甘肃省手足口病时间风险特征的空间聚集性探测研究*

甘肃省疾病预防控制中心(730000) 刘海霞 刘新凤 杨筱婷 苟发香 郑芸鹤 魏孔福 蒋小娟 成 瑶 张 宏

【提 要】 目的 探讨甘肃省手足口病的时空分布特征和发病风险区域，评估防控措施实施效果。方法 收集2018年甘肃省87个县每周手足口病数据，分析手足口病的时间风险特征指数，采用空间聚类分析方法对时间风险特征指数的发病风险区进行可视化探测和分析。结果 2018年甘肃省手足口病共报告病例13571例，报告发病率为51.73/10万，全年有两个发病高峰。手足口病的时间风险特征指数(频率指数为0.430，持续时间指数为4.657，强度指数为11.106)存在空间聚集性，3个时间风险特征指数在定西市安定区和兰州市七里河区均呈现高值聚集状态，是手足口病发病的热点区域。结论 甘肃省手足口病发病存在时空聚集性，安定区和七里河区是手足口病的发病高风险区域，不同发病风险区防控措施效果不同。

手足口病是由多种人肠道病毒引起的急性传染病，在世界各地均有流行[1]。中国自2008年将手足口病列入丙类传染病报告以来，手足口病一直位居法定传染病的前列[2]，也是甘肃省的高发传染病，发病近年呈上升态势[3]。手足口病传播途径多样，传染性强，易引起暴发疫情，甘肃省地形狭长，气候条件复杂，手足口病在不同地域发病不同[4]，导致疫情防控难度大。本研究旨在对手足口病的发病频率、持续时间和发病强度等时间风险特征指数进行空间统计学分析，从而探讨甘肃省手足口病的时空分布特征，为优化手足口病防控措施提供科学依据。

资料与方法

1.资料来源

甘肃省手足口病的病例数据来自“中国疾病控制信息系统”，排除疑似病例和地址不详病例，按发病日期分别统计甘肃省2018年52周87个县(区)的数据。人口数据来源于国家统计局。甘肃省1：25万矢量化县界地图由中国疾病预防控制中心提供。

2.研究方法

(1)空间扫描统计：本次研究通过 SatScan 9.1.1.0软件运用移动窗口法，探测研究区域疾病的空间聚集性，对每个扫描窗口分析实际数和期望数计算对数似然比(log likelihood ratio，LRR)，选取LLR值最大的窗口为高发病聚集窗口，确定此窗口所包括的县区，并计算该地区的相对危险度(RR)，LLR的P值可以通过Monte Carlo 随机化法得到，模拟次数选择999。将聚集区通过ArcMap 10.2进行可视化展示。

(2) 时间风险特征指数分析：本研究对时间风险指数[频率指数(α)、持续时间指数(β)和强度指数(γ)]进行统计，分析传染病发病风险程度，评估流行病期间采取的预防或控制策略的有效性，这对公共卫生工作者和卫生行政人员是非常重要的[5]。

频率指数(α)是指在整个研究期间的某一周内发生一例或多例手足口病病例的概率。表述如下：

其中TW是研究期间的总周数(52周)。CW是整个研究期间发生一个或多个病例的累积周数。当频率指数(α)接近1时，某些周内手足口病发病的频率越大，接近0时发病的频率越低。

持续时间指数(β)是指整个研究期间手足口病感染持续发生的平均周数。其表述如下：

β=CW/PV

式中，CW如上所述，PV是整个研究期间流行波的总数。本文中的流行波是由手足口病病例出现并持续发生的周所构成，一旦某周手足口病无病例出现则一个流行波结束。持续时间指数(β)越高，病例出现后持续的时间越长，病毒突变的可能性越大。

强度指数(γ)指流行波中手足口病活动的严重程度。表述如下：

γ=IR/PV

其中，IR是手足口病的发病率，PV如上所述。强度指数(γ)指病例连续发生数周内手足口病流行的强度。强度指数(γ)越大，意味着更多的病例集中发生在整个流行过程中，易发生人群播散，导致爆发或流行。

(3)时间风险指数的空间映射分析：本研究对全省87个县区的3个时间风险指数运用Geoda 1.60软件进行空间自相关分析，通过分析地理单元和相邻单元的观测值之间疾病的空间相关性程度来探索聚集区域[6-7]。并采用ArcGIS 10.2软件进行时间风险特征指数的空间可视化呈现，以确定甘肃省手足口病发病的高风险地区。本方法采用Moran′sI指数作为全局空间自相关的分析指标，确定事件是否与空间存在自相关，全局Moran指数I的取值范围为[-1，1]。以标准化统计量Z(I)检验其统计学意义。当Moran′sI>0且Z>1.96，P<0.05时，说明病例呈聚集性分布，有高值聚集区或低值聚集区存在；当Moran′sI<0且Z<-1.96，P<0.05时，说明病例呈离散性分布；当Moran′sI=0且Z的取值在-1.96和1.96之间，P≥0.05，说明病例空间分布可能是随机分布。进而通过空间局部自相关分析和Lisa图的生成，空间关联模式分为四种类型：High-High(高值聚类、热聚类区域)；Low-Low(低值聚类、冷聚类区域)；Low-High；High -Low。前两种是空间正自相关，后两种是空间负自相关。

与苏教版相比，康轩版的编排顺序主要有3个方面的不同．其一，康轩版安排的5个活动是“同分母分数相除”“整数除以分数”“异分母分数相除”“有余数的除法”及“关系”，分数除法类型与苏教版不同，其每一个活动内的例题基本按照除数是真分数、假分数、带分数（大陆小学数学教材一般不涉及带分数）除法呈现．其二，不同类型的分数除法的算法是统一的，即都化成相同单位的分数进行计算，在此基础上引导学生发现除以一个数等于乘这个数的倒数的规律．其三，安排了“有余数的分数除法”．两种版本编排顺序上的差异反映出编写者对知识逻辑结构理解的差异．

结 果

1.手足口病的时间分布

甘肃省手足口病2018年共报告病例13571例，死亡5例。全年均有病例报告，有两个高峰，5～7月为发病第一个高峰期，占全年发病总数的56.73%，其次为9～11月，占所有发病数的25.19%，如图1所示。

图1 甘肃省2018年手足口病周发病分布

2.手足口病报告发病率的空间分布

2018年甘肃省手足口病报告发病率为51.73/10万，报告发病率前五位的县区为：定西市临洮县228.40/10万、陇南市两当县185.93/10万、定西市安定区142.76/10万、定西市渭源县122.95/10万、武威市古浪县120.82/10万，如图2。

图2 甘肃省2018年手足口病报告发病率空间分布

3.甘肃省2018年手足口病空间扫描分析

应用SaTScan软件进行空间扫描统计，手足口病最大可能聚集区集中在中部的定西市，覆盖2个县半径为43.16km，发病数1612例(LLR=993.62，P<0.001)，该聚集区手足口病的发病风险是其他区域的4.09倍；第二可能聚集区在兰州市城关区，发病数1337例(LLR=285.33，P<0.001)，该聚集区手足口病的发病风险是其他区域的2.14倍；第三可能聚集区在定西市安定区，发病数624例(LLR=252.33，P<0.002)，该聚集区手足口病的发病风险是其他区域的2.92倍，详见表1。

表1 甘肃省2018年手足口病高发病率空间扫描统计结果

4.时间风险特征指数：手足口病的频率指数为0.430，持续时间指数为4.657，强度指数为11.106，见表2。3个时间风险特征指数的相关性分析显示，频率指数与持续时间指数的相关系数为0.87，持续时间指数与强度指数的相关系数为0.62，持续时间指数与强度指数的相关系数为0.84，表明时间风险特征指数之间存在较强的相关性。

表2 甘肃省2018年手足口病时间风险特征指数

5.时间风险特征指数的空间自相关分析：手足口病的发病率和3个时间风险特征指数的Moran′sI均为正值，Z值均大于1.96，表明时间风险特征指数的分布不是随机的，存在有统计学意义的正向空间自相关，呈聚集性分布，见表3。

表3 甘肃省2018年手足口病报告发病率和时间风险特征指数全局自相关系数

甘肃省2018年手足口病报告发病率的热点区域(High-High)主要集中在定西市安定区、兰州市七里河和安宁区。时间风险特征指数LISA统计量的局部自相关检验显示：频率指数的热点区域(High-High)主要集中在定西市安定区、陇西县，兰州市的七里河区、榆中县、安宁区、城关区、皋兰县和西固区，白银市会宁县、景泰县，天水市麦积区和秦州区；持续时间指数的热点区域(High-High)主要集中在定西市安定区，兰州市七里河和榆中县，陇南市两当县；强度指数的热点区域(High-High)主要集中在定西市安定区和兰州市七里河，见图3。

图3 甘肃省2018年手足口病时间风险特征指数的LISA关联类型图

讨 论

本次研究显示甘肃省手足口病呈明显季节性分布，有两个发病高峰，分别是5～7月和9～11月，这与全国及其他省份的情况相似[8-10]，这可能与气温、日照时数、降水量等气象因素有关[11-12]，5月甘肃气温上升，雨水增多，湿度增大，可能有助于病毒的生存；同时人口密度等社会因素也与手足口病的发病有关[3-4]，学校、托幼机构等人群流动和拥挤的场所，密切接触传播的风险高，使手足口病发生与传播的可能性增加。

本研究显示，手足口病的频率指数为0.43，表明1年中接近一半的时间有手足口病的发病，最大值为0.90，提示甘肃省内某县(区)全年几乎均有手足口病发病；持续时间指数为4.66，表明手足口病全省平均持续发病4周，持续时间最大值为21，表明手足口病最长持续时间21周；强度指数为11.11，表明在10万人中，约有11人可能在手足口病流行期间被感染，最大值为76.13，则可能某县区有76人被感染手足口病病毒。手足口病的3个时间特征指数之间的相关系数均超过0.60，表明三者间存在较强的相关性，提示手足口病一旦发病，持续发生的可能性大，病毒有可能发生变异，易在人群中造成病毒播散，进而形成暴发或流行[5，13]。

本研究对手足口病的报告发病率和时间风险特征指数进行空间自相关分析，结果显示手足口病的报告发病率、频率指数、持续时间指数和强度指数的Moran′s I均为正值，呈正向空间自相关，表明手足口病发病在甘肃省有空间聚集性。进一步进行局部空间自相关检验显示，定西市安定区和兰州市七里河的报告发病率和3个时间特征指数均最高，为手足口病发病的热点区域(High-High)，其发病频次高，持续时间长，传播强度大。定西市安定区和兰州市七里河可能是甘肃省手足口病播散的源头，病毒发生变异的可能性大，且易发生手足口病暴发疫情，是卫生行政部门重点关注的重点区域，应当集中卫生资源，采取有效措施控制疫情的播散[5]。兰州市榆中县频率指数和持续时间指数高，强度指数低，原因可能是当地卫生专业人员与教育部门密切协作，对托幼机构和学校等手足口病高发场所加强疫情监测，主动搜索病例，做到早发现、早居家隔离、早处置等防控措施，起到遏制手足口病在人群中播散，阻断传播途径的作用，导致强度指数低。兰州市安宁区、城关区、皋兰县和西固区，白银市会宁县、景泰县，天水市麦积区和秦州区的手足口病仅频率指数高，表明这些县区存在防控盲点区域或场所，主要原因可能是尚未明确手足口病的传播来源，在盲点区域或场所采取的防控措施未到位或失效，导致手足口病在这些区域呈点状频繁发生，但因采取的措施在整体防控过程中起到了人群阻断作用，仅点状区域发病，发病后持续时间短，传播强度低，致使病毒尚未在人群大范围播散，因此这些县区的卫生专业人员需时刻关注点状发病区域的动态发展以及区域间的关联，寻找防控措施未起作用的原因，调整防控策略。陇南市两当县仅持续时间指数高，由于发病频次低，累积的病例少，易被卫生专业人员忽略，往往因病例持续低强度存在，导致手足口病在该区域的人群中呈轻度或潜在播散的形式。

本研究分别对甘肃省手足口病的报告发病率和时间风险特征指数(频率指数、持续时间指数和强度指数)分别进行了全局和局部相关分析。比较显示，发病率是传统流行病学一般用来衡量疾病严重程度的指标[14]，不能反映疾病的发生是偶然的还是聚集的，对其进行空间扫描和相关分析只能静态呈现空间聚集性区域，但不能评价疫情发展的态势和防控措施的有效性。而传染病是一个动态的过程，在地理指标上叠加时间风险特征指数，弥补了单纯分析发病率的不足，增加了时空维度，更有利于识别空间风险区域，评估不同发病风险区防控措施的效果[5，15-17]；同时，时间风险特征指数可进行实时评估，短期预警，及时调整防控措施。

本研究通过时间风险特征指数空间聚集性的探测分析，明确了甘肃省手足口病防控的重点区域，评估了不同地区手足口病发病风险以及采取防控措施的效果，为卫生行政部门制定手足口病的防控策略提供了科学依据。但本研究是在不考虑气象等环境因素的前提下对手足口病时间风险特征指数进行的空间分析，对采取的防控措施未进行量化评估，这些方面存在的局限性还需在今后深入的研究中进一步分析。