登革热病毒传播的发病率之间的关系在传统市场,在高雄城市气候条件

文摘

在2014年和2015年,台湾南部经历了两个前所未有的爆发,有超过10000实验室确认每个爆发登革热病例。本研究旨在探讨气象的影响和空间因素对登革热疫情在台湾南部,在高雄城市进行的,这是在台湾受影响最严重的地区。分布滞后非线性模型被用来研究气候因素的作用在2014年和2015年登革热疫情。空间数据在地理信息系统应用研究登革热传播模式之间的关系和传统市场的位置(人类能动性)在2015年登革热疫情。气象分析结果表明,登革热的相对风险增加时,每周平均温度超过15°C滞后周5到18岁。相对风险升高登革热时观察到每周的平均降雨量超过150毫米滞后周12到20。空间分析显示,大约有83%的登革热病例位于1000米缓冲区的传统市场,有统计学意义。这些发现支持气候的影响因素和人类能动性登革热疫情。此外,研究分析可以帮助当局识别热点并决定登革热的时机实施控制程序。

1。介绍

登革热是全球最普遍的蚊媒传染病之一,是由四个截然不同的登革病毒(DENV)血清型(DENV 1 - 4)1]。登革病毒属于属黄病毒在同属黄病毒属2]。大约在100多个国家的25亿人感染登革热病毒的风险,尤其是在热带和亚热带地区的东南亚和西太平洋3]。世界上大约一半的人口处于感染登革热的风险(4]。登革热感染通常导致无症状类似流感的症状;然而,严重和致命的形式,称为登革出血热,可引起出血,休克和死亡5]。有只有一个登革热疫苗(CYD-TDV)许可,直到2019年,由赛诺菲巴斯德(6,7]。这种疫苗只推荐给那些以前感染登革热病毒,然而,有一个严重的登革热的风险增加在其他8,9]。因此,避免蚊虫叮咬仍然是最好的方法来防止登革热病毒感染和减少其传播。

据预测,全球平均气温将上升超过1.5°C到本世纪末(10]。温度上升将增加的频率登革热流行在亚洲国家,随着扩散到新的地理区域(11]。环境风险因素可能导致登革热的地理扩张12,13]。多种环境风险因素影响登革热病毒传播,包括无效的矢量控制操作,气候条件,温度、降水、湿度、和人口流动(14]。气候条件和温度影响的生命周期伊蚊蚊子,包括幼虫发育和成年生存,gonotrophic周期的长度,和分布15,16]。登革热向量的分布对应于病毒的流行。的优势埃及伊蚊蚊子和登革热流行或暴发在台湾南部是高度相关的17]。大多数登革热疫情报告在最近几十年被报道在北回归线以南的位置,地理位置将台湾分成两个气候地区,热带和亚热带(18]。气候变化是这一现象的主要原因之一;只有一个环境与热带气候适合蚊子登革热病毒的传播。整个台湾岛报告登革热的爆发在1915年,1931年和1942年。登革热暴发的1989年后每年不同程度发生在台湾南部(17,19]。大型和历史登革热疫情发生在2002年高雄市,和实验室确认的登革热病例数达到5336人,包括241例登革出血热,导致19人死亡(20.,21]。在2014年和2015年,前所未有的登革热疫情发生在台湾南部。2014年,总共15492年高雄市实验室确认的登革热病例报道,占96%的15732例疾病控制中心报道,台湾(台湾美国疾病控制与预防中心)(22]。2015年,连续登革热疫情源于台南市,然后蔓延到高雄城市,共有43784例登革热病例,主要分布在台南高雄(52%)和(45%),据报道台湾疾控中心(22]。

埃及伊蚊和答:蚊是两个主要的登革热向量在高雄市。有利的繁殖地伊蚊蚊子是人造容器,如水箱、轮胎、花盆、花瓶、水盘,储罐,废弃的容器。相反,答:蚊品种优先在自然容器,如树洞和竹管子。登革热控制和管理的最有效的策略是清洁繁殖的地方。传统市场可以促进某些传染性疾病的传播和增加爆发的风险;例如,甲型流感疫情农民/农业市场已报告[23]。农业市场可能发挥重要作用在人畜共患疾病的传播24]。除了流感,Pabilonia等人报道沙门氏菌种虫害是丰富的环境中25]。在菜市场,大量的水用于清洗、水和日志是很常见的,这可能会促进蚊子滋生。

了解登革热病毒传播的行为,调查气候的时空特征和其他风险因素是很重要的。一些先前的研究已经表明,时空动力学是很重要的伊蚊蚊子发展和登革热病毒传播(20.,26]。气象因素之间的关系和登革热流行,特别是天气对延迟时间滞后变量,是登革病毒流行的早期预警系统的关键(24,27]。很少有研究登革病毒的流行病学调查以及登革热传播的气候变量的滞后效应在高雄市24,27]。分布滞后非线性模型(DLNM)是一个灵活的模型来研究不同气候变量的延迟滞后效应对登革热发病率(28,29日]。DLNM基于cross-basis函数,研究二维关系以及气候变化的维度,温度、降雨量和时间延迟在周28,30.,31日]。台湾经历了几十年来最严重的蚊子传播登革热的爆发和创纪录的2014 - 2015年炎热的夏天;因此,公共卫生工作者前线急需的战略控制疾病的传播。在这项研究中,我们调查的影响生态和人类传播登革热疫情在高雄城市。DLNM被用来研究协会推迟选择的气象条件的影响与每周记录登革热病例在2014年和2015年之间在高雄市。此外,地理信息系统(GIS)工具被用来提供必要的信息热点地区爆发和人口感染该疾病的风险也就越高。

2。材料和方法

2.1。研究区域与数据

登革热案例数据收集从政府的公开数据门户。数据集包括日常确诊病例的数量从2014年到2015年,疾病发病日期、生活城市/县,乡镇,基本统计区域,中央点x设在和y设在的基本统计地区,纬度和经度坐标。登革热已经有34817例猪流感确诊病例的数据集,和所有参加生态分析。近年来,大多数登革热疫情发生在高雄市,台湾南部,和38区被认为是这一研究领域的兴趣,和17497年基本统计领域被用来使数据匹配原始分布。流行病学数据都来自台湾疾控中心监测数据库。每周每个地区的气象数据来源于中央气象局和水资源机构的气象监测站。气象数据,包括每日平均气温和降水,收集来自38个气象站在高雄城市(图1)。在传播的研究,34817例登革热病例登记和分析。利用克里格方法,乡估计的值周。1997年台湾基准(台币97)坐标系统与县(乡)层和角度信息的传统市场2013年高雄。1:电子地图使用规模5000人。

2.2。分布滞后非线性模型(DLNM)

蚊子的生命周期是受天气条件影响32,33]。了解天气对登革热疫情的影响,需要考虑天气的滞后效应。因此,我们开发了一个DLNM模型同时评估气象因素的非线性时间滞后效应的时空分布和地理异质性登革热发病率。我们假设Ydt代表每周登革热病例数在日历时间(周)t∈(0,2,…,52岁)d∈(1、2、…、38),遵循泊松分布Y_dt|∼POI ( ),在哪里μ_dt的期望值Y_dt。因此,建立DLNM基于geoadditive与准泊松家庭结构如下: 在哪里α是拦截。时间平滑f(时间)对本周的三次样条控制时间的自我。气象变化的影响通过两个cross-basis函数进行了研究f(TP滞后),f(射频滞后),描述的空间温度之间的关系(TP)和降雨(RF)平均20周的时间滞后。20周的选择是基于潜在的延迟时间的气象效应在先前的研究34]。每个降水变量对数转换后拟合模型。空间函数f_spac(d)采用马尔可夫随机域空间的自我调整和描述地理异质性。地理异质性f_spac(d)表示登革热的空间变化情况下,不能用气象变量来解释。f的马尔可夫随机场_spac(d)是通过一个条件自回归之前与正态分布的均值和方差 。附近设置为Ω包含所有相邻的地区,具有重叠边界指定为“d“空间效应”的邻区。d“用 ,和是邻区附近地区的数量”d”。换句话说,空间函数是一个函数的地区,相对风险的对数占整个研究区域内的地区和考虑的空间自相关发病率在马尔可夫random-fields框架。空间函数的估计广义添加剂结构下基于马尔可夫链蒙特卡罗算法(35]。偏移量的对数是区级人口,平均每年从2014年到2015年的人口普查数据。平均数据是有限的使用,因为每个地区的人口规模变化研究领域在研究期间。数据分析进行使用R版本2.14.1 (R开发核心团队,2001)和SAS v9.3 (SAS研究所Inc .,卡里、数控、美国)。统计学意义是在95%可信区间(CI)决定的。

2.3。地理信息系统

阐明登革热疫情的传播之间的关系和人类能动性(传统市场)、经验贝叶斯克里格(订购)被用来估计分布的登革热病例传播(变换数据指向多边形)。距离的影响被认为是,逆距离加权(IDW)方法被用来评估登革热病例的分布。然后,分布地图显示的地图在高雄城市传统市场。传统的市场调查影响登革热案例分布,缓冲区分析应用,考虑到传统市场的中心建立一个缓冲区1000米(10分钟步行时间)。回归分析是用来研究传统市场的数量之间的关系和登革热病例。所有分析利用ArcGIS 10.1桌面。

3所示。结果

气象因素是重要的时空动态登革热的传播。开发一种疾病预警系统,有必要了解气象因素之间的实证关系和登革热。在研究期间(2014年1月- 2015年12月),台湾疾控中心报告了34817例经实验室确认登革热病例38高雄城市的地区。自动观测站和气象站的位置如图所示1。年度开始流行通常伴随着季风降水和温度的峰值水平(图2)。

3.1。登革热的风险相对温度和降雨量

登革热的相对危险度(RR)平均气温和降水量与不同的滞后是由三维图和等高线图,如图3。24.25°C的平均温度和降雨量9.49毫米被定义为引用的RR。登革热的RR滞后温度(图后达到顶峰3(一个))。等高线图所示,数据揭示了RR的相当大的变化在不同的温度和滞后(图3 (b))。登革热的RR 1.5以上,每周的平均温度是14°C和25°C之间的滞后周5到15。RR达到峰值2.37,平均气温为18.5°C。

更高的RR登革热是观察到更大的每周平均降水和滞后周(图3 (c))。滞后4周后,RR登革热发病率随着降雨量的增加,增加的等高线图所示(图三维图3 (d))。RR达到3落后于第12周后达到最大在落后20周(图5.083 (d))。

3.2。登革病毒感染的相对风险变化在不同滞后周的平均温度

图4(一个)显示,在特定的滞后周(4,8,10,18],RR登革热发病率的变化对应于每周的平均温度。图4(b)显示,在特定的周平均气温(12°C, 18°C, 22°C,和25°C), RR响应改变在不同滞后周。登革热的RR大约是1周平均气温12°C和25°C在不同滞后几周,如图4(b)。当每周平均温度高于12°C,登革热的RR增加,特别是在落后于周5到15(图3 (b)和3 (d))。然而,RR在每周平均温度降低超过18°C在不同滞后几周,如图4(一)图4(一个)显示,登革热的RR滞后星期后增加4和10滞后一周后开始下降。

3.3。改变登革热病毒感染的相对风险在不同滞后周的降雨

图5显示登革热的RR的变化对应于不同的每周平均降雨量和滞后周在特定滞后周(4,8,10,18]和降雨量(90、140、170和190毫米),分别。平均降雨量小于90 mm时,登革热在大多数落后于周的RRs约1。然而,RR的登革热感染逐渐增加时,每周平均降雨量超过140毫米(图5(b))。

3.4。传统的市场是一个相对的登革热病毒感染的风险

登革热病例的数量是估计的订购模型,和累计病例数的分布如图6(一);更深的颜色代表更多的情况下。病例主要集中在老高雄市(图6(一))。热点地区登革热病例的分布在旧高雄市纠正了传统市场的位置在地图着色(图6 (b))。回归分析也揭示了登革热病例数之间的显著相关(表和传统市场1)。为了理解流行病传播模式,一个缓冲区1000(成人醒着的时间约为10分钟)建立了考虑传统市场中心,和缓冲区的百分比情况下(累计病例数在缓冲区/累计病例数在行政区域,相应的传统市场位于)计算。地理信息系统的缓冲区分析显示,累积缓冲区的登革热病例数量是15206,而在相应的行政区域,那是18225年,这表明大约83%的病例是位于1000米的缓冲区在传统市场。

4所示。讨论

许多研究表明,温度和降雨量等气候条件与登革热的传播密切相关。的全球负担登革热近年来迅速增加。许多国家在热带和亚热带地区经历了年度暴发。高雄市是主要的中心登革病毒在台湾流行。气候因素(温度和降雨量)被追究的潜在风险因素使用DLNM登革热疫情。结果表明,每周平均气温超过15°C滞后周5到18岁是最重要的变量与登革热的RR的增加。平均降雨量之间的非线性关系和登革热流行与雌蚊的降水对生命周期的影响。降雨提供了一个繁殖环境栖息地适合的扩散伊蚊种虫害蚊子和有利于蚊子的卵孵化的数量的增加。登革热的RR升高时观察到每周的平均降雨量超过150毫米滞后周12到20。感染登革热的风险增加在雨季的时候的伊蚊蚊子的侵扰达到顶峰。人工容器,如果不是经常清空,作为向量的繁殖地。我们的研究结果表明,蚊子种群主要是由温度和降雨,影响台湾的登革热疫情。

此外,人的能动性的关系(传统市场的位置)和登革热传播模式使用GIS的地质统计分析进行了研究。已经观察到,城市化水平的提升是一个主要因素在台湾登革热的风险。人口密度较高的位置与登革热发病率更高。这一发现表明,埃及伊蚊主向量负责登革热流行以来,台湾城市一般首选栖息地埃及伊蚊。

5。结论

在这个研究结果支持先前的研究显示相当大的降水和温度之间的相关性和登革热病毒的发生流行在台湾南部。这项研究表明,恰逢年度出现登革病毒流行高峰时间降雨和温度。此外,登革病毒暴发配合季节性增加伊蚊蚊子种群在传统的市场环境。这些发现支持气候的影响因素和人类能动性登革热疫情。此外,研究分析可以帮助当局识别热点并决定登革热的时机实施控制程序。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

作者感谢所有那些导致本研究通过捐献的血液样本和高雄医学大学医院的研究人员进行样品收集和处理。提供了额外的财政支持大多数资助(108 - 2314 - b - 037 - 048 - my3),高雄医学大学研究中心授予(KMU-TC109B02)和高雄医学大学医院(KMUH106-6R25)。

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