华北地区主要呼吸道传染病与气象条件的关系(2)
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1 资料与方法
1.1 一般资料
选择华北地区作为研究现场。疫情数据来自中国疾病预防控制中心1994～2000年各县(市区)呼吸道传染病(肺结核、麻疹、猩红热、流行性脑脊髓膜炎和百日咳)的逐年发病资料统计数据。县级数字区划图应用我国1∶100万数字矢量地图县的界图层提取生成。同期该地区的气温、湿度、降雨和日照资料来源于国家气象局气象数据共享网气候资料年值数据集。
1.2 方法
1.2.1 环境气象数据获取方法 根据国家气象局提供的华北地区(北京、天津、河北、山西、内蒙古等5个省市自治区)95个气象观测站点的年平均气温、平均气温距平、平均最高气温、平均最低气温、平均相对湿度、最小相对湿度、降水量和日照百分率等气象数据，应用反距离加权空间插值技术[5]逐年生成华北地区栅格化的气象图；然后在Arcgis9.0软件中将生成的各年度气温、湿度、降雨、日照图与县级界线区划图进行叠加，应用空间分析方法来提取各县市的气象指标。
1.2.2 传染病空间聚类分析 参照文献[5-7]方法，分别将5种呼吸道传染病的地理坐标与该地区每年的病例数相关联，然后采用SatScan8.0软件对传染病进行空间聚集性分析。空间聚类分析方法在地图中建立一个活动的圆形窗口(移动窗口法，Moving Windows)来探测疾病的高发聚集区，窗口的大小和位置处于动态的改变之中，窗口的中心点在每个县的中心点之间移动，窗口面积(以包含的风险人口来衡量)在0与设定的最大风险人口之间变化，最大风险人口不超过研究区总人口的50%。窗口面积变化过程中只要发现新病例，就会通过计算其似然函数来测试窗口内与窗口外的风险性。统计量为Log Likelihood Ratio(LLR)，公式为LLR=Log(c/n)c([C-c]/[C-n])(C-c)I()，其中C为总病例数；c为活动扫描窗口内病例数；n为活动扫描窗口内的预期病例数，当SatScan进行高发病率聚集区统计扫描时，当窗口内的观察病例数多于预期病例数时，指标函数I()=1，反之则为0。最终选取LLR值最大的窗口为高发病率(或低发病率)聚集性窗口，确定此类所包括的地区，并计算该地区的相对危险度及检验统计学意义。为了评价疾病聚集区的统计学显著性，对华北地区主要呼吸道传染病进行空间聚类分析时，空间扫描统计被应用于检验县市的群体(窗口内)与剩余地区(窗口外所有县市)之间传染病的相对危险度相同这个零假设。为了避免在确定聚集区的位置及大小时产生选择性偏倚，空间扫描统计分析方法不先确定聚集区的尺寸和位置，而是通过对可变化尺寸及位置的窗口进行扫描统计，从而确定聚集区的范围。本研究应用回顾性高发病率空间聚类分析，其最大窗口半径为小于总人口的40%，对于每一个变动的窗口，该软件均应用二者风险性相等的零假设对窗口内外的危险性进行检验。将其结果导入Arcgis，与行政区划边界数字地图叠加建立空间发病率专题地图(图1)进行显示，一类聚集区和其他聚集区分色进行表示。
1.2.3 影响呼吸道传染病的气象因素分析 在Arcgis软件中，应用反距离加权空间插值技术[8-9]，对华北地区的温度、湿度、降雨量和日照等气象站点观测信息进行邻域加权平均，获得所有358个县市1994～2000年每年的气象信息年值。在时间序列上以“年度”为单位截取7个截面，在这些截面上同时选取358个县市的气象观测值，构成同时包含时间序列数据(年度)和截面数据(各县市的发病率)的面板数据，以各气象要素为自变量，各地区病例数为因变量，相应地区的人口数为暴露变量对每种传染病进行单因素分析，统计量采用一般最小二乘法(GLS)的随机效应(random-effects)估计[10]，计算其发生比率比(incidence rate ratio，IRR)。IRR>1表明因变量随自变量增大而增大，二者呈正相关，否则呈负相关。对各气象因素进行单因素分析和变量筛选。将单因素分析中P<0.1，且IRR<0.95或IRR>1.05的变量纳入到多因素分析，然后进行多元逐步回归。多元逐步回归分析中，选入变量的检验水准α≤0.05，剔除变量的检验水准α≥0.1，筛选出影响每种呼吸道传染病的主要气象因素。上述资料统计分析中单因素、多因素分析均用STATA 10.0统计软件完成。
1.3 统计学分析
采用STATA 10.0统计软件。传染病的发病率资料和气象变量呈偏态分布，对传染病的空间聚类、气象因素的单因素和多因素分析均采用泊松回归模型进行统计分析，并用伪R2对面板数据的泊松回归模型进行拟合优度检验。
2 结果
2.1 华北地区5种呼吸道传染病空间聚集比较
由表1可知，华北地区呼吸道传染病以肺结核、麻疹和猩红热为主，年均发病率分别为15.35/10万、3.19/10万和3.11/10万。其中，内蒙古自治区、河北省5种主要呼吸道传染病发病率较高，年均发病率分别为59.21/10万和42.84/10万；由图1(见封三)可知，不同类型呼吸道传染病的高发聚集区空间分布存在异质性，其中肺结核和流行性脑脊髓膜炎主要分布于华北东北部，麻疹和百日咳主要分布于华北西南和中部地区，猩红热主要在华北中部部分地区呈现小范围聚集分布。
2.2 影响呼吸道传染病的气象因素(表2)
2.2.1 单因素分析 气温和相对湿度与肺结核、麻疹、流行性脑脊髓膜炎发病率呈负相关，而与猩红热和百日咳发病率呈正相关；日照百分率对麻疹和流行性脑脊髓膜炎发病率有一定影响；平均气温距平和降水量对发病率影响很小。
2.2.2 多因素分析 多水平泊松回归分析结果显示，肺结核发病率与平均最高气温呈负相关(IRR=0.507，95%CI=0.475~0.540)；麻疹发病率与平均气温呈负相关(IRR=0.652，95%CI=0.594~0.716)，与最小相对湿度呈正相关(IRR=1.206，95%CI=1.161~1.252)，与日照百分率呈正相关(IRR=1.769，95%CI=1.660~1.886)；猩红热发病率与平均气温呈正相关(IRR=4.271，95%CI=3.553~5.134)，与平均相对湿度呈正相关(IRR=1.555，95%CI=1.432~1.688)；流行性脑脊髓膜炎发病率与平均气温呈负相关(IRR=0.610，95%CI=0.546~0.681)；百日咳发病率与平均相对湿度呈正相关(IRR=1 ......
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