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，對山東省1974～2004年的HFRS疫情資料進行定量分析。結(jié)果可將山東省HFRS疫源地空間異質(zhì)性及其動態(tài)變化劃分成5個階段，且各階段存在1個過渡年。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)歷了由簡單到復雜，再由復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)學中被認為是產(chǎn)生格局的主要原因。根據(jù)數(shù)學生態(tài)學中空間異質(zhì)性理論〔2，3〕。本研究將疾病在地理空間分布上具有的復雜性和變異性定義為疾病空間異質(zhì)性，進而以此來反映腎綜合征出血熱(HFRS)發(fā)生的強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)及其時間動態(tài)變化特征。

1資料與方法

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

12HFRS病例血清學分型長期的HFRS流行病學監(jiān)測結(jié)果提示，位于臨沂市的平邑縣和濟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方法，根據(jù)疫源地空間結(jié)構(gòu)特征，隨機抽取了位于Ⅰ型和Ⅱ型疫區(qū)分界處的泗水縣的部分既往HFRS病例，用血凝抑制試驗進行血清學分型，以觀察疫源地性質(zhì)隨時間變化的規(guī)律。

13統(tǒng)計分析資料錄入采用EXCEL數(shù)據(jù)庫，空間變異函數(shù)模型估計疫源地性質(zhì)時空動態(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)學期望，N(h)是被向量h相隔的數(shù)據(jù)對的對子數(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〔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)性及其動態(tài)變化分成以下5個階段，且各階段間存在1個過渡年。

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)計學特征，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，疫點之間可能存在較強的生態(tài)學聯(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)計學特征，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高和基臺值(C0+C)不明顯、相關(guān)程h0不存在，此時期的HFRS發(fā)病率的變異函數(shù)呈“純塊金”效應和“空穴”效應。1986年為第2、3階段間的過渡年。表明該時期內(nèi)HFRS的疫源地空間結(jié)構(gòu)異常復雜，總的空間變異成分中起絕對作用是空間隨機部分所致的空間異質(zhì)性。這種復雜的疫源地結(jié)構(gòu)特征揭示了該時期內(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)隨機分布著眾多的高發(fā)區(qū)，高發(fā)區(qū)間的流行病學聯(lián)系不明顯，可能存在著生態(tài)學聯(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(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，但若干暴發(fā)點又構(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)和活動范圍發(fā)生轉(zhuǎn)變，帶病毒鼠與人群的接觸機會異常增大，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)計學特征，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和基臺值(C0+C)變小，相關(guān)程h0縮小(平均26672km)、C/(C0+C)增大。表明該時期內(nèi)HFRS的疫源地空間結(jié)構(gòu)又變得相對簡單，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)合當時的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期山東省的HFRS流行機制又有新的變化，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)病率同時大幅度下降所致，也可能是流行機制突然發(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)計學特征，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)計學特征可見，該階段內(nèi)HFRS發(fā)病率的變異函數(shù)有以下特點：(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機制與環(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與疫點之間、疫點內(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雜性和變異性。復雜性涉及疾病地理流行病學特征的定性描述，變異性涉及疾病地理流行病學特征的定量描述。疾病空間異質(zhì)性定量分析方法是否能應用HFRS發(fā)病水平的時空動態(tài)研究，薛付忠等〔6〕于2002年對山東省臨沂市HFRS進行了空間分布異質(zhì)性分析，結(jié)論是該方法能準確刻畫疾病空間異質(zhì)性特點，解釋疾病的地理流行病學機制。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)異常復雜轉(zhuǎn)變，其后的疫源地空間結(jié)構(gòu)又變得相對簡單，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)歷了由簡單到復雜，再由復雜到簡單的變化過程。對于每個階段疫源地動態(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，對確定HFRS疫區(qū)型別，指導疫苗的正確使用，重新制定符合山東省HFRS預防控制措施具有重要的指導作用。

參考文獻

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〔2〕周國法，徐汝梅.生物地理統(tǒng)計學-生物種群時空分析的方法及共應用［M］.北京：科學出版社，1998：29-34.

〔3〕王政權(quán).地統(tǒng)計學及其在生態(tài)學中的就用［M］.北京：科學出版社，1998：16.

〔4〕薛付忠，王潔貞.疾病空間分