中国大陆手足口病流行特征及空间聚集性分析

梁小洁,张智芳,王晓欢

手足口病(Hand-foot-and-mouth disease, HFMD)是由柯萨奇病毒A组16型(Cox A16)、肠道病毒71型(EV71)等肠道病毒引起的急性传染病,以发热和疱疹(手、足、口腔等部位)为主要临床症状,可引起肺水肿、心肌炎、无菌性脑膜炎等并发症。该病传染性强,传播速度快,隐性感染比例大,易引起暴发流行。20世纪90年代以来,手足口病在澳大利亚、新加坡等亚太地区大规模流行[1],1981年我国上海市首次发现手足口病病例[2],2008年以来河北、安徽等地区暴发手足口病疫情,并出现重症和死亡病例[3-5]。2008年5月手足口病被列入我国丙类传染病报告管理[6],此后每年报告的病例数在百万例以上,成为我国重要的公共卫生问题,引起社会各界广泛关注。

本研究采用分段线性回归分析、季节分解法和空间自相关分析等方法对2008-2018年全国31个省(市、自治区)手足口病数据进行统计分析,以期了解中国大陆手足口病流行特征及时空聚类特征,为我国手足口病的预测和预警系统提供依据。

1 资料与方法

1.1 资料来源 手足口病资料来源公共卫生科学数据中心(http://www.phsciencedata.cn/),人口资料来源国家统计局(http://www.stats.gov.cn/)发布的各年末全国及31省(市、自治区)人口。由于数据获取限制,本次研究不包括香港、台湾和澳门。

1.2 方法 采用描述性流行病学方法描述中国大陆HFMD疫情概况、时间分布、地区分布、年龄分布及空间聚集性。采用分段线性回归分析2008-2018年中国大陆及各省(市、自治区)、各年龄组HFMD时间变化趋势,采用季节分解法分析中国大陆及各省(市、自治区)HFMD季节分布,利用分级地图、全局和局部自相关分析HFMD空间变化趋势。

1.2.1 分段线性拟合 以2008-2018年HFMD 31个省(市、自治区)年度报告发病率、各个年龄段年度报告发病率数据为基础,应用Joinpoint Regression Program 4.9.1.0软件进行时间趋势分析,利用年均百分比变化(average annual percent change, AAPC)、年度百分比变化(annual percent changes, APC)分别评价整体、局部趋势性变化。P<0.05提示存在趋势性;APC/AAPC>0为上升趋势,APC /AAPC<0为下降趋势。若趋势变化连接点数(拐点)为0,则APC = AAPC,曲线呈单调递增或递减趋势。

1.2.2 季节分解法 季节分解法分为加法模型和乘法模型2种类型,这2种模型将时间序列拆分为趋势项(trend)、季节项(seasonal)和残差项(residual erro)。将HFMD每月报告发病率作为疾病时间序列的一种,根据HFMD时间数列图随时间推移呈等宽推进,选择加法模型进行季节分解,公式为:Y|i|=T|i|+S|i|+e|i|。由于2008年部分省份报告月发病率低于0.000 0(1/10万),故2008年不参与统计,将2009-2018年分为2个时间段(2009-2013年和2014-2018年),评价季节分布及变化趋势。以每月报告发病率为基础数据导入SPSS 26.0软件,计算季节指数,季节指数>0提示当前季节值超过平均水平;季节指数<0提示季节值低于平均水平,非流行高峰。

1.2.3 全局空间自相关分析和局部空间自相关分析 将2008-2018年HFMD 31个省(市、自治区)年度报告发病率数据导入Geoda1.18进行空间统计分析,以全国基础地理数据为地图,建立Queen权重矩阵文件,进行全局自相关分析和局部空间自相关分析。全局空间自相关分析使用全局Moran’s Ⅰ指数反应空间要素属性值聚集程度;局部空间自相关分析采用LI-SA集聚图识别四类聚集区域(高-高聚集、高-低聚集、低-高聚集和高-低聚集)反应空间单元与相邻单元疫情的相关程度。

1.2.4 统计分析 采用Excel 2013建立数据库,采用ArcMap10.8进行地理绘图,应用SPSS 26.0进行统计学分析,检验水准α=0.05。

2 结 果

2.1 概况 2008-2018年中国大陆HFMD累计报告20 537 199例,死亡3 667例,年均报告发病率137.13/10万,死亡率0.02/10万,病死率17.86/10万。

2.2 时间分布 2008-2018年中国大陆HFMD报告发病率平均每年上升4.44%(AAPC=4.44%,P>0.05)。江苏、浙江、重庆、四川、云南、西藏6个省(市、自治区)HFMD报告发病率整体呈上升趋势(P<0.05),河北、内蒙古、黑龙江3个省(市、自治区)整体呈下降趋势(P<0.05),2008-2018年海南、宁夏、甘肃3个省(市、自治区)整体疫情比较平稳(P>0.05),见表1。2008-2018年4个省(市、自治区)报告发病率存在时间趋势变化连接点,其中天津在2010年出现拐点,分为2008-2010年(APC=87.55%,P>0.05)和2010-2018年(APC=-11.71%,P<0.05);广东在2014年出现拐点,分为2008-2014年(APC=17.72%,P>0.05)和2014-2018年(APC=-7.07%,P>0.05);广西在2014年出现拐点,分为2008—2014年(APC=23.43%,P>0.05)和2014-2018年(APC=-10.08%,P>0.05);贵州在2012年出现拐点,分为2008-2012年(APC=53.28%,P>0.05)和2012-2018年(APC=-7.88%,P>0.05)。

2.3 季节分布 整体上,2009-2018年中国大陆HFMD发病存在明显季节性。2009-2013年呈单峰分布,高发季节在夏季(5-7月),6月达到发病高峰;2014-2018年演变为双峰分布,在夏季高峰同时在秋季(9-11月)又出现一个流行小高峰。具体来看,31个省(市、自治区)HFMD疫情均存在明显季节性。北京、天津、河北、山西、山东、河南、湖南、新疆、贵州、云南、辽宁、吉林、黑龙江呈夏季高峰分布,其中东北三省高峰季较其他地区往后推迟一个月(6-8月)。海南、西藏、重庆、四川、江苏、湖北、广东、宁夏、内蒙古呈双峰分布,不同地区双峰分布不尽相同,有宁夏夏季高峰大于秋季(“一大一小”)、海南(2009-2018年)秋季高峰大于夏季高峰(“一小一大”)和重庆夏季高峰与秋季高峰相当这3种模式。2009-2018年部分地区季节性发生了变化。广西、福建、江西、浙江、陕西、甘肃、上海、安徽、青海从单峰分布转变为双峰分布;北京、天津、河北、山东夏季高峰分布不变,但高峰月从6月演变成7月;海南、西藏、重庆、四川始终呈双峰分布,但海南、西藏从“一小一大”流行高峰转变为“一大一小”流行高峰,重庆、四川则从“一大一小” 流行高峰转变为双峰相当模式。详见图1。

2.4 地区分布 2008-2018年全国31个省(市、自治区)均有HFMD病例报告。报告发病数前3位的省(市、自治区)依次为广东(3 207 524例)、广西(2 080 539例)、湖南(1 425 207例),年均报告发病率超过全国平均水平的省(市、自治区)共11个,年均报告发病率居前3的省(市、自治区)依次是海南(406.09/10万)、广西(396.09/10万)、广东(273.46/10万)。见表1。

2.5 年龄分布 2008-2018年中国大陆HFMD各年龄组均有病例报告,报告发病数前3位的年龄组依次为1～年龄组(6 217 719例)、2～年龄组(4 647 916例)、3～年龄组(3 572 969例);报告发病率前3位的年龄组与发病数一致。见表2。

表2 2008-2018年中国大陆年龄别HFMD发病概况Tab.2 Age-specific incidence of hand, foot and mouth disease in mainland China from 2008 to 2018

2008-2018年0～年龄组等15个年龄组HFMD报告发病率呈上升趋势(P<0.05),见表2。其中0～年龄组2008-2012年报告发病率呈上升趋势(APC=48.03%,P<0.05);70～、75～、80～年龄组2008-2014年报告发病率呈上升趋势(APC70:2008—2014=30.06%,APC75:2008—2014=32.13%,APC80:2008—2014=48.88%,均P<0.05),80～年龄组2014-2018年报告发病率呈下降趋势(APC=-30.01%,P<0.05);85～年龄组HFMD报告发病率在2011年有1个拐点,分为2个时间段(2008-2011年和2011-2018年),且2个时间报告发病率变化均有统计学意义(APC2008—2011=71.15%,APC2011—2018=-19.74%,P<0.05)。

从图2可知,HFMD高发人群为5岁以下儿童,该人群发病在2008-2018年可分为2个阶段,2008-2012年HFMD疫情呈逐年上升趋势,而在2012-2018年有明显周期性,呈现偶数年高发和奇数年低发的流行特点。

图2 2008-2018年中国大陆HFMD年龄别报告发病率变化热力图Fig.2 Heat map of age-specific incidence of hand, foot and mouth disease in mainland China during the period from 2008 to 2018

2.6 空间特征分析

2.6.1 全局空间自相关分析 以31个省(市、自治区)HFMD年报告发病率为单位进行全局空间自相关分析,2008-2018 年中国大陆HFMD报告发病率的全局Moran’sI指数均为正值(0.34～0.66),具有统计学意义(z>2.56,P<0.05),详见表3,表明HFMD在中国大陆呈现空间正相关关系,具有显著的空间聚集性,相邻省(市、自治区)之间有相似的HFMD发病风险。由表3可知,2008-2009年HFMD的Moran’sI指数大幅上升,随后一年指数从0.61下降至0.46,自2011年起全局Moran’sI指数整体呈波动上升趋势,2017年达到最高0.66。与2008 年全局Moran’sI指数0.34相比,2008-2018 年全局Moran’sI指数出现大幅度上升,表示HFMD在中国大陆的空间聚集性由相对较弱转变为相对较强。

表3 2008-2018 年中国大陆HFMD全局莫兰指数Tab.3 Global Moran’s I index of hand, foot and mouth disease incidence in mainland China from 2008 to 2018

2.6.2 局部空间自相关分析 以31个省(市、自治区)HFMD年报告发病率为单位进行局部空间自相关分析,见图3。2008-2018 年中国大陆HFMD报告发病率的高聚集区和低聚集区表现出较明显的空间演变特征,低-低聚集区由西部地区转移至北部地区,高-高聚集区在东部地区扩散并向中部地区辐射,最后转移至南部地区。具体来看,2008年HFMD高-高聚集区仅天津市,低-低聚集区主要出现在西藏、新疆、青海3省(市、自治区);2009年HFMD高-高聚集区在东北部地区呈现明显的聚集状态,涉及7个省份,低-低聚集区覆盖范围向西南方向扩张,新增四川、云南和贵州3个省。2010-2013年HFMD高-高聚集区发生明显的空间变化,山东、北京、河北、天津、山西、江苏和辽宁由高-高聚集区转变成随机分布区,广东、广西、海南由随机分布区转变成高-高聚集区;低-低聚集区覆盖区域整体较为稳定,在东北地区有所波动;陕西由高-低聚集区转变为随机分布区。2014年新增湖南为高-高聚集区;陕西则由随机分布区转变为高-低聚集区;贵州、江西为新出现的低-高聚集区。2015-2018年HFMD高-高聚集区范围明显扩大,上海、福建由随机分布区转变成高-高聚集区;低-低聚集区区域范围明显减小,新疆、青海、甘肃退出低-低聚集区。

审图号:GS(2022)1873图3 2008-2018年中国大陆HFMD报告发病率LISA集聚图Fig.3 Global and local spatial autocorrelation analyses identify spatial clusters of hand, foot and mouth disease incidence in mainland China during the period from 2008 to 2018

3 讨 论

健康中国战略是中国新时期的重大战略之一,HFMD作为日益严重的全球公共卫生问题[7],在我国法定传染病中发病率常年位居首位[8],造成巨大的疾病、社会和经济负担[9-11]。本研究基于中国大陆HFMD流行病学数据,描述2008—2018年HFMD发病的时间、季节、区域、年龄差异和空间聚类特征,旨在为中国HFMD精准防控提供参考。

2008—2018年中国大陆HFMD年平均报告发病率为137.13/10万,低于2011—2018年[12-13]。2008—2018年中国大陆HFMD报告发病率平均每年上升4.44%,其中江苏、浙江、重庆、四川、西藏、云南省(市、自治区)HFMD报告发病率整体呈上升趋势,河北、内蒙古、黑龙江省(市、自治区)整体呈下降趋势,海南、宁夏、甘肃省(市、自治区)等整体疫情比较平稳。天津、广东、广西、贵州省(市、自治区)报告发病率呈先升高后下降趋势。尽管西北、西南地区总体处于较低发病水平,但部分省(市、自治区)(四川、西藏等)报告发病率升高;其次高发地区也有部分省(市、自治区)(广东、广西等)报告发病率呈下降趋势。随着时间的推移,HFMD发病范围有从南向北,从东向西扩散趋势。

2009—2018年中国大陆HFMD发病存在明显季节性,从夏季(5-7月)单峰分布,演变为双峰(5—7月,9-11月)分布,这与任敏睿等[14]研究HFMD重症病例春夏季(4—7月)为发病高峰,秋冬季小高峰不明显有所不同。不同地区季节性存在明显差异,湖南、辽宁、黑龙江、北京、天津等大部分地区呈现夏季高峰分布,而江苏、内蒙古、广东、湖北等地呈现一大一小2个流行高峰,夏季高峰高于秋冬季高峰,与既往研究[15-19]结果一致。肠道病毒喜潮湿的环境、降雨量多的潮湿季节,由于中国季风性气候显著,而春末夏初湿热天气恰恰促进病毒的繁殖和扩散,因此夏季容易形成高峰[20];秋末冬初出现一个次高峰则与学校假期时间有关,7—8 月正值暑期学生互相分散能够降低发病率,而9月为开学季,暑假结束进入秋冬季节,学校人群接触机会的增加导致发病风险增加,尤其儿童对温度变化的适应性较差[21]。随着时间的推移,部分地区季节性发生改变,2009—2018年海南、西藏从一小一大流行高峰转变为一大一小流行高峰,四川、重庆季节特征则从一大一小流行高峰变化为双峰相当模式。HFMD的季节特征和趋势与当年的气候条件有关[22-25],其次在同一地区具有纬度依赖性[26]。

2008—2018年中国大陆HFMD发病人群主要集中在5岁以下儿童,发病数占全人群89.42%,与多数研究[18,27]结果一致,重症病例则主要集中在≤3岁儿童[14]。该年龄段儿童免疫系统尚未完全发育,免疫力低有关,而一般成人可通过隐性感染获得免疫力;其次HFMD肠道病毒传染性强、传播速度快、隐形感染比例大,极易在托幼机构和社区中传播,引起暴发或聚集性疫情。2012—2018年0～6岁儿童HFMD报告发病率呈隔年高发的流行特征,与2008—2018年HFMD重症病例偶数年高于奇数年的相关报道[14]结果相符,这与引起HFMD EV71、CoxA16等肠道病毒流行周期和流行强度相关[28-29]。

2008—2018年中国大陆HFMD报告发病率空间聚集性显著,且呈现明显的空间演变特征。2008—2018年HFMD高-高聚集区在东部地区扩散并向中部地区辐射,最后转移至南部地区,呈现持续热点(海南、广东和广西)、间隔热点(湖南)和新增热点(上海)3种模式。低-低聚集区由西部地区向西南、东北方向扩张,随后范围逐年缩小,2018年聚集在东北地区(黑龙江、吉林、辽宁)和华北地区(河北、内蒙古)。这与2008—2018年HFMD重症病例以西南部、中部、东部地区较多,西南部省份有增多趋势的结果[14]有所不同。我国地域辽阔,环境多样,HFMD发病不仅仅只受纬度因素影响,与气象因素、人口密度、经济发展水平和人口间交叉感染等密切相关[30-34]。2008—2018年海南、广西、广东为高发病率聚集区,可能与地区处于亚热带/热带地区,气候特点以高热、高湿度为主,适合肠道病毒生存有关,其次这3个地区均为沿海省份,而HFMD在沿海城市较为常见,发病率较高[35]。

综上所述,2008—2018年中国大陆HFMD持续流行,流行区域扩大,流行特征发生变化。这种改变与HFMD传染率、传播力较高,易感人群存在,传播途径多样,以及气候、人口等因素息息相关。加强HFMD疫情监测报告,重视病原学监测,做好5岁以下儿童HFMD的预防,在疾病高发时期加强重点防控,家庭、幼儿园、社区应开展健康教育,帮助幼儿养成良好的卫生习惯,注重环境清洁和消毒,加强早查制度等预防措施。加强与环境监测部门合作,利用其监测网络完善传染病预警机制,合理配置卫生资源,改善决策应对全球挑战。

利益冲突：无