研究背景手足口病(HFMD)是一种典型的自限性疾病,主要由宿主感染肠道病毒71型(EV71)或柯萨奇病毒A16型(CoxA16)以及可能的二十多种肠道病毒而引起。主要易感人群为5岁以下儿童;以口痛、厌食、低热、手、足、口腔等部位出现小疱疹或小溃疡最为常见,多数患者症状轻微可以自愈,部分患儿可能会出现并发症,比如心肌炎、神经源性肺水肿、无菌性脑膜脑炎等,少数重症患儿可最终导致死亡。手足口病在全球范围发病率高,流行范围广,是国际社会普遍关注的社会医学问题。我国自2008年5月将手足口病作为丙类传染病,纳入国家疾病监测信息报告系统进行大数据监测,截至2015年12月31日,全国累计发病11,762,589例,死亡3,361例,年平均发病率约为117/10万。2016年全国因手足口病死亡195例,年发病率为178/10万。2009-2017年,依据我国法定传染病每年的疾病统计数据,手足口病每年居我国丙类传染病报告发病数第一。手足口病受自然环境和社会环境等多重因素的影响,在我国东西南北、沿海内地各地区间的流行分布特征不尽相同。有研究提示手足口病与各地区的气温、降雨量、风速等气象因素变化相关,同时又与工厂数量、人口密度、学生数量的比例、卫生和经济条件等社会因素相关。西安市作为省会城市,2008-2015平均每年报告发病人数均占全省35%以上,占比陕西省报告发病总数第一,年均发病率高于全国平均水平,是陕西省手足口病疫情防控工作的重中之重。因此本研究旨在研究西安市手足口病流行病学特点和时空分布特征,为当地手足口病的防控工作提供科学依据。目的1.阐明西安市2009-2015年间手足口病患者的时间、空间和人群分布特征;明确西安市HFMD时空序列分布的变化规律;2.基于区域划分和匹配,从乡镇尺度上明确HFMD时空聚集性特征、“三间”分布特征,明确高发聚集区;3.定量评估气象变量与HFMD疾病传播流行规律的关系;4.建立符合西安区域特点的预测模型,为当地手足口病的防控工作提供科学依据。方法1.数据收集:收集、整合西安市2009-2015年的HFMD疫情数据和气象数据,主要包括:周平均气温、周平均最高气温、周平均最低气温、周平均风速、周累计日照时间、周平均相对湿度、周平均气压、周累计降雨量、周平均地温、周平均蒸发量、ENSO、PM2.5,同时收集2010年全国第六次人口普查关于西安市的人口学数据等。2.采用描述性流行病学分析方法分析西安市2009-2015年HFMD的“三间”分布特征,率的比较采用χ~2检验;3.使用ArcGIS展现西安市HFMD空间分布和动态传播地图;以乡镇为行政划分级别,应用SaTScan 10.0进行时空扫描,用以探测热点聚集区;采用Spearman及互相关分析方法,评估HFMD周发病数(率)与气象变量的关系,及其滞后效应。4.利用2009-2014年HFMD与气象变量数据,建立非线性神经网络模型(Nonlinear Neural Network Model,NNNL),再应用2015年气象数据预测HFMD逐周发病率,通过与2015年真实值的对比,对模型预测效果进行评价;5.本研究中所采用的软件主要有:Microsoft office 2013,ArcGIS 10.2,R Language 3.1.1,SaTScan 10.0,Eviews,SPSS(13.0)。结果1.流行病学分布特征:2009-2015年,西安市HFMD总发病158,257例,均以四岁以下儿童为主,占总发病例数的90.66%至92.76%,报告病例的中位发病年龄为2.86岁。男性发病多于女性,男女比率为1.47:1;报告病例人群以散居儿童为主。西安市HFMD的发病具有明显的季节性特征,每年的4-7月为第一发病高峰,10-11月为第二发病高峰。2.空间流行病学分布特征:2009-2015年HFMD年均发病率高于500/10万的乡镇主要分布在西安周边的城乡结合部,对主城市呈环状包围。长安区及鄠邑区的草堂镇、东大镇连续7年一直是疫情热点区域。3.互相关性分析结果:周平均气压(PRS,0.1HPa)、周平均风速(WIN,0.1m/s)、PM2.5与HFMD发病率呈负相关,其余因素为正相关。周最低气温(TEMA,0.1°C)、平均气温(TEMA,0.1°C)、最高气温(TEMA,0.1°C)、周平均气压(PRS,0.1HPa)、蒸发量(EVP,0.1mm)、地温(GST,0.1°C)与HFMD具有较高的相关性,并存在3–6周的滞后效应。周平均气压(4周滞后)与HFMD具有最大相关性。4.疫情预测模型:将气象变量的滞后效应纳入到非线性神经网络模型中,主要变量包括与手足口疫情具有较高相关性的:周平均最低气温(TEMA,0.1°C)、平均气温(TEMA,0.1°C)、平均最高气温(TEMA,0.1°C)、蒸发量(EVP,0.1mm)、地温(EVP,0.1mm)、平均气压(PRS,0.1HPa)。经过非线性模型计算,得出2015年西安市各周实际病例数与模型预测的2015年的病例数较接近,模型的校正决定系数R~2=0.81,模型达到了较好的预测效果。结论1.2009-2015年,西安市HFMD总报告发病158,257例,以四岁以下散居儿童为主,男女比率为1.47:1,男性多于女性。手足口病在西安市地区具有明显的季节性特征,每年发病有两个高峰,包括春夏时节的一个主高峰和秋季的次高峰。2.空间流行病学研究结果显示,2009-2015年西安市HFMD年均发病率高于500/10万的乡镇主要分布于西安周边的城乡结合部。这提示手足口病可能与区域卫生条件、基础设施建设、人口密度、经济条件等因素密切相关,此类区域应该投入更多医疗关注及卫生资源。3.气象因素互相关分析结果显示,周平均气温(TEMA,0.1°C)、周平均气压(PRS,0.1HPa)、蒸发量(EVP,0.1mm)、地温(GST,0.1°C)等与HFMD具有较高的相关性,周平均气压(滞后4周)与HFMD相关性最大。提示气象因素可以作为手足口病的主要影响因素纳入模型进行应用研究。4.通过非线性神经网络模型预测2015年西安市手足口病各周预计发病数与实际发病数较接近,模型的校正决定系数R~2达到0.81,预测效果良好,表明非线性神经网络模型可以作为西安市手足口病疫情预测的工具,应用于HFMD早期预警。