杭州市人感染H7N9禽流感流行强度影响因素的两水平模型分析*

黄春萍 丁 华 杨旭辉 刘牧文 王 婧 孙 昼考庆君 吴 彦 王 兵 宋姝娟 叶 春 金 成

【提 要】 目的 为杭州市制定人感染H7N9禽流感的防控策略提供参考。方法 收集杭州市2013-2016年各地区人感染H7N9禽流感病例数、当地政府部门出台的有关活禽交易市场的政策、外环境监测情况以及气象因素,利用MLwiN2.25软件拟合两水平方差成分模型,探讨不同地区影响人感染H7N9禽流感流行强度的因素。结果 关闭活禽交易的政策实施、外环境监测阳性率以及最低气温、当月降雨量和当月日照时数都成为影响人感染H7N9禽流感流行强度的因素。结论 关闭活禽交易的政策实施在很大程度上降低了主城区和萧山区疫情的发生水平。外环境监测的阳性率与疫情的发生水平成正比,提示在高发季节加强外环境监测有利于控制疫情发生规模。

人感染H7N9禽流感作为新发传染病,于2013年2月首次出现在我国长三角地区[1-2],杭州市2013年3月30日报告了首例人感染H7N9禽流感病例,之后每年均有疫情发生,截止2016年底共报告88例人感染H7N9禽流感病例,死亡28例,病死率为31.82%。为有效防控人感染H7N9禽流感疫情,特开展杭州市人感染H7N9禽流感流行强度的影响因素分析,以期为早期预警和及时采取防控措施提供参考。

对象与方法

1.疫情资料

杭州市2013-2016年分地区分月人感染H7N9禽流感病例数来源于中国疾病预防控制信息系统。杭州市2013-2016年外环境H7N9样本阳性率来源于杭州市疾病预防控制中心H7N9外环境监测。

2.气象资料

杭州市2013-2016年分地区分月最低气温(℃)、月度降雨量(毫米)及月度日照时数(小时)均来源于杭州市气象局。

3.研究方法

将影响因素归纳为年度影响因素和月度影响因素两个水平,以年度为水平2单位,月度为水平1单位,病例数为应变量,解释变量包括当地是否出台关闭活禽交易市场的政策、外环境监测阳性率、月度最低气温、月度降雨量、月度日照时数等,利用MLwiN2.25软件拟合两水平方差成分模型。变量筛选采用Wald检验,检验水准α定为0.05。

两水平方差成分模型基本结构为[3]:

yij=β0j+β1xij+e0ij

式中i=1,2,…ni表示水平1单位;j=1,2,…nj表示水平2单位;β0j为截距;β1为解释变量的回归系数;e0ij为随机误差项,即水平1单位的随机误差。

两水平方差成分模型建立在两个假设的基础上:

(2)cov(u0j,e0ij)=0

因此,两水平方差成分模型也可以表示为

yij=(β0+β1xij)+(u0j+e0ij)

结 果

1.人感染H7N9禽流感频数分布

杭州市自2013年报告首例H7N9禽流感病例以来,每年均有病例报告,发病可分为两个阶段:第一阶段为2013-2014年,该阶段发病水平较高,发病地区以主城区和郊区为主;第二阶段为2015年之后,该阶段发病水平明显下降,发病地区转变为以郊区和郊县为主(表1)。从分月发病图(图1)上可见,人感染H7N9禽流感病例发病集中于冬春季节。

图1 杭州市H7N9禽流感分月发病数

地区名称地区分类发病数2013年2014年2015年2016年上城区主城区8300下城区主城区4000江干区主城区5220拱墅区主城区1111西湖区主城区3011滨江区主城区0300萧山区郊区51123余杭区郊区2626富阳区郊区0222淳安县郊县0001建德市郊县0100桐庐县郊县0111临安市郊县1012合 计29301217

2.人感染H7N9禽流感影响因素分析

以年度为水平2单位,月度为水平1单位,病例数为应变量(case),解释变量包括当地是否实施关闭活禽交易市场的政策(close)、外环境监测阳性率(rate)、月度最低气温(temp)、月度降雨量(rain)、月度日照时数(sun)等(表2)。由于杭州市主城区关闭活禽交易市场的时间统一,故将上城区、下城区、西湖区、拱墅区、江干区、滨江区等6个区合并为主城区进行拟合,桐庐县、淳安县、建德市、临安市等4个郊县因病例数偏少而合并为郊县地区进行拟合,因此获得杭州市主城区、萧山区、余杭区、富阳区、郊县地区共5类地区的人感染H7N9禽流感影响因素分析。

表2 变量赋值说明

(1)主城区

casei=β0icons+17.448(1.689)closei+3.892(1.598)ratei

β0i=0.423(0.425)+e0i

[e0i]～N(0,Ωe):Ωe=[2.610(0.870)]

-2×loglikelihood(IGLS Deviance)=68.352(18 of 48 cases in use)

(2)萧山区

casei=β0ijcons+8.455(0.634)close+4.981(1.208)rateij-0.026(0.010) tempij+0.004(0.001) rainij

β0ij=-1.373(0.927)+u0i+e0ij

[u0j]～N(0,Ωu):Ωu=[3.187(2.291)]

[e0ij]～N(0,Ωe):Ωe=[0.112(0.044)]

-2×loglikelihood(IGLS Deviance)=29.475(17 of 48 cases in use)

(3)余杭区

caseij=β0ijcons+3.921(0.771)caseij-0.027(0.012)tempij

β0ij=-0.521(0.912)+u0i+e0ij

[u0j]～N(0,Ωu):Ωu=[3.043(2.181)]

[e0ij]～N(0,Ωe):Ωe=[0.610(0.130)]

-2×loglikelihood(IGLS Deviance)=128.896(48 of 48 cases in use)

(4)富阳区

casei=β0icons+2.475(0.745)ratei

β0i=0.140(0.157)+e0i

[e0i]～N(0,Ωe):Ωe=[0.213(0.087)]

-2×loglikelihood(IGLS Deviance)=15.523(12 of 48 cases in use)

(5)郊县地区

casei=β0icons-0.004(0.002)tempi

β0i=0.076(0.019)+e0i

[e0i]～N(0,Ωe):Ωe=[0.043(0.004)]

-2×loglikelihood(IGLS Deviance)=-57.493(192 of 192 cases in use)

讨 论

国内多项研究表明,活禽市场的关闭对人感染H7N9禽流感疫情控制有显著作用,且长时间的休市对H7N9病毒控制的作用优于短期休市[4-7],人群发病与外环境H7N9病毒监测结果相吻合[5]。因此,本研究将杭州市各区县关闭活禽交易的政策实施、外环境监测阳性率纳入到影响因素分析中进行建模。研究结果显示:关闭活禽交易的政策实施、外环境监测阳性率以及最低气温、当月降雨量和当月日照时数都成为影响人感染H7N9禽流感发生水平的因素。通过人为干预政策的实施,可以在很大程度上改变当地人感染H7N9禽流感发生水平。例如从上述萧山区两水平统计模型可以推算出:关闭活禽交易政策的实施使得该地区每月平均减少8个病例的发生,虽然2013-2016年,萧山区共发生病例21例,占全市病例数的23.86%,居于各区县首位,但永久性关闭当地活禽交易政策的实施极大地改变了当地疫情的发生水平,政策实施后的2015年和2016年萧山区仅分别报告2例和3例人感染H7N9禽流感病例。本研究中多个模型证实了外环境监测阳性率与当地人感染H7N9禽流感病例发生水平呈正相关,提示加强外环境监测有利于当地疫情的早期预警。与国内同类研究类似[5,8],本研究还发现气象因素与人感染H7N9禽流感病例的发生水平有关,杭州市分月发病图显示,人感染H7N9禽流感病例发病集中于冬春季节,说明病毒适宜低温环境,因此,本研究在进行气象因素选择时,依据病毒的生物学特性以月度最低气温作为可能的影响因素纳入建模,分析结果表明最低气温越低、降雨量越大,人感染H7N9禽流感病例的发生水平越高,这符合H7N9病毒在低温、潮湿环境中更容易生存的生物学特性[9]。本研究在对不同地区的影响因素分析中,均获得因月份不同而疫情发生水平有所不同的结果,证实了该疫情的发生存在季节性高发的特点。本研究的局限性在于各地区开展外环境监测不均衡,导致某些地区有的月份外环境监测数据缺失,造成模型拟合时样本含量的减少,降低了模型拟合的效果。