手足口病与气候因素的时空分析：关于越南湄公河三角洲地区域的一项研究

原文作者：Huong Xuan Nguyen ；Cordia Chu ；Huong Lien Thi Nguyen ；Ha Thanh Nguyen ；Cuong Manh Do ；Shannon Rutherford ；Dung Phung

摘要：本研究调查了越南湄公河三角洲地区手足口病(HFMD)的时空分布模式。采用时间序列分析来探索HFMD发病与气候因素之间的相关关系时间模型，应用回顾性时空扫描法研究该疾病的时空高风险发病地区。结论：平均气温每增加1°C，HFMD发病率增加5.6%(95%CI0.3-10.9)。湿度增加1%或1.7%，对HFMD发病率的影响相同(95%CI分别为0.7-2.7和95%CI分别为0.8-2.6)。每增加1个单位降雨，HFMD发病率增加0.5%(95%CI分别为0.2-0.9和95%CI为0.1-0.8)。该预测模型中，HFMD的发病高峰时间为10月至12月，即湄公河三角洲地区的雨季。大多数发病高风险区域集中于人口密度高和靠近运输路线的地区。研究结果表明，手足口病发病率受到气候因素的影响，且湄公河三角洲区域该病发病率未来可能会因为气候变化而增加。

关键词：气候因素 ；手足口病 ；越南湄公河三角洲区域

1. 介绍

手足口病(HFMD)是一种病毒性疾病，其发病率近年来在中国、日本和越南等亚洲国家显著增加。该病是由一组人类肠道病毒引起的疾病，主要的致病病毒是柯萨奇病毒A16(CVA16)和肠病毒71(EV71)。这种疾病最常见于5岁以下的儿童，病症可能会很严重，甚至会导致死亡。HFMD的症状包括轻微的发热症状、皮肤疹，手部、脚部和口腔疱疹，以及涉及中枢神经系统症状和（或）严重的呼吸道症状。此外，HFMD是一种传染性很高的疾病，可通过直接接触感染者的呼吸道分泌物、飞沫及受污染物品在人与人之间传播，也可以通过粪口传播。由于目前还没有针对HFMD具体的特效治疗，而且EV71疫苗自2016年初才开始在中国使用，尚未普及其他流行地区，所以采取预防措施，对于尽量减少HFMD流行的影响至关重要，具体措施如：加强疾病监测，为HFMD暴发提供早期预警。

HFMD和气候因素、特别是与温度之间的联系，已在其他地区的一些研究结果中找到依据。然而，不同地理区域的HFMD发病率与环境温度之间的相关关系并不一致。在新加坡进行的一项研究显示，当最高温度超过32°C时，气温每增加1°C，HFMD发生率增加36%。在其他亚洲城市，如中国的广州和日本福冈市的研究也显示出温度与HFMD发病率呈正相关。与此同时，在中国山东进行的一项研究发现，当平均温度超过21°C时，温度与HFMD发病率之间存在负相关，东京的一项研究也探究到，在平均温度超过25°C时，温度与HFMD之间呈负相关。且在东京和山东的研究中，表明环境温度和HFMD发病率是非线性相关关系。另外，气候因素并不是唯一影响HFMD发病率的唯一因素；不同地区中气候因素与HFMD发病率的相关关系有差异，表明有其他因素可能会影响这种关联，例如空间因素。在中国一些地区进行的研究中，如山东省聊城市、广东省、和四川省都有关于空间和时间因素的研究，并利用时空分析指出了，在特定时期HFMD的发病高风险地区。发病高风险地区是针对于每个研究区域的，它们往往属于人口密度较高的地区以及在公路和铁路附近的交通枢纽地区。了解局部地区中存在的高风险区域，将使公共卫生防控规划能够集中在这些区域，最大限度地发挥预防和控制措施的作用。

近几十年来，越南2008年和2009年报告的HFMD病例数约为1万例，是2007年的两倍。2012年达到了157654例，并在接下来的几年里发病率保持在较高水平。大部分HFMD报告病历来自越南南部，包括湄公河三角洲地区(MDR)，它也是东南亚最易受气候变化影响的地区。然而，在此背景下，该地区还没有关于HMFD与气候因素之间相关关系的研究，来为HFMD预防措施提供理论依据。越南以往关于HFMD的研究主要集中在病毒学和流行病学特征两方面。

本研究旨在探讨越南湄公河三角区中心城市Can Tho市的手足口病时空分布特征，发病率与气候因素的关系。了解HFMD的时空分布特征对确定HFMD的高危区域和时期有重要作用。这些数据将有助于公共卫生从业人员和当局实施HFMD的预防和控制措施。

2、方法

2.1.研究地点

这项研究在位于越南湄公河三角州区域(MDR)中心的CanTho市开展进行。该市面积1409平方公里，人口有123.7万人，人口密度为878人/平方，是MDR人口密度最高的区域。Can Tho市一年分为两个季节，即旱季（12月至4月）和雨季（5月至11月）。因为它位于一个复杂的地区，这里河流纵横交错，有大片的果园和稻田，所以该地居民生活受到水文气象因素的高度影响。

2.2.数据收集

从CanTho预防医学中心(CTPMC)的疾病监测报告中收集2012年1月至2014年12月的每日HFMD病例。在越南，从2011年起，医务人员被要求必须通过医疗保健系统报告所有HFMD病例。一旦HFMD病例由医院或诊所的医生确诊，必须向当地卫生局上报，并由卫生局在24小时内报告到上级。CTPMC是省级卫生局，负责收集该市所有HFMD病例数据，并将其汇报给国家卫生部。因此，CTPMC收集的数据是代表2012年至2014年这三年中CanTho市HFMD发病病例的最佳可用数据。

在2012年1月至2014年12月期间，从南部地区水文气象中心收集了每日气候因子。气候因素包括日平均气温(°C)、相对湿度(%)和累积降雨量(mm)。

2.3.数据分析

2.3.1.时间序列回归分析

时间序列回归分析用于描述手足口病与气候因素相关的发病率变化趋势模型，指标包括包括日平均温度、湿度和累积降雨量。首先，使用柔性样条函数分析2012 年至 2014 年三年的季节性和长期趋势，每年取6°自由度。虽然没有确认多少节是最佳的，但先前的研究表明， 每年7节可以平衡时间趋势分析中季节性特征，并控制其他混杂因素，同时留下足够的信息来估计暴露影响。其次，对于每个气候因素，使用泊松分布中的广义相加模型(GLM)对气象因素和HFMD发病率的时序序列进行拟合。滞后时间选择6天，原因有：首先，HFMD从感染到出现症状通常需要3-7天；其次，我们希望在使用多天滞后时间时避免增加统计检验显著性。

Ln(Y)=beta;o sum;beta;iTi sum;beta;jHj sum;beta;zRz s(time) dow Ln(pop)

其中，Y为每日手足口病病例数，Ti为滞后i天的日平均温度，Hj为滞后j天的日湿度，Rz为滞后z天的日累积降雨量，s（时间）为时间的柔性样条函数（每年6 df），dow是星期几，pop是人口。由于研究地点是一个全年只有夏季的热带地区，因此选择最低平均温度(22 °C) 作为参考温度，用来估计气温每升高 1°将会增加的手足口病发病风险。

此外，根据最低的Akaike信息标准(AIC)和贝叶斯信息标准(BIC)选择最佳预测模型，以呈现一年中手足口病的发病时间模型。 并使用最佳预测模型预测新一年52周内手足口病的发病时间模式。

2.3.2 . 时空聚类分析

使用SaTScan软件进行了回顾性时空统计扫描，以确定手足口病病例的高风险时空集群。使用圆形地理底、高度对应时间的圆柱形窗口来扫描空间和时间统计信息。因此，可能的时空集群其实是通过底部的动态通量以及圆柱窗口的高度来检测的。我们使用对数似然比 (LLR) 来测试窗口内的风险是否升高，以及与窗口外的风险进行比较。具有最高LLR的扫描窗口被定义为最大似然簇。本研究分析了采用最小人口普查单位（即公社）的地理格局。研究中使用的扫描时间是每年一次，以控制整个研究期间的时间趋势影响。并且，我们每年使用研究城市中的85个公社作为空间单位，一年365或366天，从1月1日至12月31日的天数为时间单位。对于空间簇大小的极限数值的设置，我们使用人口数的20%的值来作为空间簇大小的最大数值。对于每次运行，运用蒙特卡罗模拟，重复次数设置为999以确保足够的统计检验水准。最后求出具有统计显着性(ple;0.05)的地区集群。

3、结果

3.1描述性分析

关于2012年、2013年、2014年三年的HFMD发病例数和气象因素的描述性统计分析结果见表1。在2012年至2014年的3年里，该研究地区共报告了3786例HFMD病例，平均每天3~5例。在研究期间，平均温度范围为21.9°C到31°C，平均温度为27°C。日湿度为58%~95%，累积日降雨量为0mm~97.5mm。

3.HFMD的发病时间特征

温度、湿度和降雨量等因素均与HFMD发病率的变化显著相关，但在一周内各天气候因素也不同(表2.)。分析表明，滞后5和6天的温度、滞后3和6天的湿度、滞后1和6天的降雨量与HFMD发病率变化有统计学相关性(ple;0.05)。而温度升高1°C，滞后5天的HFMD发病率增加5.6%(95%CI0.3-10.9)，但滞后6天HFMD的发病率下降4.7%(95%CIminus;9.2-0.2)。湿度增加1%，对滞后3天和滞后6天的HFMD发病率的影响相同，即增加1.7%(95%CI分别为0.7-2.7和95%CI分别为0.8-2.6)。每增加1单位降雨量(mm)，滞后1天和滞后6天的HFMD发病率增加0.5%(95%CI分别为0.2-0.9和95%CI分别为0.1-0.8)。利用这三个气候因素的显著滞后影响效应，并使用最小的AIC和BIC值，确定了最优的多变量预测模型，包括滞后5天的温度、滞后6天的湿度和滞后1天的降雨，并根据季节和长期趋势进行了调整(表3.)，用该模型预测的HFMD病例的发病率时间模型见图1。结果表明，HFMD发病率从9月开始呈上升趋势，至第41-50周达到峰值，对应10-12月，即MDR的雨季，6月至8月逐渐下降至最低水平。

3.3.HFMD的时空集群

HFMD的空间分布和时空集群为图2和表4。从地理上看，Thoi Lai、Binh Thuy和Ninh Kieu区公社的发病率很高(图2a)。2012年至2014年的地图(图2b)显示，在所有三年中，研究地点都有显著的单中心和多中心发病集群。特别是在2013年，大多数发病集群都在Ninh Kieu区的社区，该区是Can Tho市的中心，靠近该市的主要交通区域。

本研究采用20%的人口数为研究背景，检测了2012-2014年三年Can Tho市最有可能的HFMD高发病率区域。它们列在表4。2012年，记录了两个最有可能的发病集群中心。LLR最高的时空集群位于东经105.51°的10.03°N，集群半径为距离确定的中心10.38公里，发生时间为10月30日至12月28日。该区域内的年发病率为806.5/100,000，相对危险度为5.73(ple;0.01)。2013年该中心两次成为发病集群，一次持续时间较短，即9月6日至12月23日，发病率较低，为289.6/100,000。另一次为2013年在1月1日至6月8日，持续时间更长。2014年记录了三个时空集群，集群中心分别分布在TRuong Xuan公社、Thoi An Dong公社和Truong Xuan公社。大部分的集群都位于穿过Can Tho市的主要道路周围，且靠近该市的中心。

4.讨论

本研究探讨了越南水文气象因素与越南HFMD发病率之间的时间变化趋势。采用时间序列分析方法，研究了温度、湿度、降雨量等气候因素对HFMD发病率的短期影响。本研究通过分析多个分布滞后模型，建立了HFMD发病率的预测模型。采用时空分析的方法描述了湄公河三角洲区域Can Tho市HFMD发病的空间分布和时空集群。

温度、湿度、降雨量这三个水文气象因素均与HFMD发病率变化有显著统计学相关性。本研究中发现气温、湿度因素与HFMD发病之间的有正相关关系，与之前在亚洲国家的研究结果一致，特别是中国、中国香港和新加坡的研究。然而，本研究中降雨量因素与HFMD发病之间的正相关关系显示没有统计学证据支持，不同于中国广州的研究。本研究中HFMD发病的最佳预测模型是选择温度滞后5天，湿度滞后6天，降雨滞后1天。这种滞后时间与在中国广州的研究不同，它使用的是每周的数据，表明预测HFMD的最佳预测模型在温度和湿度的影响下结果会滞后一周。这两项研究之间的差异可以用这些研究中收集的数据特征来解释。我们的研究同时使用了HFMD病例和水文气象因素的每日数据，而广州的研究则使用了每周数据。本研究之所以这样选择，是为了本研究中的预测模型可以产生更准确的预测，有利于越南地区的公共卫生从业人员早期预警HFMD暴发。

对于HFMD全年的发病时间特征，本研究发现每年10月至12月有一个单独发病高峰，与中国其他研究记录的“双峰”不同。这种差异可以用两地气候差异来解释。中国大部分地区属于大陆温带气候(C类)，而MDR的气候为热带气候(A类)，根据科本-盖格尔气候分类，温带气候是指该气候的平均温度范围从minus;3°C到18°C；这意味着它实际上有一个凉爽的冬天，湿度要么干燥要么潮湿——这取决于特定地区的地理特征。因此，在温带气候的研究中发病高峰显示双峰的原因可能是，病毒倾向于在温暖湿润的初夏和初秋的时候发育。热带气候的特征为平均最低温度大于等于18°C，因此它实际上并没有一个凉爽的冬天。全年天气温暖，湿度方面每年的季节分为旱季和雨季。因此，由于HFMD高发病率与湿度和降雨呈

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