北京市傳染病流行的時(shí)空傳播與應(yīng)急策略

北京市傳染病流行的時(shí)空傳播與應(yīng)急策略

嚴(yán)重急性新生兒痙攣（ss）是一種新型冠狀病毒感染疾病。它的主要傳播路徑是近距離呼吸飛沫接觸、患者呼吸道分泌物和密切接觸。特別是在封閉的環(huán)境中，近距離接觸容易引起感染，ss傳播流行是許多復(fù)雜自然因素和社會因素綜合作用的結(jié)果。在時(shí)空上，傳播傳播必然會出現(xiàn)一定的規(guī)律，這不僅反映了正常大眾在傳播過程中受到感染的時(shí)間的推移，也反映了正常大眾和感染人群在空間分布和互動(dòng)活動(dòng)的空間擴(kuò)散過程。定量研究sd流行的空間模式和時(shí)空傳播規(guī)律，不僅可以充分深入了解sd流行的規(guī)律和內(nèi)部傳播機(jī)制，評估不同地區(qū)的普通人在傳播過程中受到ps感染的風(fēng)險(xiǎn)水平，而且可以用來評估各種緊急事件對ss流行的影響。評估政策得失，為未來重現(xiàn)的sd流行和其他新發(fā)生動(dòng)物疫情流行的急救決策提供重要依據(jù)。2003年突發(fā)的SARS流行是新中國成立后嚴(yán)重的一次公共衛(wèi)生安全危機(jī),也是進(jìn)入21世紀(jì)以來人類面臨的影響較為廣泛的一次傳染病全球性流行事件.五年來,世界各地的大量科學(xué)家分別從病理學(xué)、分子生物學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、流行病學(xué)、衛(wèi)生經(jīng)濟(jì)學(xué)及應(yīng)急管理等方面展來了對SARS的全面研究,取得了許多重要成果,然而,仍有許多未知謎題有待深入發(fā)掘.中國是受SARS危害最大的國家,一半以上的SARS感染者出現(xiàn)在中國大陸,其中,SARS在北京市的流行最為嚴(yán)重,北京市的SARS感染者占全球感染總數(shù)約30%,在特異性疫苗研制成功并得以普及以前,揭示北京市SARS流行的時(shí)空傳播規(guī)律、闡述其內(nèi)在傳播機(jī)制及定量評價(jià)應(yīng)急政策得失具有重要意義,尤其是面臨著禽流感、手足口病、甲型H1N1等與SARS類似的新發(fā)突發(fā)傳染病的嚴(yán)重威脅.北京市是一座人口達(dá)千萬以上的特大型城市,經(jīng)濟(jì)全球化背景下,北京市面臨著更為嚴(yán)峻的傳染病暴發(fā)流行的威脅.因此,以2003年北京市暴發(fā)的SARS流行事件作為樣本來研究其時(shí)空傳播規(guī)律不僅意義重大,而且具有很強(qiáng)的示范性.時(shí)至今日,雖有大量針對北京SARS流行規(guī)律的研究成果,但大多基于傳統(tǒng)流行病學(xué)調(diào)查的經(jīng)典統(tǒng)計(jì)分析[7~9]、時(shí)序過程的數(shù)學(xué)建模[10~13]、仿真模擬計(jì)算與預(yù)測、影響SARS流行的風(fēng)險(xiǎn)因子分析及SARS流行對國民經(jīng)濟(jì)影響等,對北京市SARS流行的空間模式特征與時(shí)空傳播規(guī)律的研究較少.已有研究中,有部分學(xué)者展開過針對SARS流行規(guī)律的時(shí)空分析研究,如針對北京市的上萬名SARS密切接觸者的多維空間分布、聚類及相關(guān)性特征分析[21~24],及對北京市在城區(qū)與城郊的SARS流行特征差異的對比及其成因探討.然而,這些研究尚存在一些不足之處,具體為:(1)密切接觸者的時(shí)空規(guī)律能夠一定程度上反映SARS疫情的時(shí)空擴(kuò)散特征,但不能完全代替針對SARS感染者本身的研究,后者能夠更全面更清晰的反映出SARS疫情的時(shí)空傳播規(guī)律;(2)以城區(qū)和城郊來對SARS流行的時(shí)空特征進(jìn)行差異化分析能夠得到很多有用信息,然而,空間統(tǒng)計(jì)單元(大的行政分區(qū),如朝陽區(qū)、海淀區(qū)等)較為粗糙,致使信息粒度過粗,無法揭示街道辦、鄉(xiāng)和鎮(zhèn)等層級的時(shí)空傳播規(guī)律,而這些信息對傳染病防控的指導(dǎo)意義更好;(3)已有研究大多是時(shí)、空分離的時(shí)空規(guī)律研究,即時(shí)序特征與空間分布特征結(jié)合的模式,沒有將時(shí)空信息統(tǒng)一起來綜合研究時(shí)空聯(lián)動(dòng)情況下的傳播擴(kuò)散規(guī)律;(4)缺少將SARS疫情的時(shí)空傳播規(guī)律與政府的應(yīng)急政策相結(jié)合的綜合分析,以評比政策之得失.基于以上分析,并結(jié)合與北京市疾病預(yù)防控制中心合作并數(shù)字化得到的2321例SARS感染者的時(shí)空數(shù)據(jù),綜合利用最新發(fā)展的地理信息技術(shù)(GeographicInformationSystem,GIS)與現(xiàn)代空間統(tǒng)計(jì)分析方法(SpatialStatisticalAnalysis,SSA),全面探討了北京市SARS疫情的疫情傳播的空間變異模式、空間聚類特征及其異質(zhì)性與時(shí)空傳播規(guī)律,深刻論述了影響傳播的驅(qū)動(dòng)因素,并將SARS流行的時(shí)空傳播規(guī)律及其流行病學(xué)解釋與疫期中的應(yīng)急防控策略相結(jié)合,評比了政策之得失.1數(shù)據(jù)和空間處理1.1東果梨酒不同形成時(shí)間實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來源于北京市疾病預(yù)防控制中心(CDC),主要根據(jù)SARS感染者(或親屬)的回顧性調(diào)查獲取,共計(jì)2444例感染者數(shù)據(jù).感染者發(fā)病的時(shí)間范圍從2003年3月8日到2003年5月28日(圖1).流行病學(xué)調(diào)查內(nèi)容包括年齡、性別、家庭住址、工作住址和出現(xiàn)癥狀的時(shí)間等信息.由圖1知,SARS疫情經(jīng)歷了前期緩慢增長、中期迅速攀升與后期迅速下降直至完全消失的變化過程,在4月中下旬達(dá)到高峰.1.2基于時(shí)空數(shù)據(jù)的cs-ms研究方法的構(gòu)建流行病學(xué)調(diào)查得到的原始數(shù)據(jù)中感染者的時(shí)間與空間信息表達(dá)為文本形式,無法用于定量分析SARS流行的時(shí)空傳播規(guī)律,因此,需要采用空間化處理方法對SARS感染者的時(shí)間與空間信息進(jìn)行時(shí)空數(shù)據(jù)的數(shù)字化處理.家庭是人們生活最頻繁的地方,人的生活范圍一般以家庭為圓心,事實(shí)上,家庭傳播是2003年SARS傳播的主要途徑之一,以家庭地址作為SARS暴發(fā)的空間線索來考查SARS流行的時(shí)空傳播規(guī)律是合乎情理的.另外,原始數(shù)據(jù)中感染者的家庭住址信息最為充分完備,其他空間信息(如工作單位地址)存在嚴(yán)重的語焉不詳、數(shù)據(jù)缺失等不足.因此,本文采用感染者的發(fā)病時(shí)間作為SARS時(shí)空數(shù)據(jù)的時(shí)間信息,采用感染者的家庭住址作為SARS時(shí)空數(shù)據(jù)的空間信息,以此來構(gòu)成2003年北京市SARS流行傳播的GIS時(shí)空數(shù)據(jù).由于流行病學(xué)調(diào)查數(shù)據(jù)采集過程中的各種不確定性因素,使少數(shù)家庭地址信息出現(xiàn)缺失、太泛或錯(cuò)誤,為此,論文采用表1中的空間化處理原則來指導(dǎo)時(shí)空數(shù)據(jù)的數(shù)字化.根據(jù)表1的空間化處理原則,以采用人工方法對地名進(jìn)行匹配,得到了2321例SARS感染者在北京市的空間分布情況(圖2(a)),空間化率約為2321/2444×100%=95%,北京市的SARS感染者大多集中在人口稠密的城市中心地帶,周邊郊區(qū)及遠(yuǎn)郊區(qū)縣的感染者數(shù)量非常少.為消除少數(shù)遠(yuǎn)離SARS傳播中心的感染者對研究分析產(chǎn)生的不確定性影響,本文選用以SARS感染者的空間幾何中心為圓心、兩倍距離標(biāo)準(zhǔn)差為半徑的疫區(qū)中心地帶的感染者為研究對象(圖2(b)),范圍涵蓋北京市五環(huán)以內(nèi)所有區(qū)域,研究范圍內(nèi)的感染者數(shù)量為2227例,占所有可定位的時(shí)空數(shù)據(jù)總量的96%,占北京市所有感染者人數(shù)的91.1%.2北京發(fā)病率表2.1社區(qū)空間單元上的ss發(fā)病人數(shù)的確定發(fā)病率(Morbidityrate)是指一定時(shí)期內(nèi)新病例的發(fā)生頻率,計(jì)算公式為:發(fā)病率=觀察期間內(nèi)發(fā)生的新病例數(shù)/同期平均人口數(shù).論文中的空間統(tǒng)計(jì)單元精確到街道辦、鄉(xiāng)和鎮(zhèn)(圖2(b)),最小統(tǒng)計(jì)單元的面積約為1.03km2,最大面積約為163km2.空間統(tǒng)計(jì)單元上的SARS發(fā)病人數(shù)根據(jù)SARS感染者的空間位置與空間統(tǒng)計(jì)單元所在的多邊形進(jìn)行疊加得到,空間統(tǒng)計(jì)單元上的常住人口數(shù)采用中國第5次1%人口抽樣調(diào)查時(shí)的人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù).直接將SARS流行期內(nèi)空間統(tǒng)計(jì)單元上的感染人數(shù)除以所在統(tǒng)計(jì)單元內(nèi)的常住人口數(shù)得到2003年北京市的SARS發(fā)病率圖(圖3(a)).由圖3(a)易知,北京市中心城區(qū)的SARS發(fā)病率明顯要高于郊區(qū),發(fā)病率在東西方向的延展強(qiáng)度要高于南北方向,發(fā)病率的整體分布與北京市的交通環(huán)線有一定的對應(yīng)關(guān)系.2.2深化了ss發(fā)病率與人口密度的關(guān)系根據(jù)空間統(tǒng)計(jì)單元上的發(fā)病者數(shù)量除以對應(yīng)人口數(shù)得到的發(fā)病率圖并不能有效反映發(fā)病風(fēng)險(xiǎn),顯然,區(qū)域內(nèi)的人口數(shù)越多,計(jì)算得到的發(fā)病率越可靠,反之,區(qū)域內(nèi)的人口數(shù)越少,發(fā)病率值受隨機(jī)性的影響越大,也就越不可靠.實(shí)際中,人口數(shù)越多的地方,行政分區(qū)劃分越細(xì)密,人口數(shù)越少的地方,行政分區(qū)劃分越稀疏,于是,直接計(jì)算得到的發(fā)病率圖容易造成視覺假象.因?yàn)槿丝跀?shù)稀少但空間范圍很廣的區(qū)域顯示的發(fā)病率結(jié)果存在更大的不確定性,而那些更加重要且結(jié)果更可靠的發(fā)病率顯示則由于行政分區(qū)過小而無法傳遞對等的正確信息,因此,直接計(jì)算的發(fā)病率圖顯示使不確定性越大的分區(qū)表現(xiàn)更為顯著.北京市SARS流行的平均發(fā)病率約為21.7/100000.對比分析北京市的SARS發(fā)病率與人口密數(shù)(圖4(a)),可以發(fā)現(xiàn)人口密度小的區(qū)域的SARS發(fā)病率更加離散,發(fā)病率值最高與最低的區(qū)域均處在人口密度小的區(qū)域,且存在許多發(fā)病率為零的情況,這顯然不能真實(shí)反映SARS流行傳播的潛在風(fēng)險(xiǎn),因此需要對直接計(jì)算的SARS發(fā)病率進(jìn)行Bayesian調(diào)整,使調(diào)整后的發(fā)病率圖更能反映所在區(qū)域的SARS傳播風(fēng)險(xiǎn)(圖3(b)).相對于直接計(jì)算的發(fā)病率圖(圖3(a)),Bayesian調(diào)整后的結(jié)果使無SARS發(fā)病和發(fā)病率非常低的周邊郊區(qū)地帶(人口密度較低)的發(fā)病率有了一定的提高,并降低了由于隨機(jī)性而導(dǎo)致的高發(fā)病率值.Bayesian方法對人口密度很高的城區(qū)地帶的發(fā)病率的調(diào)整非常小,因?yàn)檫@些區(qū)域的發(fā)病率值是比較可靠的,主要調(diào)整的是那些人口密度小且發(fā)病率顯著偏離北京市平均發(fā)病率的城郊與遠(yuǎn)郊地帶.下面簡要介紹Bayesian調(diào)整的實(shí)現(xiàn)方法.設(shè)分區(qū)i內(nèi)真實(shí)的SARS發(fā)病率值θi是服從正態(tài)概率分布N(μi,σi2)的隨機(jī)變量,計(jì)算得到的SARS發(fā)病率ti只是正態(tài)概率分布N(μi,σi2)的一次實(shí)現(xiàn),Bayesian調(diào)整結(jié)果是SARS發(fā)病率的觀察值ti與期望值μi的組性組合:其中,wi是[0,1]之間變化的權(quán)值,ni為分區(qū)內(nèi)的人口數(shù),由式(1)和(2)知,ni越小,wi也越小,從而會使μi所占的權(quán)重越大,更接近于期望值μi,反之,更接近于計(jì)算值ti.只要估算得到了每個(gè)分區(qū)正態(tài)概率分布的期望值μi和標(biāo)準(zhǔn)差σi,直接代入式(1)和(2)便可得到SARS發(fā)病率的Bayesian調(diào)整結(jié)果.μi和σi的估計(jì)比較復(fù)雜,最簡單的一種處理方式是認(rèn)為整個(gè)研究區(qū)域內(nèi)所有分子的μi和σi均保持一致,于是可以利用所有分區(qū)內(nèi)的發(fā)病人數(shù)與人口數(shù)值估算得到各個(gè)分區(qū)的發(fā)病率的期望值μi和標(biāo)準(zhǔn)差σi:其中,為研究區(qū)域的平均SARS發(fā)病率,為研究區(qū)域各分區(qū)的平均人口數(shù).2.3最佳時(shí)空基于法的空間平滑受隨機(jī)性的影響,根據(jù)直接計(jì)算得到的發(fā)病率圖有時(shí)很難觀察到明顯的空間模式(見圖3(a)),高低發(fā)病率值在空間上交錯(cuò)分布,如果不仔細(xì)觀察,很難觀察到發(fā)病率在空間上的分布特征與趨勢.空間平滑方法可以有效解決這一問題,主要是利用遍歷全部空間統(tǒng)計(jì)單元的移動(dòng)框內(nèi)所有發(fā)病率的某一特征值代替直接計(jì)算的發(fā)病率值,特征值可以有算術(shù)均值、幾何均值、中間值等,空間平滑方法的思想是犧牲部分細(xì)節(jié)信息,突顯宏觀的空間趨勢,本文采用算術(shù)均值來對北京市SARS發(fā)病率進(jìn)行空間平滑.影響空間平滑結(jié)果最重要的因素是移動(dòng)框的定義方式和大小.移動(dòng)框可以是矩形方框、圓框或自適應(yīng)的空間鄰近范圍,論文中選用空間鄰接矩陣來定義移動(dòng)框,這主要考慮到傳染病的擴(kuò)散傳播特征會使子區(qū)內(nèi)的發(fā)病率與鄰近子區(qū)的發(fā)病率趨向類同.空間鄰接矩陣是一個(gè)二元對稱的空間權(quán)重矩陣,它主要用來定量表達(dá)空間對象的鄰近關(guān)系,其表達(dá)方式為其中,wij(i=1,2,3,…,n;j=1,2,3,…,n)為表示對象i,j空間鄰接關(guān)系的特征值.定義空間對象鄰接矩陣的方法有很多,主要分為兩大類:拓?fù)渑c距離.不同空間鄰接矩陣的定義方式發(fā)病率的空間平滑結(jié)果有一定影響,本文中選用一階拓?fù)涞目臻g鄰接矩陣來定義空間平滑的移動(dòng)框.對2003年北京市的SARS發(fā)病率進(jìn)行空間平滑(圖3(c)),可以清楚地看到北京市中心城區(qū)的SARS發(fā)病率要明顯高于郊區(qū)地帶,從城市中心到城郊的過渡中,發(fā)病率值逐漸減小,呈現(xiàn)出與道路交通環(huán)線類似的環(huán)狀漸變特征.SARS發(fā)病率在北京市東部形成了一個(gè)異于一般漸變模式的局部高風(fēng)險(xiǎn)地帶,表明2003年北京SARS流行期間在北京市東部存在一個(gè)異于其他區(qū)域的SARS傳播通道.3sdo的流行時(shí)空傳播規(guī)律與影響因素的分析3.1基于局部空間自相關(guān)特征的空間學(xué)習(xí)模型地理空間對象普遍存在自相似性,距離越近相似程度越高,它是自然界存在秩序、格局和多樣性的根本原因之一.傳統(tǒng)的相關(guān)性分析主要用于定量描述兩組事物的共變趨勢,其理論基礎(chǔ)是樣本獨(dú)立的經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)方法.然而,傳染病在空間上的傳播擴(kuò)散與人口分布、環(huán)境及其他各類空間因子息息相關(guān),感染者之間非完全獨(dú)立,有一定的空間依賴性,因而經(jīng)典的相關(guān)性分析方法并不適用于傳染病空間特征的分析.現(xiàn)代空間統(tǒng)計(jì)分析方法正是基于樣本非獨(dú)立的地理空間對象發(fā)展起來的強(qiáng)大分析工具,與普通相關(guān)性分析用于定量描述兩組對象共變性特征不同,空間相關(guān)性分析主要定量表達(dá)事物本身的空間關(guān)聯(lián)關(guān)系,即對象與鄰近對象之間的共變特征.用于定量衡量地理空間對象空間自相關(guān)特征的數(shù)學(xué)表達(dá)方法有很多,基于全局空間自相關(guān)特征表達(dá)的指標(biāo)主要有:Moran’sI,Geary’sC,Getis’sG和JoinCount等,基于局部空間自相關(guān)特征表達(dá)的指標(biāo)主要有:LocalMoran’sI,LISA(LocalIndicatorsofSpatialAssociation)和Getis’sG*,另外還有地統(tǒng)計(jì)學(xué)(Geostatistic)中常用的半變異圖(Semivariogram).本文主要利用半變異函數(shù)(Semivariogram)、Moran’sI統(tǒng)計(jì)指數(shù)和LISA統(tǒng)計(jì)指數(shù)對北京SARS發(fā)病率的空間傳播風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定量分析.地統(tǒng)計(jì)學(xué)中的半變異函數(shù)主要根據(jù)有限的樣本點(diǎn)數(shù)值來定量描述空間對象的變異大小(或空間相似性大小),其計(jì)算過程主要分為兩步,第一步是根據(jù)已有的樣本點(diǎn)數(shù)值計(jì)算經(jīng)驗(yàn)半變異值,第二步是采用數(shù)學(xué)模型對經(jīng)驗(yàn)半變異值進(jìn)行擬合,得到理論半變異函數(shù).(1)Semi-variogram的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式:其中,z(xi),s(xi)分別為第i個(gè)樣本點(diǎn)的樣本值和空間位置,wij為樣本點(diǎn)i,j的空間鄰接特征,N(h)為距離h±ξ內(nèi)的樣本點(diǎn)對的數(shù)量.Semi-variogram可用于傳染病傳播的驅(qū)動(dòng)力分析.(2)Semi-variogram3個(gè)最常用的理論計(jì)算公式:1)球狀模型:2)高斯模型:3)指數(shù)模型:其中,γ(h)為相距h的兩點(diǎn)之間的變異值,C0(Nugget)為塊金值,表示隨機(jī)性大小,它主要是由于研究區(qū)域本身固有的隨機(jī)性及樣本數(shù)據(jù)無法反映小于最小樣本點(diǎn)距離的變異性所致,C(Sill)為基臺值,它與研究區(qū)域內(nèi)獨(dú)立樣本點(diǎn)的方差一致,a(Range)為影響范圍,表示兩點(diǎn)之間具有空間相關(guān)性的閾值,當(dāng)兩點(diǎn)之間的距離大于此閾值時(shí),兩點(diǎn)之間將相互獨(dú)立.3.1.2wij的計(jì)算單元i與j空間鄰接特征值iMoran’I主要用于整體上衡量空間對象之間的相關(guān)性,其計(jì)算公式為其中,xi,xj為空間上i,j兩點(diǎn)的屬性值,為研究區(qū)域內(nèi)所有樣點(diǎn)屬性值的平均值;wij為空間統(tǒng)計(jì)單元i與j的空間鄰接特征值,用于表示空間步長,一般采用拓?fù)潢P(guān)系的鄰接矩陣,即i,j在空間上存在邊界線的共享,則wij=1,否則為0;n為研究區(qū)域內(nèi)所有空間統(tǒng)計(jì)單元的總數(shù).Moran’I的取值范圍為[-1,1],正值表示對象在空間上正相關(guān),負(fù)值則表示負(fù)相關(guān),Moran’I的期望值為-1/(n-1),表示完全隨機(jī),Moran’I的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義可通過標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)化后的Z-Score檢驗(yàn)來評價(jià).3.1.3空間聚類的定義Moran’I指數(shù)只能從整體上對整個(gè)區(qū)域的空間相關(guān)性進(jìn)行平均度量,它無法反映空間異質(zhì)情況時(shí)各個(gè)分區(qū)的空間聚類情況.1995年美國區(qū)域經(jīng)濟(jì)學(xué)家Anselin提出了用于度量局部空間聚類特征的LISA(LocalIndicatorsofSpatialAssociation)統(tǒng)計(jì)指標(biāo):其中,xi,xj與wij的含義同式(10)中的定義.3.2最佳去勢面的確定由于許多不確定性因素的綜合影響,北京市SARS發(fā)病率出現(xiàn)了較多破碎情況(圖3(a)),這會影響對北京市SARS發(fā)病率的空間變異特征的有效識別.因此,論文中采用空間平滑后的北京市SARS發(fā)病率作為空間變異特征分析的對象(圖3(c)).采用半變異函數(shù)來描述空間變異特征需要地理空間對象服從二階平穩(wěn)性的條件,即研究區(qū)域內(nèi)任何一點(diǎn)的隨機(jī)變量的期望值相等,且地理空間中任意兩點(diǎn)的變異大小(或協(xié)方差)僅與兩點(diǎn)的空間距離與方位有關(guān),而與這兩點(diǎn)所處的空間位置無關(guān).顯然,北京SARS發(fā)病率由由城區(qū)中心向外發(fā)病率逐漸降低的空間模式與二階平穩(wěn)中的期望值相等的條件不符(見圖3(c)),因此需要預(yù)先進(jìn)行去趨勢面的轉(zhuǎn)換.二階趨勢面能夠較好的反映由城市中心向城郊漸變中SARS發(fā)病率逐漸衰退的整體趨勢,故論文中采用對SARS發(fā)病率的空間平滑值進(jìn)行去二階趨勢面的預(yù)處理方法,使去全局二階趨勢面后北京市各分區(qū)的發(fā)病率的期望值近似相等.采用軟件ArcGIS9.2的地統(tǒng)計(jì)工具來分析2003年北京市SARS空間傳播風(fēng)險(xiǎn)的變異情況.由SARS發(fā)病率的半變異圖(圖5)與半變異函數(shù)的參數(shù)估計(jì)結(jié)果(表2),易知北京市SARS的流行傳播具有強(qiáng)的空間自相似性,且在空間上的擴(kuò)散存在顯著的異質(zhì)性,東北-西南方向(偏向東西方向)的空間變異最小,空間影響距離約為13.627km,西北-東南方向(偏向南北方向)的空間變異最大,空間影響距離約為8.545km.變異越大,表明SARS在空間上的擴(kuò)散速度越慢,反之,擴(kuò)散速度越大,因此,根據(jù)圖5(b)的研究結(jié)果,可以發(fā)現(xiàn)2003年北京市的SARS流行中,城市中心向城郊的空間擴(kuò)散在西北-東南(偏南北向)的速度明顯弱于東北-西南(偏東西向)方向,故東北-西南方向(偏東西向)的人群受SARS傳播的威脅更大,其原因有可能是西北-東南方向的人群活動(dòng)更頻繁所致.空間變異特征的識別結(jié)果能夠用于指導(dǎo)北京市對傳染病的防控措施在空間上的優(yōu)化布局,對于2003年北京市SARS流行情況而言,根據(jù)圖5(b)中的橢圓形狀進(jìn)行層級防控會是一種好的優(yōu)化選擇,這對未來有可能重現(xiàn)的SARS或其他在人群間急性傳播的傳染病的科學(xué)防控有重要借鑒意義.3.3影響因素的比較0:發(fā)病率在空間上完全隨機(jī)分布,根據(jù)零假設(shè)H0進(jìn)行999次MonteCarlo隨機(jī)模擬得到Morna’sI的期望值E(I)=-0.0052、標(biāo)準(zhǔn)差Sd=0.0443,由此計(jì)算得到z-score為6.74,P<0.01,表明整體上北京市SARS發(fā)病率在空間上顯著正相關(guān).性別、年齡、發(fā)病時(shí)間及接觸方式等都會對SARS的空間傳播模式產(chǎn)生影響,論文采用上面同樣的計(jì)算方法對這些影響因素進(jìn)行考察,結(jié)果如表3所示.由表3知:(1)女性感染者的空間相關(guān)性強(qiáng)于男性感染者,這可能因?yàn)槟行缘幕顒?dòng)范圍要大于女性,致使男性感染在空間上的分布更發(fā)散;(2)有過接觸史的感染者的空間相關(guān)性明顯強(qiáng)于沒有接觸史的感染者,這可能因?yàn)橛薪佑|史感染者的感染途徑幾乎全部源于醫(yī)院傳播和家庭傳播,而無接觸史感染者的感染途徑則比較隨機(jī)和分散(如餐館吃飯、乘電梯、公園游玩、商場購物等公共場所),因此有接觸史的感染者在空間上更聚集;(3)年齡越大,空間相關(guān)性更強(qiáng),這是由于年齡越大的人受醫(yī)院或家庭傳播的影響越大所致.如圖6所示,隨著年齡值的增加,有/無接觸史感染人數(shù)的比值逐漸增大,表明年齡越大的人受醫(yī)院/家庭傳播途徑的影響越強(qiáng);(4)SARS感染率的空間相關(guān)性經(jīng)歷了一個(gè)由弱到強(qiáng)再到弱的變化過程,這可以解釋為:早期SARS感染人數(shù)較少,新發(fā)病例受感染的途徑較多,故SARS傳播較為發(fā)散,自相關(guān)性不強(qiáng),在SARS流行高峰期,人群活動(dòng)受到政府應(yīng)急措施的限制,故這一時(shí)期的新發(fā)感染大多與醫(yī)院和家庭傳播有關(guān),空間聚集性較強(qiáng),SARS流行晚期,醫(yī)院和家庭傳播途徑已得到有效控制,此時(shí)零星的新發(fā)病例大多感染途徑不明,SARS出現(xiàn)在空間上又變得較分散.3.4北京市ss傳播風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域分布采用LISA指數(shù)來分析2003年北京市SARS流行的空間傳播風(fēng)險(xiǎn)及其時(shí)空演化特征,LISA指數(shù)能夠定量反映出空間上的4種聚類特征:(1)高值聚集(高-高)-高風(fēng)險(xiǎn)值的空間統(tǒng)計(jì)單元鄰近的周圍區(qū)域仍然是高值;(2)低值聚集(低-低)-低風(fēng)險(xiǎn)值的空間統(tǒng)計(jì)單元鄰近的周圍區(qū)域仍然是低值;(3)高低聚集(高-低)-高風(fēng)險(xiǎn)值的空間統(tǒng)計(jì)單元鄰近的周圍區(qū)域是低值;(4)低高聚集(低-高)-低風(fēng)險(xiǎn)值的空間統(tǒng)計(jì)單元鄰近的周圍區(qū)域是高值.高值聚集為熱點(diǎn)區(qū)域,表示傳染病以高于平均流行的水平在空間上聚集傳播,因此處于這些區(qū)域的人群受SARS感染的風(fēng)險(xiǎn)非常高.與此相反,低值聚集為冷點(diǎn)區(qū)域,表示這些區(qū)域的傳染病處于低風(fēng)險(xiǎn)傳播水平,高低聚集表示從高風(fēng)險(xiǎn)傳播區(qū)域向低風(fēng)險(xiǎn)傳播區(qū)域的過渡,低高聚集表示從低風(fēng)險(xiǎn)傳播區(qū)域向高風(fēng)險(xiǎn)傳播區(qū)域的過渡,不屬于這4種聚類的空間范圍均為隨機(jī)區(qū)域.利用空間分析軟件GeoDA對Bayesian調(diào)整后的SARS發(fā)病率進(jìn)行基于LISA統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的傳播風(fēng)險(xiǎn)分析(圖7(a)),可以發(fā)現(xiàn)北京SARS發(fā)病的高風(fēng)險(xiǎn)(熱點(diǎn)區(qū)域)主要集中在城市中心(三號環(huán)線以內(nèi)的北部區(qū)域)與東部稍偏南的城鄉(xiāng)交接地帶(東六環(huán)與通州交界的區(qū)域),北京市西北方向城郊區(qū)域的SARS傳播風(fēng)險(xiǎn)較低,相對較為安全,北京市四環(huán)、五環(huán)線附近區(qū)域的SARS傳播風(fēng)險(xiǎn)呈隨機(jī)分布.這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得到幾點(diǎn)SARS防控的經(jīng)驗(yàn):①北京市中心區(qū)域發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)顯著偏高,一方面是由于這個(gè)區(qū)域的人口密度高,人們活動(dòng)交流的頻率大,另外一個(gè)重要原因可能與SARS傳播早期這個(gè)區(qū)域收治的SARS患者的醫(yī)院眾多有關(guān),醫(yī)院傳播途徑導(dǎo)致了SARS收治醫(yī)院附近區(qū)域的高風(fēng)險(xiǎn)傳播;②北京市東部偏南區(qū)域的人口密度并不高,且接收SARS感染者的醫(yī)院也不多,何以在這一區(qū)域出現(xiàn)局部的高傳播風(fēng)險(xiǎn)?其原因有可能與CBD商圈有關(guān),因?yàn)镃BD商圈地帶的生活成本很高,許多在CBD工作的人選擇在生活成本較低且靠近CBD的通州區(qū)租房居住,形成了由城市中心到通州區(qū)的SARS傳播通道;③SARS流行期間的防控措施在西北方向的效果更顯著,從而使西北方向的正常人群受到了更好保護(hù);④整體來看,北京市SARS防控的效果是非常顯著的,使SARS高風(fēng)險(xiǎn)傳播的區(qū)域局限在非常有限的城市中心地帶,沒有形成大范圍擴(kuò)散.根據(jù)性別、是否有過接觸史及年齡3個(gè)因素,分別考察不同類型人群在空間上傳播擴(kuò)散的異質(zhì)性特征(圖7(b)~(h)),由圖可知:性別對SARS傳播的空間風(fēng)險(xiǎn)的影響非常小;有過接觸史和無接觸史的SARS感染人群的空間相關(guān)性特征存在一些差異,無接觸史感染人群的空間熱點(diǎn)的出現(xiàn)除在城市中心和東南城郊外,還在北京市西北方向有局部出現(xiàn);年齡在20~40之間的中青年感染者的空間熱點(diǎn)僅在北京市中心區(qū)有出現(xiàn),而年齡低于20歲和高于40歲的少、老年人的空間熱點(diǎn)除在城市中心區(qū)外,還分別在城市西北郊和東南郊有出現(xiàn),這表明防控措施對中青年的效果更顯著,相對而言,老、少年齡段人群的防控效果較差.根據(jù)2003年北京市SARS流行在不同時(shí)期的空間傳播風(fēng)險(xiǎn)情況(圖8),可以探尋SARS流行的熱點(diǎn)區(qū)域隨時(shí)間的演化規(guī)律.根據(jù)圖8并結(jié)合各個(gè)時(shí)期的重要措施對SARS時(shí)空傳播規(guī)律進(jìn)行流行病學(xué)解釋如表4所示.由表4,可以得到如下幾點(diǎn)重要啟示:①SARS傳染病的危害極大,若無人為干預(yù),傳染病流行導(dǎo)致的被感染人數(shù)將呈指數(shù)級增長,因此,在疫情早期實(shí)施快速有效干預(yù)是降低SARS危害的關(guān)鍵,3月份是將北京SARS流行消滅在萌芽狀態(tài)的關(guān)鍵時(shí)段,這一時(shí)期對SARS危害認(rèn)識的不足及應(yīng)急反應(yīng)的遲緩是直接導(dǎo)致2003年北京SARS大范圍流行的主要因素;②北京市SARS高風(fēng)險(xiǎn)傳播的熱點(diǎn)區(qū)域面積經(jīng)歷了一個(gè)少數(shù)零星-多數(shù)集中-少數(shù)零星的變化過程,SARS流行在北京有兩個(gè)高風(fēng)險(xiǎn)聚集的熱點(diǎn)區(qū)域——城市中心和東部郊區(qū),城市中心的熱點(diǎn)區(qū)域經(jīng)歷了由零星發(fā)散到大范圍聚集再到零星發(fā)散的過程,東部熱點(diǎn)區(qū)域在4月初形成,中間雖有消長,但在隨