应见图3。日平均气温与流行性腮腺炎发病呈负向关联，当日平均气溫为最高33℃时，滞后14d的发病风险值RR为0.19（95%CI：0.06-0.64）;日平均气温在22°C-33°C时，滞后14d的RR值95%CI上下限均小于1，呈现出保护效应。

日平均相对湿度与流行性腮腺炎发病呈负向关联，日平均相对湿度达到26%时，滞后14d的RR值为1.27（95%CI：0.88-1.81）。日平均相对湿度在4%-45%时，滞后14d时RR值>I。

而日平均风速与流行性腮腺炎发病呈正向关联。日平均风速在1.5-3m/s时，滞后14时RR值的95%CI下限均>1，有危害相应。

表3可相对于每日气温平均水平（8.50°C），流行性腮腺炎的发病风险随着温度的降低而增加，当温度为一1.7°C时，流行性腮腺炎的发病风险在滞后第3d时效应最大（RR=1.13，95%cI：1.01～1.26），高温（18.9°C，24.3°C）对流行性腮腺炎发病影响不明显。

表4相对于日平均湿度水平（45.76%），在无滞后的情况下，湿度对流行性腮腺炎发病的风险的影响不具有统计学意义，在适度小于平均适度时，流行性腮腺炎的发病风险随着湿度的降低而逐渐增加，当湿度为33%时，滞后时间为5d时效应最大（RR=1.03，95%CI：1.01-1.08）。

由表5可知，流行性腮腺炎发病风险随风速的增加而增加，当风速为2.5m/s时，滞后第3d效应最大（RR=1.03，95%CI：1.01～1.06）。

3讨论

本研究采用分布滞后非线性模型分析嘉峪关市不同气象参数（气温、相对湿度、风速）与流行性腮腺炎的相关性，结果显示各气象因子与流行性腮腺炎发病均呈非线性关系，流行性腮腺炎发病数随着日均气温的升高而降低，日均气温与流行性腮腺炎发病呈负相关，这与山东济宁市的研究发现一致，与日本福冈县和广东广州的结果不一致。相对于日均气温（8.5℃），气温为-13°C、滞后时间为8d时RR值最高，为2.71（95%CI：1.50～4.88），低温对流行性腮腺炎发病人数的影响存在滞后作用，高温的影响不明显。气温对流行性腮腺炎在人群中的发生和流行起着重要作用，气温对流行性腮腺炎发病没有直接的影响，而是通过影响流行性腮腺炎发病的各个环节，如：居民生活习惯、传播途径与易感人群自身体质等来影响流行性腮腺炎的发病，间接性的影响流行性腮腺炎在人群中的分布。嘉峪关市流行性腮腺炎的发病年龄主要集中在0-18岁，占到总病例数的90.1%，特别是0-14岁年龄段占比较高，占发病总例数的80.3%，该年龄段主要包括幼儿园、小学、中学这一特殊人群，天气变化，气温下降时，这个年龄段孩子大多数时间在高密集的集体单位中生活和学习，如托儿所或学校，普遍待在室内，较少外出，空气不流通，造成交叉感染，有利于流行性腮腺炎这种急性呼吸道传染病的传播。

以往有关流行性腮腺炎与相对湿度的研究比较有限，目前查阅到有日本福冈，中国台湾，中国大陆有银川、广州、济宁、关于西北内陆干旱区的报道寥寥无几，日本福冈、中国广州研究均发现日平均相对湿度与流行性腮腺炎发病呈正向关联，同时中国广州、济宁研究发现，日平均相对湿度大于45%时，滞后14d RR值均大于1，有危害效应。上述文章认为高温高湿是流行性腮腺炎病毒复制和生长的影响因素，流行性腮腺炎病毒的活性会增强。高湿度通常伴随者高温气候，呈指数关系，高湿度可使附着在腮腺炎病毒上的颗粒更重，导致传染源附近的病毒浓度较高，所以高温和高湿会增加流行性腮腺炎的风险，而嘉峪关市日平均相对湿度大于45%时，滞后14d RR值均小于1，无危害效应，这广东广州市与和山东济宁市报道相对湿度对流行性腮腺炎发病的影响存在较大差异，这与嘉峪关市的地独特的理位置和自然环境密切相关，嘉峪关市位于中国西北内陆，离海洋比较远，由于青藏高原和祁连山脉的阻碍，南下的暖气流很难到达嘉峪关，降水较少，是典型的大陆性干旱气候，引起流行性腮腺炎发病的病原微生物大多喜欢在高湿度，气候相对炎热的环境中生存，但嘉峪关市位于西北内陆干旱地区，不能够同时满足高温高湿等气象条件。

日平均风速与流行性腮腺炎发病呈正相关关系，这与杨琼英报道广州的研究发现一致。对于风速而言，当风速在（1.5m/s，3.0m/s）时，RR值大于1，有危害效应，这主要是因为当风速较大时，病毒传播的速度加快，使得病毒覆盖的范围扩大，潜在感染者数量有可能增加，从而使流行性腮腺炎的发病风险上升。

本研究显示，气象因素对流行性腮腺炎发病具有一定的影响，各个气象因素与流行性腮腺炎发病均呈非线性关系，日均气温、日均相对湿度与流行性腮腺炎发病之间具有负相关性，而日均风速与流行性腮腺炎发病之间具有正相关性。气温、相对湿度、风速均可能是流行性腮腺炎发病的重要影响因素。

本研究存在一定的局限性。流行性腮腺炎的发病还受到社会、经济等因素的影响，气象因素只是其中之一，因此应该重视弱势群体的保护，综合考虑防治工作的各个方面。此外，本研究尚未找到一个适合的生物学解释气象因素对面颊发病率的影响。