宁波市气温变率与儿童手足口病的关联性分析*

宁波市疾病预防控制中心(315010)

谷少华 丁克琴 易 波 陆蓓蓓 王爱红△

【提 要】 目的 分析外界气温波动和儿童手足口病之间的短期关联。方法 收集宁波市2010-2015年0～12岁儿童手足口病报告数据和同期的地面气象监测资料，采用气温变率(temperature variability，TV)作为气温波动的替代指标，利用时间序列分析方法定量评估气温变率和手足口病之间的关联，以及不同年龄组和不同季节时效应的差异。 结果 2010-2015年宁波市共收集到0～12岁儿童手足口病报告病例138190例，其中93.17%的病例集中于5岁及以下儿童。研究发现，气温变率与手足口病之间存在统计学关联(P<0.05)，并在累积滞后0～3天(TV0-3)时效应值最大。TV0-3每升高1℃，0～12岁儿童手足口病发病风险升高1.47%(95%CI：0.56～2.39%)；3～5岁组和6～12岁组儿童手足口发病风险分别增加2.03%(95%CI：0.64～3.45%)和 3.18%(95%CI：0.52～5.91%)。不同滞后天数时均未发现0～2岁组儿童受到气温变率的影响。冷季和温季时，气温变率的影响显著；而热季时则未见气温变率的效应存在。结论 外界气温波动剧烈可能会增加儿童手足口病的发病风险，年龄和季节是该效应的修饰因子。

手足口病是一种主要以肠道病毒71型(EV71)和柯萨奇病毒A16型(CVA16)感染引起的急性传染病[1-2]。该病多发生于5岁以下的儿童，春秋季多见，平均潜伏期为3～5天，症状主要表现为发热和手、足及口腔黏膜等部位出现疱疹，少数病例有严重并发症[2-3]。多项研究发现儿童手足口病的发生与气温有密切关系，例如一项针对全国143个城市的研究发现，随着室外气温升高，儿童手足口病的发病人数逐渐增多[4-6]。这些研究对解释手足口病的发病机理，进而指导政府和公众采取相应预防和控制措施有重要意义。

尽管气温和手足口病之间的关系已经得到证实，但是却缺少短期气温波动对该疾病影响的研究结果。目前有研究采用日较温差或日间温差作为气温波动的替代指标，发现气温波动增大时可能会造成手足口病发病增多[7-9]。但是由于气温波动对人体的影响是一个连续的过程，而这两个指标均无法反映连续的气温波动情况，因此以上研究结果可能并不全面。Guo et al在研究中采用了气温变率(temperature variability，TV)指标来分析气温波动和人群死亡之间的关系，该指标综合了日较温差和日间温差分别代表的气温波动情况，以及其滞后效应，更能代表连续的气温波动过程[10]。本文收集了宁波市2010-2015年儿童手足口病发病数据，拟采用时间序列分析方法探讨气温变率和手足口病之间的短期关联，同时比较不同季节时气温波动影响的差异。

资料与方法

1.数据收集和整理

宁波市手足口病资料来自“中国疾病预防控制信息系统”的“传染病信息报告系统”模块，所有病例均已通过当地医院和疾控中心审核。本研究仅分析0～12岁儿童手足口病例数据，并按照年龄将人群分为3个组别：0～2岁(幼儿期)，3～5岁(学龄前儿童)，6～12岁(小学时期)[4-5]。

同期气象数据下载自“中国气象数据网”(http://data.cma.cn/data)，包括鄞州和慈溪两个站点的日最高气温、日均气温、日最低气温、日均相对湿度、日照时间等变量，根据各监测站数据计算出全市区域平均值，作为人群气象因素暴露量。

气温变率是指暴露时间段内日最高气温和日最低气温的标准差，计算方法如下[10]：

TV0-t=SD(MinTemplagt,MaxTemplagt,MinTemplagt-1,MaxTemplagt-1,…,MinTemplag0,MaxTemplag0)

TV0-t：累积0～t天的气温变率，t≥1；MinTemplagt：滞后t天的日最低气温；MaxTemplagt：滞后t天的日最高气温；SD：标准差。

例如：累积0～1天(当天和前一天)的气温变率即为TV0-1=SD(MinTemplag1,MaxTemplag1,MinTemplag0,MaxTemplag0)，依次类推。

2.数据分析

本研究采用近似泊松回归(quasi-Poisson)和分布滞后非线性模型(distributed lag non-linear model,DLNM)方法，在排除长期趋势和季节趋势、气温、湿度、日照时间、星期几效应和节假日效应的基础上，分析气温变率与儿童手足口之间的短期关联[11]。具体模型如下：

log[E(Yt)]=TV0-t+cb(Tempt,df)+ns(RHt,3)+ns(Sunt,3)+ns(Time,7×6)+vDOW+ηHoliday+α

Yt：t日的儿童手足口发病人数；TV0-t：累积0～t日的气温变率，根据疾病潜伏期确定气温变率影响的最长滞后时间为7天[1-3]，不同暴露天数的气温变率分别纳入模型；Tempt：t天的日均气温，按照非线性效应纳入模型，最长滞后时间为14天，选择自由度(df)均为4；RHt和Sunt：t天的日均相对湿度和日照时间，自由度均为3；Time：时间变量，参考以往文献选择自由度为7/年[10-11]；DOW和Holiday：星期几和节假日，按照哑变量纳入模型，v和η为其相应的效应参数；cb：交叉基函数；ns：自然三次样条函数；α：截距。

为研究不同季节时气温变率对儿童手足口病影响的差异，本研究按照宁波市月平均气温的高低将全年分为热季(6～9月)、冷季(12月～次年3月)和温季(4～5月、10～11月)，并将气温变率和季节的交互项纳入模型。具体模型如下：

log[E(Yt)]=TV0-t×Season+cb(Tempt,df)+ns(RHt,3)+ns(Sunt,3)+ns(Time,7×6)+vDOW+ηHoliday+α

Season：季节，按照月平均气温分为热季、冷季和温季。

根据以上方法，本文分别分析了不同年龄组儿童在不同暴露天数时受到气温变率的影响，并采用超额危险度(excess risk,ER)作为气温变率短期效应的评价指标，文中ER表示为气温变率每升高1℃时手足口发病增加的百分比，ER=(RR-1)×100%。研究均采用R软件(3.1.1版)进行统计分析，分布滞后非线性模型采用“dlnm”程序包，检验水准为0.05。

结 果

2010-2015年宁波市共报告0～12岁儿童手足口病发病138190例，平均每天为(63.07±57.19)例，其中93.17%的病例集中于5岁及以下儿童。0～2岁组儿童发病人数最多，平均每天为(30.87±26.13)例，3～5岁组和6～12岁组平均每天发病分别为(27.89±27.92)例和(4.31±5.56)例。如图1所示，宁波市儿童手足口病发病具有明显的季节性，4～7月为第一个发病高峰，部分年份10～12月出现第二个发病高峰；不同年龄段儿童的发病高峰基本一致。

同期宁波市日最低气温、日均气温和日最高气温分别为(14.19±9.01)℃，(17.58±8.90)℃和(21.97±9.24)℃，平均日均相对湿度为(73.72±12.44)%，平均日照时间为(4.84±4.10)小时。如图2所示，不同季节的气温变率存在差异，冷季和温季时的气温波动较大，热季时较小。

图1 2010-2015年宁波市0～12岁儿童手足口报告发病数的时间分布

图2 2010-2015年宁波市日均气温和气温变率(TV0-1)的箱式图

如图3所示，去除长期趋势、日均气温等混杂因素后，气温变率与手足口病之间的关联仍有统计学意义(P<0.05)。TV0-1、TV0-2、TV0-3每升高1℃，0～12岁儿童手足口发病风险分别增加1.00%(95%CI：0.11～1.90%)、1.19%(95%CI：0.21～2.19%)和1.47%(95%CI：0.56～2.39%)，但是更长时间的气温变率与手足口病之间的关联无统计学意义。分年龄组的分析结果发现，随着气温变率增加，3～5岁和6～12岁儿童的手足口病发病增加，且均在TV0-3时效应最强；不同暴露日数的气温变率对0～2岁组的影响均无统计学意义。TV0-3每升高1℃，0～2岁组，3～5岁组和6～12岁组手足口发病风险分别增加0.54%(95%CI：-0.68%～1.77%)、2.03%(95%CI：0.64%～3.45%)和 3.18%(95%CI：0.52%～5.91%)。

图3 气温变率每升高1℃时，不同人群组手足口发病的超额危险度及其置信区间(%)

如图4所示，冷季和温季时，气温变率和手足口病之间的关联有统计学意义；热季时则未见气温变率效应的存在。气温变率(TV0-3)每升高1℃，冷季和温季时0～12岁儿童手足口发病人数风险增加1.84%(95%CI：0.04～3.66%)和1.55%(95%CI：0.12～3.00%)。分年龄组分析发现，冷季时气温变率对3～5岁儿童影响较强，气温变率(TV0-3)每升高1℃，手足口发病人数增加3.00%(95%CI：0.69～5.36%)；温季时气温变率对6～12岁儿童影响较强，气温变率(TV0-3)每升高1℃，手足口病发病风险增加5.74%(95%CI：2.08～9.52%)，详情见表1。

讨 论

本研究为首次利用气温变率指标探讨连续的气温波动和儿童手足口病之间的关联，并分析了不同季节条件和不同年龄组儿童受到气温波动影响的差异。研究发现短期内的气温波动增大与儿童手足口病增多存在关联，6～12岁组受到气温波动的影响最大，冷季和温季时气温波动的效应更强。该研究弥补了以往无法计算连续气温波动对儿童手足口病影响的缺陷，为公众了解气温波动和手足口病之间的关系提供了更丰富的证据。

图4 不同季节条件下气温变率每升高1℃时，0～12岁儿童手足口病的超额危险度

尽管手足口病在全年均可能出现，但是该病具有明显的季节性，同时发病高峰在不同地区的出现时间并不一致，例如中国北方地区手足口病往往从夏季开始发病增多，而新加坡的发病高峰则出现在春季[1]。这种季节性差异与外界环境密切有关，研究发现，气温、湿度、气压、日照和风速等环境因素的变化均可能与手足口病存在关联[12-14]。首先，环境因素可能影响到外界手足口病相关病毒的数量，适宜的环境能够使病毒更容易繁殖而不容易灭活，因此造成环境中手足口病毒的数量出现波动[15]。其次，外界环境也会影响人群的生活方式和行为习惯，增加或减少人们外出活动的机会，从而改变了人群感染病毒的风险[16]。

本文发现气温变率增大时手足口病的发病例数上升，这表明室外气温波动同样可能是手足口病的影响因素之一。高温或低温会使人感到不适，而短期内剧烈的气温波动对人体的影响可能更为显著[10]。以往文献证实，人体的温度调节系统无法适应快速的气温变化，当外界气温波动较大时，心率、血压、血脂水平、血浆纤维蛋白原含量、免疫功能相关指标等均会受到影响，人体变得更为脆弱，也更容易感染疾病[17-18]。另外，本研究发现气温变率的效应值在累积滞后0～3天时最大，该时间与手足口的平均潜伏期也基本相同[1-3]。

表1 不同季节条件下气温变率(TV0-3)每升高1℃时，不同年龄组儿童手足口病发病的超额危险度及其95%置信区间(%)

*：效应有统计学意义，P<0.05。

外界气温暴露量的差异可能造成不同人群受到气温波动的影响并不一致。通过不同年龄组的分析发现，6～12岁儿童受到气温波动的影响最强，而0～2岁儿童受到的影响则无统计学意义。这种差异很可能与不同年龄组儿童的生活习惯有关，0～2岁的幼儿往往在室内活动，受到气温波动的影响较小；而高年龄段儿童在室外活动的时间逐渐增多，因此也更容易受到室外气温波动的影响。Yin等[7]在四川的研究发现，与0～5岁组的手足口病患儿相比，6～14岁组的儿童对日较温差的变化更为敏感，该结论与本研究一致。

季节可能会对气温波动的效应起到修饰作用，本研究发现冷季和温季时气温波动对手足口疾病的影响显著，而在热季时则未见该效应存在。夏季时较高的气温和较强的紫外线可能会抑制手足口病毒的繁殖，从而使其发病风险降低[4,15]。另一方面，尽管高温或低温均会影响到人群健康，但是低温对健康的危害更大，持续时间也更长[19]。例如，Zhou 等[20]在中国8个城市开展了日较温差对死因影响的研究，发现冬季时的影响较夏季时更大；而Yang 等[21]对广州市的研究则发现低温可以增强温差的健康损害。此外，宁波市处于中国南方地区，冬季没有集中供暖，该地区人群也普遍缺乏对寒冷天气的防范意识，可能也更容易受到低温的影响[21]。

需要注意的是，由于时间序列研究本质上属于生态学研究方法，因此本研究结果并不能直接说明气温变率和儿童手足口病之间存在因果关系，未来仍需对此开展深入的研究。尽管如此，本研究发现了气温波动和儿童手足口病之间存在统计学关联，研究结果为未来更进一步地分析提供了线索，也为制定手足口病的预防控制措施提供了科学依据。