山東省腎綜合征出血熱疫源地空間異質(zhì)性研究

山東省腎綜合征出血熱疫源地空間異質(zhì)性研究

【關(guān)鍵詞】,腎綜合征出血熱；空間異質(zhì)性；變異函數(shù)模型

摘要：目的探討山東年腎綜合征出血熱(HFRS)疫源地的空間異質(zhì)性。方法采用變異函數(shù)模型，對(duì)山東省1974～2004年的HFRS疫情資料進(jìn)行定量分析。結(jié)果可將山東省HFRS疫源地空間異質(zhì)性及其動(dòng)態(tài)變化劃分成5個(gè)階段，且各階段存在1個(gè)過渡年。結(jié)論HFRS發(fā)病率的變異函數(shù)模型顯示了山東省30年來HFRS疫源地空間結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了由簡單到復(fù)雜，再由復(fù)雜到簡單的變化過程。

關(guān)鍵詞：腎綜合征出血熱；空間異質(zhì)性；變異函數(shù)模型Studyonspatialheterogeneityofhemorrhagicfeverwithrenalsyndrome(HFRS)inShandongprovince

KANGDianmin,WANGZhiqiang,FUJihua,etal.

Abstract：ObjectiveToexplorethespatialheterogeneityofHFRSinShandongThemodelofvariationfunctionwasusedtoanalyzequantificationallyepidemicsituationdataofHFRSinShandong(1974～2004).ResultsThespatialheterogeneityofHFRSinShandongprovincewasdividedintofiveperiodsandtherewasatransitionalyearamongtheVariationfunctionmodelaboutHFRSincidencerateshowedtransformationprocessinspatialstructureofHFRSinfectionfocusinthelast30years,whichexperiencedfromsimpletocomplexandfromcomlpextosimpleframework.

Keywords：hemorrhagicfeverwithrenalsyndrome;spatialheterogeneity;modelofvariationfunction

空間異質(zhì)性是由Li等〔1〕提出的，該理論主要用于研究生態(tài)系統(tǒng)功能和過程，在景觀生態(tài)學(xué)中被認(rèn)為是產(chǎn)生格局的主要原因。根據(jù)數(shù)學(xué)生態(tài)學(xué)中空間異質(zhì)性理論〔2，3〕。本研究將疾病在地理空間分布上具有的復(fù)雜性和變異性定義為疾病空間異質(zhì)性，進(jìn)而以此來反映腎綜合征出血熱(HFRS)發(fā)生的強(qiáng)度及影響因素和其在特定地理環(huán)境中的分布特征和相互作用。旨在定量分析HFRS疫源地空間結(jié)構(gòu)及其時(shí)間動(dòng)態(tài)變化特征。

1資料與方法

11人間疫情資料山東省疾病預(yù)防控制中心1974～2004年各縣(市、區(qū))逐月的HFRS疫情報(bào)告資料。

12HFRS病例血清學(xué)分型長期的HFRS流行病學(xué)監(jiān)測(cè)結(jié)果提示，位于臨沂市的平邑縣和濟(jì)寧市的泗水縣可能是不同性質(zhì)疫源地交匯處。本研究采用回顧性血清流行病學(xué)方法，根據(jù)疫源地空間結(jié)構(gòu)特征，隨機(jī)抽取了位于Ⅰ型和Ⅱ型疫區(qū)分界處的泗水縣的部分既往HFRS病例，用血凝抑制試驗(yàn)進(jìn)行血清學(xué)分型，以觀察疫源地性質(zhì)隨時(shí)間變化的規(guī)律。

13統(tǒng)計(jì)分析資料錄入采用EXCEL數(shù)據(jù)庫，空間變異函數(shù)模型估計(jì)疫源地性質(zhì)時(shí)空動(dòng)態(tài)變化。疾病空間變異函數(shù)定義為：γ(h)=12EZ(Xi)-Z(Xi+h)2=12N(h)∑N(h)i=1-Z(Xi)-Z(Xi+h)2(1)

其中，γ(h)為疾病空間變異函數(shù)，Z(Xi)為疾病空間化變量Z在空間位置Xi處的取值，Z(Xi+h)為疾病空間化變量Z在空間位置(Xi+h)處的取值，h為分隔兩點(diǎn)Xi和(Xi+h)的空間向量，EZ(Xi)-Z(Xi+h)2是分隔向量h的樣本方差的數(shù)學(xué)期望，N(h)是被向量h相隔的數(shù)據(jù)對(duì)的對(duì)子數(shù)目。式(1)是疾病空間變異函數(shù)的基本公式，要求疾病空間化變量Z(X)滿足二階平穩(wěn)性假設(shè)〔4〕，根據(jù)定義，疾病空間變異函數(shù)揭示了疾病空間化變量在研究空間上的變異。但需注意的是，疾病空間變異函數(shù)在最大分隔向量h的1/2之內(nèi)才有意義〔5〕。

2結(jié)果

依據(jù)HFRS發(fā)病率變異函數(shù)的結(jié)構(gòu)特征及其模型參數(shù)，可將山東省1974～2004年HFRS發(fā)病水平的空間異質(zhì)性及其動(dòng)態(tài)變化分成以下5個(gè)階段，且各階段間存在1個(gè)過渡年。

21第一階段(1974～1981年)(表1)其變異函數(shù)的結(jié)構(gòu)特征與模型參數(shù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)特征，此階段HFRS發(fā)病率的變異函數(shù)基本上表現(xiàn)為：(1)塊金值C0和(C0+C)小、相關(guān)程h0穩(wěn)定、C/(C0+C)值大；(2)1981年的模型參數(shù)C0和(C0+C)比其它各年份明顯增大，但在變異函數(shù)的結(jié)構(gòu)特征上與其它各年相似。因此，嚴(yán)格地講1981年是第1、2階段的過渡年。

表1山東省1974～1981年HFRS變異函數(shù)結(jié)構(gòu)參數(shù)

以上變異函數(shù)結(jié)構(gòu)特征與模型參數(shù)表明，該時(shí)期內(nèi)HFRS的疫源地空間結(jié)構(gòu)既簡單又穩(wěn)定，總的空間變異成分中起主要作用的是空間自相關(guān)部分所致的空間異質(zhì)性(平均占9388%)，空間自相關(guān)的范圍大約為400km。這種穩(wěn)定的疫源地結(jié)構(gòu)特征揭示了該時(shí)期內(nèi)山東省的HFRS尚處于原始的自然疫源狀態(tài)，疫區(qū)內(nèi)存在著共同的致病因子，疫點(diǎn)之間可能存在較強(qiáng)的生態(tài)學(xué)聯(lián)系。

22第二階段(1982～1986年)其變異函數(shù)的結(jié)構(gòu)特征與模型參數(shù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)特征，可見該階段內(nèi)HFRS發(fā)病率的變異函數(shù)基本表現(xiàn)為：塊金值C0高和基臺(tái)值(C0+C)不明顯、相關(guān)程h0不存在，此時(shí)期的HFRS發(fā)病率的變異函數(shù)呈“純塊金”效應(yīng)和“空穴”效應(yīng)。1986年為第2、3階段間的過渡年。表明該時(shí)期內(nèi)HFRS的疫源地空間結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜，總的空間變異成分中起絕對(duì)作用是空間隨機(jī)部分所致的空間異質(zhì)性。這種復(fù)雜的疫源地結(jié)構(gòu)特征揭示了該時(shí)期內(nèi)山東省的HFRS已經(jīng)打破了完全自然疫源狀態(tài)，在疫區(qū)內(nèi)隨機(jī)分布著眾多的高發(fā)區(qū)，高發(fā)區(qū)間的流行病學(xué)聯(lián)系不明顯，可能存在著生態(tài)學(xué)聯(lián)系。例如，處于發(fā)病高峰的1985年，變異函數(shù)呈現(xiàn)明顯的空穴效應(yīng)(變異水平大，變異函數(shù)值在1811～3623間)，疫區(qū)內(nèi)存在若干暴發(fā)點(diǎn)，但若干暴發(fā)點(diǎn)又構(gòu)成了280km左右的暴發(fā)區(qū)域，提示暴發(fā)區(qū)域內(nèi)宿主賴以生存的生態(tài)環(huán)境突然變化，種群結(jié)構(gòu)和活動(dòng)范圍發(fā)生轉(zhuǎn)變，帶病毒鼠與人群的接觸機(jī)會(huì)異常增大，完全自然疫源狀態(tài)遭到破壞。

23第三階段(1987～1990年)其變異函數(shù)的結(jié)構(gòu)特征與模型參數(shù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)特征，可見該階段內(nèi)HFRS發(fā)病率的變異函數(shù)表現(xiàn)為：(1)1987年～1989年的塊金值C0和基臺(tái)值(C0+C)變小，相關(guān)程h0縮小(平均26672km)、C/(C0+C)增大。表明該時(shí)期內(nèi)HFRS的疫源地空間結(jié)構(gòu)又變得相對(duì)簡單，總的空間變異成分中起主要作用的是空間自相關(guān)部分所致的空間異質(zhì)性(占8683%)，空間自相關(guān)的范圍約為260km。結(jié)合當(dāng)時(shí)的HFRS發(fā)病水平，這種疫源地結(jié)構(gòu)特征的變化揭示了該時(shí)期山東省的HFRS流行機(jī)制又有新的變化，可能主要是帶病毒宿主發(fā)生變化所致。(2)1990年的變異函數(shù)呈“空穴”效應(yīng)特征，但變異幅度小(變異函數(shù)值在32左右)，提示該年份疫源地結(jié)構(gòu)的空間相關(guān)性消失，這種現(xiàn)象可能是疫區(qū)內(nèi)各高發(fā)區(qū)的發(fā)病率同時(shí)大幅度下降所致，也可能是流行機(jī)制突然發(fā)生變化所致。該年是第3、4階段間的過渡年。

24第四階段(1991～1993年)其變異函數(shù)的結(jié)構(gòu)特征與模型參數(shù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)特征，可見該階段內(nèi)HFRS發(fā)病率的變異函數(shù)值比過渡年份(1990年)有所增大，且重新出現(xiàn)了空間自相關(guān)結(jié)構(gòu)：塊金值C0和基臺(tái)值(C0+C)小、相關(guān)程度h0小、C/(C0+C)較大。表明過渡年份之后山東省HFRS疫源地結(jié)構(gòu)又有所變化，即總的空間變異成分中起主要作用的是空間相關(guān)部分所致的空間異質(zhì)性，空間自相關(guān)的范圍約為170km。

25第五階段(1994年～2004年)(表2)其變異函數(shù)的結(jié)構(gòu)特征與模型參數(shù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)特征可見，該階段內(nèi)HFRS發(fā)病率的變異函數(shù)有以下特點(diǎn)：(1)1994年模型參數(shù)C0和(C0+C)比其他各年份明顯增大，但在變異函數(shù)的結(jié)構(gòu)特征上與其它各年相似；(2)塊金值C0、其臺(tái)值(C0+C)和相關(guān)程h0逐漸變小，但歷年的C/(C0+C)大且變異函數(shù)形狀相似。表明1994年是第4、5階段的過渡年；1995年～2004年間總的空間變異成分中起重要作用的仍是空間自相關(guān)部分所致的空間異質(zhì)性(占9481%)，空間自相關(guān)的范圍約為200km。這種疫源地結(jié)構(gòu)特征揭示了山東省在1995年HFRS發(fā)病高峰過后，HFRS疫源地空間結(jié)構(gòu)又進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，且空間變異逐漸變小。

表2山東省1994～2004年HFRS變異函數(shù)結(jié)構(gòu)參數(shù)

3討論

HFRS在特定地理環(huán)境空間中的發(fā)生是其自身的流行病學(xué)機(jī)制與環(huán)境因素相互作用的結(jié)果。這種相互作用使發(fā)生在不同空間位置上的疫點(diǎn)與疫點(diǎn)之間、疫點(diǎn)內(nèi)病例與環(huán)境因子之間存在著自相關(guān)或相關(guān)關(guān)系，其結(jié)果決定了疾病在地理空間上的分布具有復(fù)雜性和變異性。復(fù)雜性涉及疾病地理流行病學(xué)特征的定性描述，變異性涉及疾病地理流行病學(xué)特征的定量描述。疾病空間異質(zhì)性定量分析方法是否能應(yīng)用HFRS發(fā)病水平的時(shí)空動(dòng)態(tài)研究，薛付忠等〔6〕于2002年對(duì)山東省臨沂市HFRS進(jìn)行了空間分布異質(zhì)性分析，結(jié)論是該方法能準(zhǔn)確刻畫疾病空間異質(zhì)性特點(diǎn)，解釋疾病的地理流行病學(xué)機(jī)制。山東省1974～2004年HFRS發(fā)病率的變異函數(shù)模型顯示了，疫源地結(jié)構(gòu)由最初原始的自然疫源狀態(tài)，向HFRS的疫源地空間結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜轉(zhuǎn)變，其后的疫源地空間結(jié)構(gòu)又變得相對(duì)簡單，最后HFRS疫源地空間結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定狀態(tài)，空間變異逐漸變小。山東省30年來HFRS疫源地空間結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了由簡單到復(fù)雜，再由復(fù)雜到簡單的變化過程。對(duì)于每個(gè)階段疫源地動(dòng)態(tài)變化的原因?qū)⒘砦难芯俊FRS疫源地類型的演變規(guī)律的揭示，對(duì)確定HFRS疫區(qū)型別，指導(dǎo)疫苗的正確使用，重新制定符合山東省HFRS預(yù)防控制措施具有重要的指導(dǎo)作用。

參考文獻(xiàn)

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〔4〕薛付忠，王潔貞.疾病空間分