2015-2021年新疆和田地区新冠疫情前后肺结核发病趋势分析

依里帕·依力哈木,努尔比耶·约麦尔,武 迪,时 雨,郑彦玲,张利萍

肺结核是由结核分枝杆菌感染人体肺部从而引起的传染病。据2022年世界卫生组织(World Health Organization,WHO)报告,截至目前全世界每年约有1 060万人感染肺结核并造成160万人死亡[1]。2021年,中国成为世界第三大结核病高负担国家,仅次于印度和印度尼西亚[2],而新疆维吾尔自治区是我国肺结核高发省份,尤其是南疆地区,肺结核发病率居高不下,在2018年达到历史最高峰,为624.34/10万[3],约为同期全国肺结核发病率的10倍[4],这使得肺结核成为南疆地区重大公共卫生难题。该研究综合考虑2018年以来新疆将结核病筛查工作纳入全民健康体检以及结合2020年1月起新疆地区首次出现感染新型冠状病毒肺炎(coronavirus disease 2019,COVID-19,以下简称“新冠肺炎”)病例后,疫情防控措施对和田地区肺结核防控工作带来的影响,以2015-2021年和田地区肺结核发病数据为例,利用连接点回归模型(joinpoint regression model,JPR)分析肺结核发病趋势阶段变化特征,并进一步构建中断时间序列(interrupt time series,ITS)模型,探讨新冠肺炎疫情前后肺结核发病趋势的变化,为和田地区肺结核防控措施制定提供新的参考依据。

1 材料与方法

1.1 资料来源新疆维吾尔自治区和田地区2015年1月1日-2021年12月31日的肺结核报告发病数据来源于和田地区疾病预防与控制中心。2015年1月1日-2021年12月31日的人口数据来自新疆统计年鉴。

1.2 模型简介

1.2.1JPR模型 JPR模型是基于疾病分布的时间特征建立的一种分段回归模型,由美国国家癌症研究所(National Cancer Institute,NCI)Brian D. Royston博士提出。其原理是通过利用几个连接点将研究时间划分为不同的区间,并分别对不同区间进行趋势拟合和优化,在全局时间范围内更加合理、详细地评估不同变化区间的疾病变化特征[5]。

JPR模型通常根据因变量y的分布类型选择模型类型,若y呈正态分布,可构建一般线性模型进行分析,即:

E[y|x]=β0+β1x+δ1(x-τ1)++…+δk(x-τk)+;

若y服从指数分布或泊松分布,则采用对数线性模型进行分析,即

E[y|x]=eβ0+β1x+δ1(x-τ1)++…+δk(x-τk)+;

式中,e为自然底数,k代表转折点个数,τk表示未知的转折点,β0为截距,β1为回归系数,δk表示第k段分段函数的回归系数。

运用Joinpoint Regression Program 4.9.0.0 软件完成JPR模型分析,采用月度变化百分比(monthly percent change,MPC)、平均月度变化百分比(average monthly percent change,AMPC)及其95%置信区间(confidence interval,CI)评价指标趋势变化,以P<0.05 表示差异有统计学意义。其中MPC是用来衡量在分析期间内,变量的均值所经历的百分比变化,如果MPC为正,则表示趋势呈上升趋势,如果MPC为负,则表示趋势呈下降趋势;AMPC是用来衡量在整个分析期间内,变量的均值所经历的平均百分比变化,AMPC值的定义与MPC相同。

1.2.2ITS模型 ITS模型对某种干预实施前后的两个时间段进行线性回归拟合,以检验该种干预实施后水平下降或升高的幅度是否有统计学意义[6]。本研究中,以新疆新冠肺炎的发生(2020年1月)为干预点,建立ITS回归模型,模型结构为:

Yt=β0+β1x1+β2x2+β3x3+εt;

其中,β0表示截距,即新冠肺炎发生前肺结核发病的初始水平;β1为斜率,用以量化新冠肺炎发生前肺结核发病的长期变化趋势;β2表示干预点附近瞬时变化量,即新冠肺炎发生后的瞬时变化量;β3为新冠肺炎发生后的趋势变化程度;x1表示整个研究开始到结束的时间,取值1,2,…,84(以月为单位,即84月对应2015-2021年);x2表示受到新冠肺炎影响,取值0和1(0为疫情前,1为疫情后);x3表示受到新冠肺炎影响的时间,取值1,2,…,24(以月为单位,即24月对应2020-2021年)。

1.3 统计学处理采用Excel 2021建立数据库并整理数据,应用SPSS 27.0对数据进行正态性检验和描述性统计分析;采用Joinpoint Regression Program 4.9.0.0软件拟合JPR模型,分析时间趋势;基于R软件完成ITS模型分析。

2 结果

2.1 基本情况

2.1.1和田地区肺结核报告病例基本特征 2015-2021年和田地区累计报告肺结核病例47 291例,其中疫情前39 360例,疫情后7 931例;疫情前后男女发病人数各占优势,整个研究期间男性比例略高于女性,为23 743例,占比50.3%;年龄≥60岁的人群发病人数在疫情前后均大于其他年龄组,总发病人数为23 571例,占比50.0%;在和田地区中,墨玉县的发病人数最高,总发病人数为8 906例,占比达到18.8%;绝大多数肺结核病例为农民,共 43 800 例,占比92.6%;疫情前后多数发病人群病原学检查为阴性,共30 991例,占比65.6%;各特征疫情前后差异除职业外(P=0.528),差异均有统计学意义,见表1。

表1 2015-2021年和田地区肺结核报告病例基本特征

2.1.2和田地区报告病例肺结核发病基本情况 2015-2021年和田地区肺结核年发病率分别为246.35/10万、316.35/10万、286.06/10万、419.82/10万、319.28/10万、208.60/10万、155.88/10万,2018年发病率最高。月发病率数据显示,2018年12月发病率达到峰值,为64.25/10万。新疆新冠疫情爆发后,随着一系列隔离和防疫措施的实施,2020年8月肺结核报告发病率为阶段最低,为1.79/10万,见图1。

图1 2015-2021年和田地区肺结核发病率概况

2.2 和田地区肺结核发病趋势分析

2.2.1和田地区肺结核总体趋势分析 通过Shapiro-Wilk正态性检验发现,和田地区肺结核报告发病率呈偏态分布(W=0.93,P<0.001),其中2015年1月至2018年12月及2018年12月至2021年12月的发病数据(y1、y2)同样呈偏态分布(Wy1=0.88,Wy2=0.86,P<0.05),因此采用对数线性模型进行分析。JPR模型结果如图2所示,2015-2021年和田地区肺结核发病率呈现先上升后下降趋势,2018年12月出现转折,上升趋势表现在从2015年1月的18.29/10万上升到2018年12月64.25/10万,平均每月上升1.4%;下降趋势表现在从2018年12月下降到2021年12月的11.30/10万,平均每月下降3.3%,总体趋势存在统计学意义(P<0.05),见表2。

表2 2015-2021年和田地区肺结核发病率总趋势JPR模型

图2 2015-2021年和田地区肺结核发病率总体趋势变化

2.2.2和田地区肺结核性别趋势分析 通过对性别进行Shapiro-Wilk正态性检验结果表明,男性与女性报告发病率数据均呈偏态分布,因此采用对数线性模型进行分析,见表3。JPR模型分析结果如图3所示,男性与女性肺结核发病率均呈现先升后降趋势,且同时于2018年12月存在一个转折点,与总体发病趋势一致。女性发病率从2015年1月的10.76/10万上升到2018年12月31.22/10万,平均每月上升1.0%,随后持续下降到2021年12月的6.45/10万,平均每月下降2.8%;男性发病率从2015年1月的7.53/10万上升到2018年12月33.04/10万,平均月上升幅度为1.9%,随后持续下降到2021年12月的4.85/10万,平均每月下降3.7%;男性、女性肺结核发病总体趋势存在差异(P<0.05),见表4、5。

表3 2015-2021年和田地区肺结核性别组发病率Shapiro-Wilk正态性检验

表4 2015-2021年和田地区肺结核性别组发病率月度变化趋势

表5 2015-2021年和田地区肺结核性别组发病率平均月度变化趋势

图3 2015-2021年和田地区肺结核发病率性别趋势变化

2.2.3和田地区肺结核年龄趋势分析 通过对各年龄组发病率进行Shapiro-Wilk正态性检验结果表明,肺结核各年龄组发病率数据均呈偏态分布,同样基于对数线性模型进行分析,见表6。JPR模型分析结果提示,各年龄组肺结核发病率均呈现先升后降趋势,其中2021年6月为≤18岁年龄组的一个转折点,但趋势并无统计学意义(P>0.05);19～59岁组与年龄≥60岁组发病趋势转折点出现在2018年12月,表现在从2015年1月的9.42/10万和8.35/10万上升到2018年12月30.78/10万和30.45/10万,月均上升1.2%与1.7%,随后持续缓慢下降到2021年12月的4.35/10万和6.82/10万,月均下降3.2%与3.4%;两组发病趋势之间差异均有统计学意义(P<0.05),见表7、8。

表6 2015-2021年和田地区肺结核各年龄组发病率Shapiro-Wilk正态性检验

表7 2015-2021年和田地区肺结核年龄组发病率月度变化趋势

表8 2015-2021年和田地区肺结核年龄组发病率平均月度变化趋势

2.3 新冠肺炎对和田地区肺结核发病影响ITS模型分析结果显示,2020年1月新疆首次出现新型冠状病毒肺炎病例后,和田地区肺结核发病率明显下降,从2019年的319.28/10万下降到2021年的155.88/10万,同比下降51.16%,发病趋势与JPR模型分析结果一致,见图4。

图4 2015-2021年和田地区疫情前后肺结核发病率变化趋势

建立和田地区2015-2021年肺结核月发病率中断时间序列线性回归模型方程:

Yt=β0+β1总时间段+β2干预时间点+β3干预后时间段+εt模型结果显示,全人群肺结核月发病率的初始水平为β0=3.050/10万;疫情前肺结核发病的趋势β1,显示发病率月均上升0.007/10万,每增加一个月,发病率较上个月略微增加,大约为1.007倍(t=2.078,P=0.038);疫情后肺结核发病的趋势β3,显示发病率月均下降0.049/10万,每增加一个月,发病率较上个月略微减少,大约为0.952倍(t=-2.639,P=0.008),见表9。

表9 2015-2021年和田地区肺结核月发病率ITS模型参数值

3 讨论

肺结核是一种慢性消耗性传染病,且救治预后差,是我国重大公共卫生难题[7]。虽然我国加大了对结核病的教育宣传力度,提高了肺结核的诊断和治疗水平,使得肺结核疫情得到较明显的改善[8],但目前仍有大量人群感染肺结核,尤其是新疆地区的肺结核发病率长期位于全国前列[9]。

本研究利用JPR模型和ITS模型探讨和田地区肺结核发病趋势。JPR模型分析结果显示,和田地区在2015-2021年的肺结核发病率呈先上升后下降的趋势,并在2018年12月出现转折,而性别组以及年龄在19～59岁组与≥60岁组同样在2018年12月出现转折。导致人群出现这种发病趋势的原因可能是在2018年,新疆实施将结核病胸片筛查纳入全民健康体检的策略[10]。因此,和田地区积极响应结核病防治策略,各县(市)肺科医院或结核病定点医院加强了结核病的快速诊疗、筛查和网络直报,使得结核病患者得以被早期发现,早期治疗,最终在2018年末大量的肺结核患者被及时发现并得到治疗。而自2020年1月底新疆新冠疫情首次爆发以来,为控制疫情的蔓延,新疆所有地区实行了封控等疫情防控措施,导致结核病的诊断和治疗受到一定影响[11]。ITS模型的结果显示,疫情爆发前和田地区肺结核发病率月均上升0.007/10万,在疫情爆发后肺结核的发病率月均下降0.049/10万,可以推测新冠疫情是和田地区2020年以后肺结核发病趋势开始下降的原因之一。虽然针对新冠疫情流行采取的一系列防疫措施,譬如消杀、隔离等措施间接对控制肺结核传播起到了一定的效果,但同时,大量医疗资源集中抗击疫情导致许多结核防控工作搁置,使得许多结核患者未能及时被发现,发病率呈现降低趋势。随着疫情结束,必须提前预防人员流动和季节变化等因素带来的结核传播疫情,尽早筛查、治疗潜在的结核患病人群。

在人群方面,JPR模型结果显示在2015-2021年期间男性发病率的上升趋势高于女性,这与贺湘焱 等[12]的研究结果一致,这可能与男性外出劳动的时间多于女性,从而增加了传染的概率有关,且男性的不良习惯,如抽烟、喝酒等相比于女性而言概率更大,这也进一步增加了男性感染结核病的概率[13]。在年龄组的分析当中,年龄≥60岁的人群报告人数高于其他年龄组,且发病率的上升趋势也高于其他组,说明老年人更容易感染肺结核,为肺结核的高发人群。原因与老年人免疫能力低下,身体机能较差且并发疾病较多密切相关[14]。本研究中,和田地区肺结核报告人数绝大多数为农民,这可能与农民群体相比其他职业人群收入较低,社会经济地位较低有关。