施紅生

(中國(guó)鐵道科學(xué)研究院節(jié)能環(huán)保勞衛(wèi)研究所，北京 100081)

國(guó)內(nèi)出現(xiàn)重大傳染病疫情期間，由于鐵路交通具有人員高度密集，環(huán)境空間封閉，運(yùn)量大、運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)，疫情很容易借鐵路交通快速遠(yuǎn)距離傳播擴(kuò)散，其中尤以空氣飛沫途徑傳播動(dòng)力強(qiáng)，控制難度大。在近年國(guó)內(nèi)出現(xiàn)的幾起重大傳染病疫情期間，根據(jù)國(guó)家聯(lián)防聯(lián)控措施安排，鐵路交通部門主要采取了(1)鐵路車站旅客發(fā)熱篩查，(2)列車旅客自報(bào)發(fā)熱應(yīng)急處置，(3)站車乘務(wù)員自身防控等3項(xiàng)基本控制措施。本文通過(guò)SARS、甲型H1N1流感等疫情防控案例分析，對(duì)鐵路交通防控模式的效率進(jìn)行評(píng)估。

1 傳染病疫情鐵路交通遠(yuǎn)距離傳播規(guī)律

1.1 遠(yuǎn)距離傳播概念模型

經(jīng)空氣飛沫途徑的傳染病沿鐵路交通線傳播有兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其一是在相對(duì)較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，乘客在列車內(nèi)一個(gè)相對(duì)封閉的環(huán)境中，染病的乘客通過(guò)與健康乘客的密切接觸，將病毒傳染給其他乘客。此時(shí)車廂內(nèi)乘客總數(shù)是固定不變的，染病乘客可以認(rèn)為是一個(gè)點(diǎn)傳染源，以點(diǎn)擴(kuò)散的方式向外傳播病毒，可以借鑒經(jīng)典的傳染病傳播模型SIR模型［1］。其二是由于人口流動(dòng)的影響，沿交通線各個(gè)站點(diǎn)人員的交換情況不一樣，對(duì)站點(diǎn)所在地區(qū)傳染病傳播的影響概率也不一樣。這兩個(gè)環(huán)節(jié)不同維度傳播模型的結(jié)合構(gòu)成了鐵路交通線傳染病遠(yuǎn)距離傳播模型，其概念模型如圖1所示。

基于列車相對(duì)密閉的車廂環(huán)境，以及一次旅途車內(nèi)乘客總數(shù)不變性，車內(nèi)經(jīng)空氣飛沫傳播傳染病模式符合SIR模型基本特征。另一方面，目前鐵路一次旅行時(shí)間一般不超過(guò)24小時(shí)，而空氣飛沫途徑傳染病潛伏期一般為2～10天，多為3～4天，因此新被感染者在一次乘車途中不會(huì)再向外傳播病毒感染他人，即有傳染能力的人數(shù)在旅途中不隨時(shí)間而變化，同時(shí)在如此短期內(nèi)病人痊愈康復(fù)的可能性也很小，可將SIR模型進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化。

基于SIR模型特性，車內(nèi)病人與易感者有效接觸致病的感染率β的大小，與其處于有染病者危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的時(shí)間t，以及危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的病毒密度ρ成正比，即

同時(shí)考慮到車廂空氣病毒密度受列車通風(fēng)消毒措施的影響較大，模型中引入通風(fēng)消毒參數(shù)，相對(duì)密閉車廂內(nèi)病毒密度的變化滿足如下關(guān)系式

圖1 鐵路交通線傳染病遠(yuǎn)距離傳播概念模型

式中:I表示車內(nèi)初始染病者人數(shù);μ表示染病者I向外釋放病毒強(qiáng)度，與染病者發(fā)病狀況有關(guān)，取值可不同;V為車廂容積;W為車內(nèi)通風(fēng)排毒效率指標(biāo);D為車內(nèi)消毒效率指標(biāo)。綜合(1)、(2)式，則

式中:k為正比例常系數(shù)，可由實(shí)際數(shù)據(jù)擬合獲得。設(shè)t時(shí)刻健康者人數(shù)為S(t)，因此，健康者人數(shù)隨時(shí)間的變化率為

式中:S(0)為初始時(shí)刻的健康者人數(shù)，有S(0)+I=N;N為交通工具內(nèi)總的人數(shù)。

則有:

因此，一次旅途時(shí)間t內(nèi)，列車內(nèi)新被感染的人數(shù)為I(t)，由

此模型中的參數(shù)可分為3類，一類為物理參數(shù)，如車廂體積V(單位m3)，載員N，運(yùn)行時(shí)間t(單位h);一類為病原學(xué)參數(shù)，如病毒釋放強(qiáng)度μ，感染系數(shù)k;再一類為控制措施量化參數(shù)，如通風(fēng)指標(biāo)W，消毒指標(biāo)D，W、D取值最大為1，表示沒(méi)有通風(fēng)和消毒，值越小說(shuō)明通風(fēng)和消毒情況越好。該模型表明，車廂內(nèi)空氣飛沫途徑傳染病的傳播概率與車廂內(nèi)通風(fēng)、消毒措施，以及車廂內(nèi)滯留時(shí)間的3次方密切相關(guān)。

1.2 列車內(nèi)SARS傳播控制數(shù)值模擬

以SARS為案例，列車一節(jié)車廂為單元，依據(jù)空氣飛沫途徑傳染病列車車廂內(nèi)點(diǎn)擴(kuò)散傳播模型(5)，車廂容積取V=100 m3，初始乘客取S(0)=100人，kμ取值0.05，假如車廂內(nèi)有SARS病人I=1人，以WD的乘積效應(yīng)表示列車采取的通風(fēng)消毒措施綜合效果，模擬列車行程時(shí)間為1 ～10 h，在 WD=0.2、0.5、0.7、1 等 4種狀態(tài)下車廂內(nèi)旅客感染SARS狀況。如表1、圖2所示。

表1 列車內(nèi)SARS傳播控制數(shù)值模擬

圖2 列車內(nèi)SARS傳播數(shù)值模擬

從圖2可以看出，在沒(méi)有通風(fēng)消毒措施狀態(tài)下(WD=1)，在乘車初始3 h內(nèi)旅客受感染概率較小，3 h后旅客受染概率迅速上升，從4 h～10 h，滯留時(shí)間延長(zhǎng)2.5倍，但旅客受感染概率卻增長(zhǎng)約15倍。表明旅客受染狀況與病人在車廂內(nèi)滯留時(shí)間呈指數(shù)性相關(guān)，長(zhǎng)時(shí)間行程列車內(nèi)危險(xiǎn)系數(shù)還是相當(dāng)大的，強(qiáng)烈提示“早發(fā)現(xiàn)，早隔離”染病者控制措施的極端重要性。同時(shí)，通過(guò)不同通風(fēng)消毒措施效果狀態(tài)曲線的比較可以發(fā)現(xiàn)，采取車內(nèi)空氣通風(fēng)、過(guò)濾、消毒等有效預(yù)防控制措施，對(duì)于切斷減少車內(nèi)傳播也能起到顯著作用。

2 傳染病疫情鐵路交通防控措施效率評(píng)估

2.1 鐵路車站旅客發(fā)熱篩查

2.1.1 國(guó)內(nèi)車站旅客發(fā)熱篩查

2003年國(guó)內(nèi)SARS疫情流行期間，根據(jù)公安部等7部委發(fā)出的《關(guān)于加強(qiáng)衛(wèi)生檢疫預(yù)防控制非典型肺炎傳播的緊急通知》，北京鐵路各車站實(shí)施了嚴(yán)格的旅客發(fā)熱篩查檢疫措施。鐵路北京站和北京西站共投入篩查人員200人，資金1 000萬(wàn)元，查出發(fā)熱旅客2 387人，除人力成本外，平均每發(fā)現(xiàn)1例發(fā)熱旅客投入資金4 220元。發(fā)現(xiàn)3例SARS確診病例，時(shí)間為4月27日、29日和5月6日各l例。與民航北京、上海、廣州4個(gè)機(jī)場(chǎng)相應(yīng)調(diào)查資料比較［2］，4個(gè)機(jī)場(chǎng)共計(jì)投入篩查人員226人，資金1 037萬(wàn)元，查出發(fā)熱旅客2 485人，平均每發(fā)現(xiàn)1例發(fā)熱旅客民航機(jī)場(chǎng)投入資金4 170元，與鐵路交通部門相當(dāng)。發(fā)熱篩查調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2所示。數(shù)據(jù)分析顯示對(duì)旅客進(jìn)行發(fā)熱篩查，成本很高，對(duì)疫情控制貢獻(xiàn)率較低。交通關(guān)口呼吸道傳染病發(fā)熱篩查在突發(fā)疫情暴發(fā)初期有必要啟動(dòng)，對(duì)于阻斷疫情通過(guò)交通關(guān)口的傳播有一定作用，但應(yīng)盡量減少影響范圍和程度，在中后期其它措施全面施行后，交通系統(tǒng)發(fā)熱篩查的防控作用極為有限，應(yīng)及時(shí)終止。

表2 國(guó)內(nèi)SARS流行期間北京鐵路車站與國(guó)內(nèi)機(jī)場(chǎng)旅客發(fā)熱篩查效果比較

2.1.2 國(guó)境車站旅客發(fā)熱篩查

2009年甲型H1N1流感全球大流行，我國(guó)衛(wèi)生部4月30日宣布將其納入乙類傳染病，依照甲類傳染病采取預(yù)防、控制管理措施。5月4日國(guó)家質(zhì)檢總局、公安部、鐵道部、衛(wèi)生部、海關(guān)總署聯(lián)合發(fā)出《關(guān)于加強(qiáng)進(jìn)出境旅客列車防控甲型H1N1流感工作的通知》。鐵道部于2009年5月－2010年4月，對(duì)九龍至北京(上海)直通旅客列車入境旅客采取了發(fā)熱篩查措施。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，截至2010年4月30日，累計(jì)入境旅客1 608 102人，發(fā)現(xiàn)發(fā)熱旅客99人，確診甲型H1N1流感病例1人。檢出發(fā)熱旅客主要集中在2009年5、6、7 3個(gè)月，達(dá)86人占全部檢出發(fā)熱人數(shù)的86.9%。按月呈遞減狀態(tài)與措施實(shí)際認(rèn)真執(zhí)行程度有關(guān)，5月份國(guó)家實(shí)行外堵策略，發(fā)文要求鐵路邊境口岸針對(duì)甲流實(shí)行檢疫措施，鐵道部5月初和5月中，先后兩次發(fā)文布置，因而5月份對(duì)入境旅客列車實(shí)行了最嚴(yán)格的旅客發(fā)熱篩查措施，1例確診病例也是5月份檢出的，其后再未檢出確診病例。而中國(guó)確診的首例輸入性病例則是5月11日，應(yīng)當(dāng)說(shuō)前期實(shí)行的入境旅客列車防控措施對(duì)于控制和延緩疫情輸入時(shí)間起到了一定的作用。8月份受國(guó)家防控策略降級(jí)調(diào)整影響，旅客發(fā)熱檢出人數(shù)明顯下降。通過(guò)與未發(fā)生大疫情的2008年1－12月深圳3個(gè)陸路口岸常規(guī)入境旅客發(fā)熱檢出資料比較，可進(jìn)一步驗(yàn)證上述結(jié)論。見表3和圖3。

表3 鐵路口岸入境旅客發(fā)熱檢出比例

2009年5－7月，中國(guó)邊境口岸按衛(wèi)生部將甲型H1N1流感納入甲類傳染病和檢疫傳染病進(jìn)行管理的布署，對(duì)入境旅客施行嚴(yán)格的甲型H1N1流感檢疫排查制度。因此，將2009年5－7月九龍入境鐵路旅客體溫檢測(cè)排查，與同期深圳皇崗和深圳灣兩口岸入境旅客體溫檢測(cè)、醫(yī)學(xué)巡查、健康申報(bào)等方法排查的甲型H1N1流感檢出結(jié)果進(jìn)行對(duì)比統(tǒng)計(jì)分析，以觀察排查措施效率［3，4］。表4顯示，鐵路口岸入境旅客與深圳口岸入境人員可疑病例檢出率相當(dāng)，但確診病例檢出率深圳口岸較鐵路口岸高2.3～3.6倍。進(jìn)一步以深圳皇崗口岸數(shù)據(jù)深入分析發(fā)現(xiàn)，皇崗口岸35例確診病例中，出現(xiàn)發(fā)熱癥狀者21人，占確診病例總數(shù)的60%，其余40%則是通過(guò)醫(yī)學(xué)巡查和健康申報(bào)發(fā)現(xiàn)的扁桃體腫大、咳嗽、流涕、咽痛等呼吸道癥狀進(jìn)而醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)確診。因而，僅檢測(cè)發(fā)熱單一癥狀其病例漏診的比例還是相當(dāng)大的。

表4 2009年5－7月鐵路口岸入境旅客與深圳口岸入境人員檢出甲流病例比較

2.2 列車旅客自報(bào)發(fā)熱處置

2009年5月鐵道部發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)鐵路甲型H1N1流感防控工作的通知》，在國(guó)內(nèi)列車上實(shí)施旅客自報(bào)發(fā)熱應(yīng)急處置措施，至2010年4月歷時(shí)347天，共處置1 530例自報(bào)發(fā)熱人員，確診甲型H1N1流感病例9例，圖4顯示實(shí)施效果受國(guó)家疫情調(diào)控策略高度影響。5月18日－6月7日全路應(yīng)急措施開始實(shí)施的前3周，鐵路站車宣傳和處置力度處于強(qiáng)勢(shì)狀態(tài)，列車旅客自報(bào)發(fā)熱人數(shù)較高，達(dá)101～75人/周，但總體呈下降態(tài)勢(shì)。6月初國(guó)內(nèi)發(fā)生本土傳播病例，尤其每周發(fā)病達(dá)3位數(shù)后，國(guó)內(nèi)疫情緊張氣氛上升，甲流按甲類傳染病管理的各種防控宣教處置力度加強(qiáng)，旅客防病意識(shí)得到強(qiáng)化，6月份的4周列車自報(bào)發(fā)熱人數(shù)迅速上升，從75人/周～175人/周，達(dá)到高峰。7月中旬，衛(wèi)生部將甲型H1N1流感降為乙類傳染病管理后，隨著大規(guī)模嚴(yán)格防控措施逐步減弱，公眾對(duì)甲流的緊張度和防病意識(shí)相應(yīng)淡漠，列車自報(bào)發(fā)熱人數(shù)整個(gè)8月份呈明顯逐周下降趨勢(shì)，從94人/周～18人/周。9月份國(guó)內(nèi)出現(xiàn)第二波疫情暴發(fā)，發(fā)病人數(shù)迅即突破4位數(shù)，社會(huì)對(duì)防控措施又有所強(qiáng)調(diào)，列車旅客自報(bào)發(fā)熱人數(shù)雖有小波段上升，最高達(dá)37人/周，但總體仍處于較低狀態(tài)，且10月份之后漸次下降持續(xù)走低。當(dāng)11月份國(guó)內(nèi)發(fā)病疫情突破5位數(shù)/周，達(dá)到高峰期時(shí)，列車自報(bào)發(fā)熱人數(shù)也未出現(xiàn)大幅度上升，12月份后隨著國(guó)內(nèi)疫情的持續(xù)下降，直至春運(yùn)，列車自報(bào)發(fā)熱人數(shù)只有零星報(bào)告。從圖4上可以看出曲線描出的4個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，(1)6月14日上升點(diǎn)，(2)6月28日高峰點(diǎn)，(3)7月13日下降點(diǎn)，(4)8月30日低位點(diǎn)，與國(guó)家防控策略的影響作用高度吻合。

圖4 國(guó)內(nèi)甲型H1N1流感發(fā)病與鐵路旅客自報(bào)發(fā)熱趨勢(shì)

2.3 站車乘務(wù)員自身防控

2009年甲型H1N1流感流行期間，鐵路乘務(wù)人員甲型H1N1流感發(fā)病率為18.02/10萬(wàn)，與國(guó)內(nèi)總體發(fā)病率9.69/10萬(wàn)相比，有極顯著性差異(u=4.712，P＜0.01)，表明鐵路工作人員為感染甲型H1N1流感高危人群。因而，鐵路列車乘務(wù)員自身防控是鐵路交通甲流防控的重點(diǎn)之一，主要采取了乘務(wù)員出乘體溫檢測(cè)，配置防護(hù)消毒備品，乘務(wù)員醫(yī)學(xué)觀察，甲型H1N1流感疫苗接種等。鐵路工作人員累計(jì)接種疫苗238 960人，醫(yī)學(xué)觀察1 296人，治愈甲型H1N1流感確診病例56人，車廂消毒34 698輛次。從甲流在國(guó)內(nèi)發(fā)生大流行以來(lái)，盡管鐵路工作人員作為高危人群其發(fā)病率顯著高于國(guó)內(nèi)總體發(fā)病率，但均為散發(fā)病例，多數(shù)情況下全路每日發(fā)生1例，未發(fā)生單位聚集性流行和暴發(fā)流行，表明這些措施對(duì)于預(yù)防鐵路工作人員受到甲型H1N1流感嚴(yán)重感染傳播起到了重要保護(hù)作用。

甲型H1N1流感疫苗接種是衛(wèi)生部推薦采取的重要防控策略，國(guó)內(nèi)累計(jì)接種超過(guò)9 720萬(wàn)人，接種覆蓋率約7.5%。甲流疫苗接種作為保護(hù)鐵路易感員工的重要措施，得到鐵路各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)重視支持，各鐵路局制訂了詳細(xì)規(guī)劃，接種工作于2009年10月中旬開始，鐵路站車工作人員累計(jì)疫苗接種覆蓋率達(dá)76.48%，遠(yuǎn)高于國(guó)內(nèi)疫苗總體接種覆蓋率。但由于大面積接種實(shí)現(xiàn)日期較晚，加之接種后需2周才能產(chǎn)生有效抗體，因而對(duì)抑制鐵路工作人員發(fā)病高峰未起到強(qiáng)力作用，如圖5和表5。

圖5 鐵路站車工作人員甲型H1N1流感疫苗接種對(duì)抗發(fā)病作用

表5 鐵路站車工作人員發(fā)病率與國(guó)內(nèi)總體發(fā)病比較

圖5所示，兩條按月發(fā)病率曲線可以看出，國(guó)內(nèi)總體發(fā)病高峰出現(xiàn)在11月份，高峰期持續(xù)1個(gè)月，12月份即呈明顯下降態(tài)勢(shì)，而鐵路工作人員在10月份就基本達(dá)到發(fā)病高峰，出現(xiàn)時(shí)間早1個(gè)月，且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)3個(gè)月，于2010年1月份才呈明顯下降。鐵路工作人員免疫覆蓋率曲線顯示，2009年12月中疫苗累計(jì)接種覆蓋率達(dá)到55%，可能對(duì)1月份以后的發(fā)病起到了抑制作用。但由于國(guó)內(nèi)總體發(fā)病率1月份亦較上一月份陡然下降了4.85倍，其下降幅度比鐵路的4.67倍還高，因而尚難以確認(rèn)免疫接種對(duì)鐵路工作人員疫情控制所達(dá)到的程度。表5也顯示，2010年1月和2月，鐵路工作人員發(fā)病率仍高于國(guó)內(nèi)總體發(fā)病率2倍以上。

3 結(jié)論

(1)空氣飛沫途徑傳播的突發(fā)傳染病，旅客受染狀況與病人在車廂內(nèi)滯留時(shí)間呈指數(shù)性相關(guān)，乘車小于3小時(shí)旅客受感染概率很小，乘車10小時(shí)受感染概率增長(zhǎng)15倍。因而盡早控制傳染源、切斷傳播途徑是控制傳播的有效手段，在列車相對(duì)封閉的旅行環(huán)境中尤以控制傳染源最為重要。采取車內(nèi)空氣通風(fēng)、過(guò)濾、消毒等項(xiàng)措施，對(duì)于切斷減少車內(nèi)傳播也能起到顯著作用。

(2)國(guó)內(nèi)發(fā)生突發(fā)傳染病大流行時(shí)，鐵路交通關(guān)口發(fā)熱篩查在突發(fā)疫情暴發(fā)初期有必要啟動(dòng)，對(duì)于阻斷疫情通過(guò)鐵路交通關(guān)口的傳播有一定作用。但由于成本較高應(yīng)盡量減少影響范圍和程度，在中后期其它措施全面施行后，鐵路交通系統(tǒng)發(fā)熱篩查的防控作用相對(duì)有限，應(yīng)及時(shí)終止。

(3)在國(guó)家防控突發(fā)傳染病總體框架內(nèi)，鐵路交通處于聯(lián)防聯(lián)控的部門配合地位，主要目標(biāo)是控制甲類管理傳染病的輸入和擴(kuò)散，盡可能推遲疫情蔓延時(shí)間，鐵路防控措施的效果受到國(guó)家防控策略的高度影響。因而，鐵路防控措施的寬嚴(yán)應(yīng)緊跟國(guó)家應(yīng)對(duì)策略的節(jié)奏，嚴(yán)控時(shí)效以早期2個(gè)月為宜，最多不要超過(guò)3個(gè)月，一旦國(guó)家降低管理級(jí)別，應(yīng)及時(shí)終止嚴(yán)控措施恢復(fù)常態(tài)管理。

(4)鐵路站車工作人員為呼吸道傳染病的高危人群，疫情流行期間，實(shí)施乘務(wù)體檢、個(gè)人防護(hù)消毒、密切接觸者醫(yī)學(xué)觀察能起到重要保護(hù)作用。免疫接種應(yīng)盡早實(shí)施，把握在疫情高峰來(lái)臨前2周達(dá)到50%以上接種覆蓋率，可起到強(qiáng)力的預(yù)防保護(hù)效果。

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