温州地区住院儿童下呼吸道腺病毒感染的流行特征及与气象因素的相关性

温顺航，林祖潘，周必高，陈小芳，郑景伟，张海邻

1.温州医科大学附属第二医院育英儿童医院 儿童呼吸科，浙江 温州 325027；2.温州市气象局，浙江 温州 325027；3.温州医科大学附属眼视光医院 临床研究中心，浙江 温州 325027

人腺病毒（human adenovirus，HAdV）是急性呼吸道感染儿童住院的重要病原体之一，一旦引起肺炎，往往病情重、肺外并发症多、易遗留慢性气道和肺疾病[1]。HAdV传染性强，传播途径多样，流行特征在我国不同地区差异明显。HAdV感染在北方地区高发季节为冬季，南方地区则为春季和夏季[2]。 气象因素对呼吸道病毒的复制、传播及人群免疫状态都有影响，是呼吸道感染性疾病季节性流行的重要原因[3]，但儿童HAdV感染与气象因素关系的研究还不多。呼吸道感染与气象因素之间的关系并不是简单的线性相关[4]，而广义相加模型（generalized additive models，GAM）可以改善回归模型的建模效果和预测精度，是分析气象资料和疾病关系的重要方法[5]。本研究分析温州地区住院儿童下呼吸道HAdV感染的季节流行特征，并且基于GAM探讨气象因素（气温、湿度、风速、降雨量和降雨天数）与HAdV感染的相关性。

1 资料和方法

1.1 一般资料 回顾性分析2008年1月至2017年12月温州医科大学附属第二医院育英儿童医院年龄＜18岁住院儿童中经直接免疫荧光法检测HAdV抗原阳性的急性下呼吸道感染病例，同1次住院重复检测有相同结果的病例计为1例。本研究经温州医科大学附属第二医院育英儿童医院伦理委员会批准（编号：LCKY2019-234）。

1.2 方法

1.2.1 病原检测：所有病例均在入院后采集鼻咽吸取物或痰液标本，通过七项呼吸道病毒检测试剂盒（美国Diagnostic Hybrids公司），采用直接免疫荧光法检测呼吸道合胞病毒（respiratory syncytial virus，RSV）、HAdV、副流感病毒1-3型（human parainfluenza virus types 1-3，hPIV 1-3）和甲、乙型流感病毒（Inf A、Inf B）。

1.2.2 临床资料的收集：从呼吸道病毒实验室数据库中收集儿童年龄、性别、检测时间、检测结果等资料。

1.2.3 气象因素的收集：从温州市气象局的8个气象站（温州市区及7个县市）获取研究期间每天的气象数据，按上、中、下旬分段汇总，并将数值表示为每旬的平均暴露量。气象因素包括：平均气温（℃）、平均相对湿度（RH%）、风速（km/h）、降雨量（mm）和降雨天数（d）。

2 结果

2.1 儿童下呼吸道HAdV感染情况 2008—2017年共有89 898例下呼吸道感染住院儿童进行呼吸道病原检测，中位年龄1.0（0.4，3.0）岁，男59 078例（65.72%），女30 820例（34.28%）。HAdV阳性1 974例（2.20%），中位年龄3.0（1.0，4.0）岁。这10年间，我院收住的HAdV感染儿童例数有明显增加，2017年达356例（见图1A）。HAdV检出率在不同年份里有波动，2013—2017年检出率在2%～3%（见图1B）。1 974例儿童的住院时间的季节分布：春季610例（检出率2.5%）、夏季575例（检出率3.2%）、秋季293例（检出率1.4%）、冬季496例（检出率1.9%），检出例数和检出率都是以春末、夏初为高，5—7月达到峰值（见图1C、D）。

2.2 不同年龄段儿童HAdV感染的季节流行特点 ＞3 岁儿童，HAdV检出例数和检出率高峰在5—8月，春末和夏季有季节性流行。而≤3岁幼儿，HAdV检出例数为4—5月较高，HAdV检出率以5—7月较高，春末和夏初为流行季节。见图2。

2.3 温州地区的气象因素 月平均气温为（18.37± 7.21）℃，最低4.61 ℃，最高28.87 ℃（见图3）；月平均相对湿度为76.95%±5.87%；月降水量为 （144.76±100.01）mm/月；月降水天数为（14.12± 5.00）d/月；平均风速为（2.01±0.26）m/s。

图1 下呼吸道感染住院儿童HAdV检出的年份和月份分布

图2 不同年龄段下呼吸道感染住院儿童HAdV检出的月份分布

图3 2008—2017年温州地区的平均气温

2.4 儿童下呼吸道HAdV感染与气象因素的关系 单因素分析与多因素分析示平均温度和平均风速与HAdV检出率有关（见表1）。基于GAM模型分析：气温越高，检出率越高（P=0.015），而风速越低，检出率越高（P=0.003）；随风速的增高，检出率降低的幅度逐渐减小（见图4）。

表1 儿童急性下呼吸道HAdV感染与气象因素的相关性

图4 儿童下呼吸道HAdV感染和平均温度、平均风速关系的三维拟合图

3 讨论

2008—2017年的10年间我院共有89 898例住院下呼吸道感染儿童进行呼吸道病原检测，采用直接免疫荧光法检出HAdV 1 974例，阳性率为2.2%，高于国内报道[6-7]。2014—2017年河北省儿童医院收集急性呼吸道感染住院儿童的鼻咽拭子28 512例，采用直接免疫荧光法检测，检出率为1.3%[6]。2006— 2015年因急性呼吸道感染在苏州大学附属儿童医院呼吸科住院治疗儿童的鼻咽分泌物，采用直接免疫荧光法检测，HAdV检出率为0.6%[7]。直接免疫荧光法检测病毒抗原特异性高，但敏感性稍差，呼吸道标本质量会影响到阳性率[8]。随着分子诊断技术的发展，RT-RCR在呼吸道病毒检测方面的应用日益广泛，阳性检出率也有提升。2014—2016年，我们收集急性下呼吸道感染住院儿童的鼻咽吸取物标本3 232份，采用RT-RCR技术检出HAdV 430例，检出率达到13.3%[9]。本组资料样本量大，时间跨度长，是研究呼吸道病毒流行特征与气象因素关系的基础。虽然本研究为单中心回顾性分析，但纳入研究的89 898例患儿来自温州的各个地区，样本量大，本地区代表性较好。

虽然HAdV常年都可检出，但仍有季节性流行的特点[10]。我国地域辽阔，不同地区HAdV感染的季节分布有差异。通常北方地区冬、春季为呼吸道HAdV感染的高发季节，南方地区则在春夏季较为常见[2]。本组资料提示，温州地区儿童下呼吸道HAdV感染的流行季节为春夏季，与文献报道[11]一致。但最近有报道北京地区呼吸道感染住院儿童采用qRT-PCR检测NPS中HAdV核酸，发现检出高峰在5—8月[12]， 呼吸道HAdV感染的流行规律是否有改变值得关注。因此，对各地区的儿童呼吸道病毒感染的流行特征进行持续监测，观察气象因素对呼吸道病毒季节性流行的影响，对儿童呼吸道病毒感染性疾病的防控有重要意义。

温度通常是影响呼吸道病毒感染季节性流行主要的气象因素[13-14]。陈正荣等[15]采用多元逐步回归分析，发现苏州地区住院儿童HAdV感染与平均气温相关，气温高的季节，HAdV检出率高。我们采用GAM模型进行单变量和多变量回归，发现气象因素对呼吸道病毒感染的影响并非完全呈线性关系，气温越高，HAdV阳性率越高。基于GAM模型的三维拟合图可以看出，气温＞15.0 ℃时，HAdV检出增幅提高更加显著。通常认为低温有利于呼吸道病毒生存、复制和传播，但有报道温度越高，腺病毒活性越高[4]，也有学者认为：夏季气温较高，可以形成大的HAdV气溶胶，使得HAdV存活时间延长，感染性增强[14]。本研究还发现：风速与HAdV流行呈负相关，随风速的增高，检出率降低的幅度逐渐减小。风速与HAdV流行的机制同样不清楚，病毒易附于机体皮肤表面或定植于鼻腔黏膜，从而增加了病毒感染的概率[15]，而高风速不利于病毒黏附，有助于黏附病毒的脱落，可能是影响HAdV流行的部分原因。

气象因素对健康的效应评价多采用时间序列进行分析。本研究的解释变量为气温、相对湿度、降雨量、降雨天数和风速，反应变量为住院儿童下呼吸道感染HAdV阳性率。GAM能有效处理和识别变量间的非线性相关，是国内外学者分析气象因素或空气污染影响人群健康的重要方法[5，16]。本研究采用R软件构建GAM模型，实现温度和风速对儿童HAdV流行影响的可视化。R软件是一款免费、开源的统计分析软件，其mgcv包可构建GAM模型，灵活设定模型中的各项参数，还可绘制气象因素的暴露-反应曲线，三维拟合图可以直观展示气象因素与健康效应的关系[17]。

本研究有一定的局限性：①直接免疫荧光法检测呼吸道病毒抗原灵敏度较低，因此HAdV阳性率率可能低于HAdV的实际感染率[18]；②由于HAdV抗原检测不能区分病毒血清型，因此无法了解HAdV不同血清型感染的流行病学特征；③由于没有收集病例的临床特征及辅助检查等资料，因此缺乏疾病谱和病情严重程度的数据。

综上所述，温州地区住院儿童下呼吸道HAdV感染的好发季节为春末、夏初，5—7月达到高峰。气温和风速会影响下呼吸道HAdV感染，较高的平均温度与较低的风速与HAdV感染呈正相关。