寧波市疾病預(yù)防控制中心(315010)

谷少華 丁克琴 易 波 陸蓓蓓 王愛(ài)紅△

【提 要】 目的 分析外界氣溫波動(dòng)和兒童手足口病之間的短期關(guān)聯(lián)。方法 收集寧波市2010-2015年0～12歲兒童手足口病報(bào)告數(shù)據(jù)和同期的地面氣象監(jiān)測(cè)資料，采用氣溫變率(temperature variability，TV)作為氣溫波動(dòng)的替代指標(biāo)，利用時(shí)間序列分析方法定量評(píng)估氣溫變率和手足口病之間的關(guān)聯(lián)，以及不同年齡組和不同季節(jié)時(shí)效應(yīng)的差異。 結(jié)果 2010-2015年寧波市共收集到0～12歲兒童手足口病報(bào)告病例138190例，其中93.17%的病例集中于5歲及以下兒童。研究發(fā)現(xiàn)，氣溫變率與手足口病之間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)關(guān)聯(lián)(P<0.05)，并在累積滯后0～3天(TV0-3)時(shí)效應(yīng)值最大。TV0-3每升高1℃，0～12歲兒童手足口病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)升高1.47%(95%CI：0.56～2.39%)；3～5歲組和6～12歲組兒童手足口發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)分別增加2.03%(95%CI：0.64～3.45%)和 3.18%(95%CI：0.52～5.91%)。不同滯后天數(shù)時(shí)均未發(fā)現(xiàn)0～2歲組兒童受到氣溫變率的影響。冷季和溫季時(shí)，氣溫變率的影響顯著；而熱季時(shí)則未見(jiàn)氣溫變率的效應(yīng)存在。結(jié)論 外界氣溫波動(dòng)劇烈可能會(huì)增加兒童手足口病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，年齡和季節(jié)是該效應(yīng)的修飾因子。

手足口病是一種主要以腸道病毒71型(EV71)和柯薩奇病毒A16型(CVA16)感染引起的急性傳染病[1-2]。該病多發(fā)生于5歲以下的兒童，春秋季多見(jiàn)，平均潛伏期為3～5天，癥狀主要表現(xiàn)為發(fā)熱和手、足及口腔黏膜等部位出現(xiàn)皰疹，少數(shù)病例有嚴(yán)重并發(fā)癥[2-3]。多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)兒童手足口病的發(fā)生與氣溫有密切關(guān)系，例如一項(xiàng)針對(duì)全國(guó)143個(gè)城市的研究發(fā)現(xiàn)，隨著室外氣溫升高，兒童手足口病的發(fā)病人數(shù)逐漸增多[4-6]。這些研究對(duì)解釋手足口病的發(fā)病機(jī)理，進(jìn)而指導(dǎo)政府和公眾采取相應(yīng)預(yù)防和控制措施有重要意義。

盡管氣溫和手足口病之間的關(guān)系已經(jīng)得到證實(shí)，但是卻缺少短期氣溫波動(dòng)對(duì)該疾病影響的研究結(jié)果。目前有研究采用日較溫差或日間溫差作為氣溫波動(dòng)的替代指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)氣溫波動(dòng)增大時(shí)可能會(huì)造成手足口病發(fā)病增多[7-9]。但是由于氣溫波動(dòng)對(duì)人體的影響是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程，而這兩個(gè)指標(biāo)均無(wú)法反映連續(xù)的氣溫波動(dòng)情況，因此以上研究結(jié)果可能并不全面。Guo et al在研究中采用了氣溫變率(temperature variability，TV)指標(biāo)來(lái)分析氣溫波動(dòng)和人群死亡之間的關(guān)系，該指標(biāo)綜合了日較溫差和日間溫差分別代表的氣溫波動(dòng)情況，以及其滯后效應(yīng)，更能代表連續(xù)的氣溫波動(dòng)過(guò)程[10]。本文收集了寧波市2010-2015年兒童手足口病發(fā)病數(shù)據(jù)，擬采用時(shí)間序列分析方法探討氣溫變率和手足口病之間的短期關(guān)聯(lián)，同時(shí)比較不同季節(jié)時(shí)氣溫波動(dòng)影響的差異。

資料與方法

1.數(shù)據(jù)收集和整理

寧波市手足口病資料來(lái)自“中國(guó)疾病預(yù)防控制信息系統(tǒng)”的“傳染病信息報(bào)告系統(tǒng)”模塊，所有病例均已通過(guò)當(dāng)?shù)蒯t(yī)院和疾控中心審核。本研究?jī)H分析0～12歲兒童手足口病例數(shù)據(jù)，并按照年齡將人群分為3個(gè)組別：0～2歲(幼兒期)，3～5歲(學(xué)齡前兒童)，6～12歲(小學(xué)時(shí)期)[4-5]。

同期氣象數(shù)據(jù)下載自“中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)”(http://data.cma.cn/data)，包括鄞州和慈溪兩個(gè)站點(diǎn)的日最高氣溫、日均氣溫、日最低氣溫、日均相對(duì)濕度、日照時(shí)間等變量，根據(jù)各監(jiān)測(cè)站數(shù)據(jù)計(jì)算出全市區(qū)域平均值，作為人群氣象因素暴露量。

氣溫變率是指暴露時(shí)間段內(nèi)日最高氣溫和日最低氣溫的標(biāo)準(zhǔn)差，計(jì)算方法如下[10]：

TV0-t=SD(MinTemplagt,MaxTemplagt,MinTemplagt-1,MaxTemplagt-1,…,MinTemplag0,MaxTemplag0)

TV0-t：累積0～t天的氣溫變率，t≥1；MinTemplagt：滯后t天的日最低氣溫；MaxTemplagt：滯后t天的日最高氣溫；SD：標(biāo)準(zhǔn)差。

例如：累積0～1天(當(dāng)天和前一天)的氣溫變率即為TV0-1=SD(MinTemplag1,MaxTemplag1,MinTemplag0,MaxTemplag0)，依次類推。

2.數(shù)據(jù)分析

本研究采用近似泊松回歸(quasi-Poisson)和分布滯后非線性模型(distributed lag non-linear model,DLNM)方法，在排除長(zhǎng)期趨勢(shì)和季節(jié)趨勢(shì)、氣溫、濕度、日照時(shí)間、星期幾效應(yīng)和節(jié)假日效應(yīng)的基礎(chǔ)上，分析氣溫變率與兒童手足口之間的短期關(guān)聯(lián)[11]。具體模型如下：

log[E(Yt)]=TV0-t+cb(Tempt,df)+ns(RHt,3)+ns(Sunt,3)+ns(Time,7×6)+vDOW+ηHoliday+α

Yt：t日的兒童手足口發(fā)病人數(shù)；TV0-t：累積0～t日的氣溫變率，根據(jù)疾病潛伏期確定氣溫變率影響的最長(zhǎng)滯后時(shí)間為7天[1-3]，不同暴露天數(shù)的氣溫變率分別納入模型；Tempt：t天的日均氣溫，按照非線性效應(yīng)納入模型，最長(zhǎng)滯后時(shí)間為14天，選擇自由度(df)均為4；RHt和Sunt：t天的日均相對(duì)濕度和日照時(shí)間，自由度均為3；Time：時(shí)間變量，參考以往文獻(xiàn)選擇自由度為7/年[10-11]；DOW和Holiday：星期幾和節(jié)假日，按照啞變量納入模型，v和η為其相應(yīng)的效應(yīng)參數(shù)；cb：交叉基函數(shù)；ns：自然三次樣條函數(shù)；α：截距。

為研究不同季節(jié)時(shí)氣溫變率對(duì)兒童手足口病影響的差異，本研究按照寧波市月平均氣溫的高低將全年分為熱季(6～9月)、冷季(12月～次年3月)和溫季(4～5月、10～11月)，并將氣溫變率和季節(jié)的交互項(xiàng)納入模型。具體模型如下：

log[E(Yt)]=TV0-t×Season+cb(Tempt,df)+ns(RHt,3)+ns(Sunt,3)+ns(Time,7×6)+vDOW+ηHoliday+α

Season：季節(jié)，按照月平均氣溫分為熱季、冷季和溫季。

根據(jù)以上方法，本文分別分析了不同年齡組兒童在不同暴露天數(shù)時(shí)受到氣溫變率的影響，并采用超額危險(xiǎn)度(excess risk,ER)作為氣溫變率短期效應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，文中ER表示為氣溫變率每升高1℃時(shí)手足口發(fā)病增加的百分比，ER=(RR-1)×100%。研究均采用R軟件(3.1.1版)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，分布滯后非線性模型采用“dlnm”程序包，檢驗(yàn)水準(zhǔn)為0.05。

結(jié) 果

2010-2015年寧波市共報(bào)告0～12歲兒童手足口病發(fā)病138190例，平均每天為(63.07±57.19)例，其中93.17%的病例集中于5歲及以下兒童。0～2歲組兒童發(fā)病人數(shù)最多，平均每天為(30.87±26.13)例，3～5歲組和6～12歲組平均每天發(fā)病分別為(27.89±27.92)例和(4.31±5.56)例。如圖1所示，寧波市兒童手足口病發(fā)病具有明顯的季節(jié)性，4～7月為第一個(gè)發(fā)病高峰，部分年份10～12月出現(xiàn)第二個(gè)發(fā)病高峰；不同年齡段兒童的發(fā)病高峰基本一致。

同期寧波市日最低氣溫、日均氣溫和日最高氣溫分別為(14.19±9.01)℃，(17.58±8.90)℃和(21.97±9.24)℃，平均日均相對(duì)濕度為(73.72±12.44)%，平均日照時(shí)間為(4.84±4.10)小時(shí)。如圖2所示，不同季節(jié)的氣溫變率存在差異，冷季和溫季時(shí)的氣溫波動(dòng)較大，熱季時(shí)較小。

圖1 2010-2015年寧波市0～12歲兒童手足口報(bào)告發(fā)病數(shù)的時(shí)間分布

圖2 2010-2015年寧波市日均氣溫和氣溫變率(TV0-1)的箱式圖

如圖3所示，去除長(zhǎng)期趨勢(shì)、日均氣溫等混雜因素后，氣溫變率與手足口病之間的關(guān)聯(lián)仍有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。TV0-1、TV0-2、TV0-3每升高1℃，0～12歲兒童手足口發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)分別增加1.00%(95%CI：0.11～1.90%)、1.19%(95%CI：0.21～2.19%)和1.47%(95%CI：0.56～2.39%)，但是更長(zhǎng)時(shí)間的氣溫變率與手足口病之間的關(guān)聯(lián)無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。分年齡組的分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著氣溫變率增加，3～5歲和6～12歲兒童的手足口病發(fā)病增加，且均在TV0-3時(shí)效應(yīng)最強(qiáng)；不同暴露日數(shù)的氣溫變率對(duì)0～2歲組的影響均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。TV0-3每升高1℃，0～2歲組，3～5歲組和6～12歲組手足口發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)分別增加0.54%(95%CI：-0.68%～1.77%)、2.03%(95%CI：0.64%～3.45%)和 3.18%(95%CI：0.52%～5.91%)。

圖3 氣溫變率每升高1℃時(shí)，不同人群組手足口發(fā)病的超額危險(xiǎn)度及其置信區(qū)間(%)

如圖4所示，冷季和溫季時(shí)，氣溫變率和手足口病之間的關(guān)聯(lián)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；熱季時(shí)則未見(jiàn)氣溫變率效應(yīng)的存在。氣溫變率(TV0-3)每升高1℃，冷季和溫季時(shí)0～12歲兒童手足口發(fā)病人數(shù)風(fēng)險(xiǎn)增加1.84%(95%CI：0.04～3.66%)和1.55%(95%CI：0.12～3.00%)。分年齡組分析發(fā)現(xiàn)，冷季時(shí)氣溫變率對(duì)3～5歲兒童影響較強(qiáng)，氣溫變率(TV0-3)每升高1℃，手足口發(fā)病人數(shù)增加3.00%(95%CI：0.69～5.36%)；溫季時(shí)氣溫變率對(duì)6～12歲兒童影響較強(qiáng)，氣溫變率(TV0-3)每升高1℃，手足口病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)增加5.74%(95%CI：2.08～9.52%)，詳情見(jiàn)表1。

討 論

本研究為首次利用氣溫變率指標(biāo)探討連續(xù)的氣溫波動(dòng)和兒童手足口病之間的關(guān)聯(lián)，并分析了不同季節(jié)條件和不同年齡組兒童受到氣溫波動(dòng)影響的差異。研究發(fā)現(xiàn)短期內(nèi)的氣溫波動(dòng)增大與兒童手足口病增多存在關(guān)聯(lián)，6～12歲組受到氣溫波動(dòng)的影響最大，冷季和溫季時(shí)氣溫波動(dòng)的效應(yīng)更強(qiáng)。該研究彌補(bǔ)了以往無(wú)法計(jì)算連續(xù)氣溫波動(dòng)對(duì)兒童手足口病影響的缺陷，為公眾了解氣溫波動(dòng)和手足口病之間的關(guān)系提供了更豐富的證據(jù)。

圖4 不同季節(jié)條件下氣溫變率每升高1℃時(shí)，0～12歲兒童手足口病的超額危險(xiǎn)度

盡管手足口病在全年均可能出現(xiàn)，但是該病具有明顯的季節(jié)性，同時(shí)發(fā)病高峰在不同地區(qū)的出現(xiàn)時(shí)間并不一致，例如中國(guó)北方地區(qū)手足口病往往從夏季開(kāi)始發(fā)病增多，而新加坡的發(fā)病高峰則出現(xiàn)在春季[1]。這種季節(jié)性差異與外界環(huán)境密切有關(guān)，研究發(fā)現(xiàn)，氣溫、濕度、氣壓、日照和風(fēng)速等環(huán)境因素的變化均可能與手足口病存在關(guān)聯(lián)[12-14]。首先，環(huán)境因素可能影響到外界手足口病相關(guān)病毒的數(shù)量，適宜的環(huán)境能夠使病毒更容易繁殖而不容易滅活，因此造成環(huán)境中手足口病毒的數(shù)量出現(xiàn)波動(dòng)[15]。其次，外界環(huán)境也會(huì)影響人群的生活方式和行為習(xí)慣，增加或減少人們外出活動(dòng)的機(jī)會(huì)，從而改變了人群感染病毒的風(fēng)險(xiǎn)[16]。

本文發(fā)現(xiàn)氣溫變率增大時(shí)手足口病的發(fā)病例數(shù)上升，這表明室外氣溫波動(dòng)同樣可能是手足口病的影響因素之一。高溫或低溫會(huì)使人感到不適，而短期內(nèi)劇烈的氣溫波動(dòng)對(duì)人體的影響可能更為顯著[10]。以往文獻(xiàn)證實(shí)，人體的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)無(wú)法適應(yīng)快速的氣溫變化，當(dāng)外界氣溫波動(dòng)較大時(shí)，心率、血壓、血脂水平、血漿纖維蛋白原含量、免疫功能相關(guān)指標(biāo)等均會(huì)受到影響，人體變得更為脆弱，也更容易感染疾病[17-18]。另外，本研究發(fā)現(xiàn)氣溫變率的效應(yīng)值在累積滯后0～3天時(shí)最大，該時(shí)間與手足口的平均潛伏期也基本相同[1-3]。

表1 不同季節(jié)條件下氣溫變率(TV0-3)每升高1℃時(shí)，不同年齡組兒童手足口病發(fā)病的超額危險(xiǎn)度及其95%置信區(qū)間(%)

*：效應(yīng)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P<0.05。

外界氣溫暴露量的差異可能造成不同人群受到氣溫波動(dòng)的影響并不一致。通過(guò)不同年齡組的分析發(fā)現(xiàn)，6～12歲兒童受到氣溫波動(dòng)的影響最強(qiáng)，而0～2歲兒童受到的影響則無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這種差異很可能與不同年齡組兒童的生活習(xí)慣有關(guān)，0～2歲的幼兒往往在室內(nèi)活動(dòng)，受到氣溫波動(dòng)的影響較小；而高年齡段兒童在室外活動(dòng)的時(shí)間逐漸增多，因此也更容易受到室外氣溫波動(dòng)的影響。Yin等[7]在四川的研究發(fā)現(xiàn)，與0～5歲組的手足口病患兒相比，6～14歲組的兒童對(duì)日較溫差的變化更為敏感，該結(jié)論與本研究一致。

季節(jié)可能會(huì)對(duì)氣溫波動(dòng)的效應(yīng)起到修飾作用，本研究發(fā)現(xiàn)冷季和溫季時(shí)氣溫波動(dòng)對(duì)手足口疾病的影響顯著，而在熱季時(shí)則未見(jiàn)該效應(yīng)存在。夏季時(shí)較高的氣溫和較強(qiáng)的紫外線可能會(huì)抑制手足口病毒的繁殖，從而使其發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)降低[4,15]。另一方面，盡管高溫或低溫均會(huì)影響到人群健康，但是低溫對(duì)健康的危害更大，持續(xù)時(shí)間也更長(zhǎng)[19]。例如，Zhou 等[20]在中國(guó)8個(gè)城市開(kāi)展了日較溫差對(duì)死因影響的研究，發(fā)現(xiàn)冬季時(shí)的影響較夏季時(shí)更大；而Yang 等[21]對(duì)廣州市的研究則發(fā)現(xiàn)低溫可以增強(qiáng)溫差的健康損害。此外，寧波市處于中國(guó)南方地區(qū)，冬季沒(méi)有集中供暖，該地區(qū)人群也普遍缺乏對(duì)寒冷天氣的防范意識(shí)，可能也更容易受到低溫的影響[21]。

需要注意的是，由于時(shí)間序列研究本質(zhì)上屬于生態(tài)學(xué)研究方法，因此本研究結(jié)果并不能直接說(shuō)明氣溫變率和兒童手足口病之間存在因果關(guān)系，未來(lái)仍需對(duì)此開(kāi)展深入的研究。盡管如此，本研究發(fā)現(xiàn)了氣溫波動(dòng)和兒童手足口病之間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)關(guān)聯(lián)，研究結(jié)果為未來(lái)更進(jìn)一步地分析提供了線索，也為制定手足口病的預(yù)防控制措施提供了科學(xué)依據(jù)。