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2018, 35(8):690-695.doi:10.13213/j.cnki.jeom.2018.18173

气温对上海市浦东新区手足口病发病的短期效应


1. 长三角环境气象预报预警中心健康气象科, 上海市气象与健康重点实验室, 上海 200030 ;
2. 复旦大学公共卫生学院, 卫生部卫生技术评估重点实验室和公共卫生安全教育部重点实验室, 上海 200032 ;
3. 上海市浦东新区疾病预防控制中心, 上海 200136

收稿日期: 2018-03-04;  发布日期: 2018-11-05

基金项目: 国家重点研发计划项目(编号:2016YFC0201900);国家自然科学基金项目(编号:41675111)

通信作者: 郝莉鹏, Email: lphao@pdcdc.sh.cn  

作者简介: 彭丽(1979-), 女, 博士, 高级工程师; 研究方向:大气物理与大气环境学以及环境卫生学; E-mail:

[目的] 探讨气温与手足口病(HFMD)发病的相关性和人群差异,为HFMD预测和防控提供依据。

[方法] 收集2012—2016年上海市浦东新区每日气象数据和HFMD病例资料,采用分布滞后非线性模型分析气象因素与HFMD发病的关系,比较气象因素对不同年龄和性别HFMD患者的影响差异。

[结果] 2012—2016年上海市浦东新区共报告HFMD临床诊断病例63 004例,男女性别比为1.51。HFMD发病有明显的季节分布特征,5—7月份是HFMD发病高峰。气温与HFMD发病的暴露-反应关系近似倒“V”型,最大累积相对危险度位于24.7~31.8℃温度区间。气温对男性和女性的20 d最大累积相对危险度RR及其95% CI分别为2.02(1.58~2.58)和2.34(1.79~3.08)。1岁以下婴儿对气温反应最为敏感,气温对其20 d最大累积相对危险度RR及其95% CI为3.82(2.33~6.26)。高温高湿与HFMD发病呈正相关,且作用时间长。高温(30.2℃)累积效应在滞后20 d达到最高[2.10(1.63~2.70)],高湿度(92.6%)的最大效应出现在滞后27 d[2.70(2.06~3.54)]。

[结论] 气温对HFMD发病有影响,低龄儿童的风险更高。

关键词: 手足口病;  气温;  分布滞后非线性模型;  人群差异 

手足口病(hand,foot,and mouth disease,HFMD)是由肠道病毒引起的常见传染病,多发于儿童,主要通过呼吸道、消化道和密切接触等途径传播,在全球多个地区发生过多次较大规模的暴发和流行[1]。2007年之前,我国HFMD多为散发,近年来呈现持续高发的态势,已成为危害儿童健康的重要传染病[2]。HFMD发病与气象因素存在一定的关联[3-5],但目前的研究较少关注气温对HFMD不同特征人群的影响差异。本研究从气温与HFMD的关系出发,探讨气温对不同性别和年龄患者的影响,为相关部门制定早期预防措施提供科学依据。

1   材料与方法

1.1   数据收集

本研究采用的HFMD数据来源于中国疾病预防控制信息系统的“疾病监测信息报告管理系统”,为2012—2016年浦东新区进行属地化管理的HFMD病例实时统计个案,包括实验室诊断和临床诊断病例。同期气象数据来源于上海市气象局,包括日平均气温、日平均气压、日平均相对湿度、日平均风速、日照时数、降雨量等。

1.2   研究方法

采用分布滞后非线性模型(distributed lag nonlinear model,DLNM)进行气象因素与HFMD发病的关联性分析,该模型同时考虑暴露与健康结局的非线性关系及滞后效应,可通过构建三维图立体展示效应在不同自变量维度与滞后维度的变化分布。DLNM模型已被广泛用于气象因素和大气污染对死亡、传染病和慢性病影响的研究中,是研究暴露滞后效应的优秀工具。采用Spearman相关分析评价气象因素与HFMD日发病数以及各气象因素之间的相关性,确定纳入DLNM模型的自变量。HFMD发病分布近似服从泊松分布,因此采用广义泊松分布作为DLNM模型的连接函数来拟合气象因素与HFMD发病的时间序列。根据Spearman相关分析结果,将气温和相对湿度采用交叉基的形式纳入DLNM模型,模型同时控制长期趋势、星期效应、假期、平均风速、日照等因素的影响[6]

$ $\begin{array}{l}\;\;\;{Y_t} \sim Poisson\left( \mu \right)\\\;\;\;ln \left[ {E\left( {{Y_t}} \right) = } \right]\alpha + {\beta _1}{T_{t, l}} + {\beta _2}r{h_{t, l}} + S\left( {s{n_t}, {\nu_1}} \right) + S\left( {w{s_t}, {\nu_2}} \right) + \\S\left( {su{n_t}, {\nu_3}} \right) + \gamma DO{W_t} + \eta holida{y_t}\end{array}$ $

式中:Yt是第t天HFMD发病数,α是模型截距;Tt, lrht, l是DLNM模型产生的二维交叉基矩阵,用于拟合气温和相对湿度的非线性影响及滞后关系,β1β2分别是其回归系数,l是滞后天数;S()是自然立方样条平滑函数;snt为时间序列变量,以控制长期趋势和季节趋势;wstsunt分别代表日平均风速、日照时数;DOWt为星期的哑元变量,γ为其系数;holidayt是节假日变量,η为其系数;ν为自由度,ν1为15,ν2ν3为3[6-7]。设定各气象指标的中位数为参照水平。分别设定滞后期为6d(1周)、13d(2周)和27d(4周),根据赤池信息准则选择最大滞后期为27 d,该区间能够反映气象因素和HFMD发病的整体滞后特征[7]。本研究将“低温”定义为低于研究期间日平均气温的第25百分位数(P25,9.6℃),包含极端低温3.7℃(P5);将“高温”定义为高于日平均气温的第75百分位数(P75,23.9℃),包含极端高温30.2℃(P95)。统计分析采用R软件。

2   结果

2.1   HFMD病例信息

2012—2016年上海市浦东新区共报告HFMD临床诊断病例63004例,其中男性37904例,女性25100例,性别比为1.51;HFMD发病以6岁以下儿童为主,占94.3%,1岁以下、1~3岁、4~6岁分别占6.2%、64.4%和23.7%(表 1)。

表1

2012—2016年上海市浦东新区HFMD病例人口学特征

Table1.Demographic characteristics of HFMD cases in Shanghai Pudong New Area, 2012-2016

HFMD发病有明显的季节分布特征,全年有两个高发期:5—7月份是HFMD发病最为集中的时期,累计报告病例28 913例,占全年发病的45.9%;部分年份10—12月出现小的流行高峰(图 1)。

图 1

2012—2016年上海市浦东新区HFMD月报告病例数

2.2   HFMD发病与各气象因素的相关分析结果

浦东新区HFMD发病与日平均气温、日平均气压、日平均相对湿度、日平均风速、降水量和日照时长的Spearman相关系数均有统计学意义(均P<0.05)(表 2),HFMD发病与日平均气温、日平均相对湿度、降水量和日照时长呈正相关,与日平均气压和日平均风速呈负相关。日平均气压与日平均气温有很强的负相关性(r=-0.879,P<0.05);日平均相对湿度和降水量从不同的方面反映了空气的干湿程度,并且两者相关性较高(r=0.633,P<0.05)。考虑到共线性问题,日平均气压和降水量未纳入DLNM模型。

表2

浦东新区每日HFMD发病与气象因素的Spearman相关系数

Table2.Spearman correlation coefficients between daily HFMD cases and meteorological factors

2.3   DLNM模型分析结果

图 2显示气温对不同性别和年龄人群HFMD发病的累积滞后效应。累积时间为20 d(效应值最大),以日平均气温中位数18.2℃为参照值,总人群的累积相对危险度(RR)随着温度变化而改变,暴露-反应关系近似倒“V”型。气温为28.1℃时,总人群HFMD发病的风险最高,累积RR(95%CI)为2.12(1.69~2.65)。男性和女性的最大累积RR(95%CI)分别为2.02(1.58~2.58)和2.34(1.79~3.08)。1岁以下、1~3岁、4~6岁儿童的最大累积RR(95%CI)出现在31.7 ℃、31.8 ℃和24.7 ℃,分别为3.82(2.33~6.26)、2.27(1.71~3.00)和1.88(1.47~2.40)。

图 2

日平均气温对上海市浦东新区各人群HFMD发病影响的20d累积滞后效应(日平均气温参照值为18.2℃)

表 3表 4可见,高温、高湿与HFMD发病呈正相关,其对HFMD发病影响存在明显的持续性,高温高湿的累积效应在滞后6 d后有统计学意义,作用时间持续至滞后27 d,高温的累积效应在滞后20 d达到最高,高湿的累积效应在滞后27 d达到最高。在30.2℃(P95)高温,总人群、男性、女性的滞后20 d累积风险分别为2.10(1.63~2.70)、1.98(1.51~2.60)、2.34(1.74~3.14),性别间差异无统计学意义(P>0.05);1岁以下、1~3岁儿童的滞后20 d累积风险分别为3.79(2.33~6.15)、2.26(1.72~2.97),均P<0.05;但4~6岁的为1.25(0.89~1.78),P>0.05。年龄间差异有统计学意义(P<0.05);HFMD发病风险随着年龄减小而增加,小于1岁的婴儿对气温反应最为敏感。低温(9.6℃)与HFMD发病呈负相关,且其作用时间较长,累积效应在滞后27 d时达到最大[0.27(0.21~0.34)];年龄间和性别间差异无统计学意义(P>0.05)。

表3

日平均气温对上海市浦东新区各人群HFMD发病影响的累积滞后效应(RR,95%CI

Table3.The cumulative lag effects of daily mean temperature on total, gender-specific, and age-specific HFMD cases

表4

日平均湿度对上海市浦东新区总人群HFMD发病影响的累积滞后效应(RR,95%CI

Table4.The cumulative lag effects of daily mean relative humidity on total HFMD cases

3   讨论

以气候变暖为主要特征的全球气候变化直接或间接影响传染病的传播过程,改变了病原体和媒介生物的繁殖和传播,引起传染病的分布范围和传播强度改变[8]。气候变化给传染病的预防和控制带来了新的挑战,开展气候对传染病的影响研究对于制定疾病早期干预措施有非常重要的意义。HFMD是全球范围流行的急性传染病,在我国是发病数最高的丙类传染病。HFMD流行有明显的地区和季节差异,中低纬度地区在夏秋季出现流行,且流行强度大,高纬度地区发病高峰相对延后[9]。本研究表明上海地区HFMD发病多发生在每年的5—7月,10—12月存在一个流行次峰,与同气候区的南京[10]、杭州[11]等城市的流行特征一致,提示HFMD发病与气象因素存在一定关系。

气象因素与HFMD发病不是简单的线性关系,本研究中气温与HFMD发病的暴露-反应关系近似倒“V”型,气温高风险区为24.7~31.8℃。XU等[6]研究亦显示北京地区气温与HFMD发病有相同的非线性关系。HFMD病原体有二十余种,肠道病毒A组71型(EV71)是上海地区最为常见的HFMD病毒之一[12],CHANG等[13]研究发现EV71感染人数与气温亦呈倒“V”分布,在13~26℃温度区间,随温度升高EV71感染增多,气温高于26℃后EV71感染下降。高温高湿与手足口病呈正相关,且影响的持续时间长,其原因可能与肠道病毒的存活受温湿度影响有关,蔡韵等[14]研究发现在温度20℃、湿度80%的气候条件下,EV71病毒存活时间长,湿热的环境适合肠道病毒的生存、复制和传播。

国内外研究普遍认同气象因素对健康的影响存在滞后性,本研究中温湿度对HFMD的发病也有明显的滞后效应,高温高湿的累积效应在滞后6 d后有统计学意义,在滞后20~27 d期间效应最大,与北京市的研究结果类似[7]。HFMD潜伏期一般为2~7 d,病程为4~10 d左右[15],从潜伏到治愈的时间接近本文中温湿度最大效应的滞后时间。康敏等[16]研究发现广州市高温对HFMD最大效应的滞后天数为5 d。研究的差异提示不同地区气象因素的影响存在差异。

本研究发现HFMD多发生在学龄前儿童,气温对于HFMD发病存在年龄差异,年龄越小HFMD的风险越高,1岁以下儿童的效应大于1~3岁和4~6岁儿童。台湾地区人群EV71血清流行病学调查发现,流行前期6月龄~1岁、1~2岁儿童的EV71血清阳性率最低,2~19岁儿童的EV71血清阳性率随年龄增长而增高[17],缺乏病毒保护性抗体可能导致低龄儿童更易受气温影响。

HFMD易于传播,流行期间经常发生幼托机构儿童集体感染的现象,开展HFMD预防对遏制疫情发展非常关键。在高温高湿季节,卫生计生部门与教育部门有必要加强联防联控,做好对幼托机构的病情监测、调查和健康教育工作。HFMD发病有家庭聚集性,HFMD患儿或者成人隐性感染者与婴幼儿接触后易造成家庭成员间的相互传染,因此,有必要加强对婴幼儿家长HFMD防治知识的宣传教育,采取有效的防控措施,降低家庭交叉感染和隐性感染发生。

HFMD除具有季节性分布特征外,还存在明显的空间异质性和空间结构性。因为资料的局限,本研究仅从时间尺度上对HFMD发病进行分析,未探讨小空间尺度的时空流行病学特征。HFMD的暴发和流行是气象因素、自然地理环境、生物因素、行为因素、经济、医疗情况等综合作用的结果,本研究仅考虑了气象因素对HFMD发病的影响,在今后的研究中,将完善资料搜集,系统性探讨HFMD与各种影响因素的关联性。

综上所述,上海市浦东新区HFMD发病具有季节性和周期性,主要受温度和湿度的影响,与气温呈倒“V”型关系,低龄儿童的气温效应更大。

表1

2012—2016年上海市浦东新区HFMD病例人口学特征

Table 1 Demographic characteristics of HFMD cases in Shanghai Pudong New Area, 2012-2016

图 1

2012—2016年上海市浦东新区HFMD月报告病例数

Figure 1 Monthly distribution of HFMD cases in Shanghai Pudong New Area, 2012-2016

表2

浦东新区每日HFMD发病与气象因素的Spearman相关系数

Table 2 Spearman correlation coefficients between daily HFMD cases and meteorological factors

图 2

日平均气温对上海市浦东新区各人群HFMD发病影响的20d累积滞后效应(日平均气温参照值为18.2℃)

Figure 2 The 20-day cumulative lag effects of daily mean temperature on total, gender-specific, and age-specific HFMD cases (daily mean temperature reference: 18.2℃)

[注]A:总人群;B:男;C:女;D:<1岁;E:1~3岁;F:4~6岁。 [Note]A: Total; B: Male; C: Female; D:<1 years; E: 1-3 years; F: 4-6 years.
表3

日平均气温对上海市浦东新区各人群HFMD发病影响的累积滞后效应(RR,95%CI

Table 3 The cumulative lag effects of daily mean temperature on total, gender-specific, and age-specific HFMD cases

表4

日平均湿度对上海市浦东新区总人群HFMD发病影响的累积滞后效应(RR,95%CI

Table 4 The cumulative lag effects of daily mean relative humidity on total HFMD cases

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[基金项目] 国家重点研发计划项目(编号:2016YFC0201900);国家自然科学基金项目(编号:41675111)

[作者简介] 彭丽(1979-), 女, 博士, 高级工程师; 研究方向:大气物理与大气环境学以及环境卫生学; E-mail: phyllis_pl@163.com

[收稿日期] 2018-03-04 00:00:00.0

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