基于集中度和圓形分布法的杭州市流感病原學(xué)特征分析

王婧　楊旭輝　劉牧文　李鈞

[關(guān)鍵詞] 流感;病原學(xué);季節(jié)性;集中度;圓形分布

[中圖分類號(hào)] R195.4? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] B? ? ? ? ? [文章編號(hào)] 1673-9701（2021）18-0145-04

Analysis of etiological characteristics of influenza in Hangzhou based on concentration and circular distribution

WANG Jing? ?YANG Xuhui? ?LIU Muwen? ?LI Jun

Hangzhou Center for Disease Control and Prevention，Hangzhou? 310021，China

[Abstract] Objective To investigate and analyze the epidemiological characteristics and seasonal trends of influenza etiology in Hangzhou in order to provide references for scientific decision-making on influenza prevention and control. Methods The concentration and circular distribution methods were used to analyze the influenza etiology surveillance data in Hangzhou from January 2010 to December 2020. Results The positive detection rates of influenza pathogens in 2020 （M=0.98， r=0.98） and 2018（M=0.93， r=0.88） were strictly seasonal. There was strong seasonality in 2013 （M=0.75，r=0.62）. There was obvious seasonality in 2011 （M=0.67， r=0.62） and 2016（M=0.61， r=0.46）， while the seasonality was not obvious in 2010， 2015 and 2017. Except for 2013 and 2015， the peaks of other years occurred in the first quarter，and most peaks occurred in January each year. The most detected type was type A H3N2 （1631/4054）， followed by type B （1535/1631）， and type A H1N1（878/4054） again. The three types alternately dominated. Conclusion The influenza peaks in Hangzhou mainly occur in winter and spring， and different disease types alternately occur. Influenza vaccination should be implemented before the peak period， and monitoring should be strengthened.

[Key words] Influenza; Etiology; Seasonality; Concentration; Circular distribution

流行性感冒（簡稱流感）是由流感病毒引起的急性呼吸道傳染病，是我國40種法定傳染病之一，在過去的百年間出現(xiàn)過5次大流行[1-2]。流感可以分為甲、乙、丙、丁四型，其中甲型和乙型流感病毒每年呈季節(jié)性流行[3]。流感起病急，部分患者可出現(xiàn)并發(fā)癥或因基礎(chǔ)性疾病加重發(fā)展成重癥病例，甚至導(dǎo)致死亡，對(duì)人類健康產(chǎn)生重大威脅[3-4]。從公共衛(wèi)生的角度來看，流感病原學(xué)監(jiān)測有助于增強(qiáng)人們對(duì)疾病負(fù)擔(dān)的認(rèn)識(shí)，了解一個(gè)地區(qū)流感的季節(jié)性和流行毒株對(duì)于當(dāng)?shù)亓鞲幸呙缰甑倪x擇起到不可或缺的作用，對(duì)常規(guī)免疫計(jì)劃的制訂及接種時(shí)機(jī)也都至關(guān)重要[5-6]。

不同地區(qū)的流感流行季節(jié)模式差異很大[5]。為掌握杭州市流感季節(jié)性流行趨勢，本研究采用了集中度法及圓形分布法對(duì)2010年1月至2020年12月杭州市流感病原學(xué)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

杭州市2家國家級(jí)流感監(jiān)測哨點(diǎn)醫(yī)院，每家哨點(diǎn)醫(yī)院每周分別采集流感樣病例咽拭子標(biāo)本5～25份，送杭州市疾病預(yù)防控制中心流感監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室檢測。樣品采用核酸檢測法進(jìn)行流感亞型或系鑒定，再對(duì)檢測陽性樣品開展病毒分離培養(yǎng)。本研究資料來源于2010年1月至2020年12月杭州市病原學(xué)監(jiān)測數(shù)據(jù)。

1.2 方法

1.2.1 集中度法[7-8]? 集中度法是一種統(tǒng)計(jì)描述法，通過結(jié)果的取值范圍定性地反映出疾病發(fā)病的季節(jié)性分布。集中度（M）是表示發(fā)病時(shí)間季節(jié)性強(qiáng)弱的指標(biāo)，集中度M值表示疾病在1年內(nèi)的集中程度（季節(jié)性），當(dāng)其值為1時(shí)表示最大極限，說明一年內(nèi)疾病全部發(fā)生在某個(gè)月內(nèi);其值為0時(shí)表示最小極限，說明1年內(nèi)疾病均勻分布在12個(gè)月內(nèi);當(dāng)其值>0.9時(shí)，說明疾病有嚴(yán)格季節(jié)性;當(dāng)值在0.7～0.9之間時(shí)，說明疾病有很強(qiáng)季節(jié)性;當(dāng)其值在0.5～0.7之間時(shí)，說明疾病有明顯的季節(jié)性;當(dāng)其值在0.3～0.5之間時(shí)，說明疾病有一定季節(jié)性;當(dāng)其值<0.3時(shí)，說明疾病在1年內(nèi)發(fā)生的時(shí)間分布比較均勻，季節(jié)性較差。

1.2.2 圓形分布法[7-10]? 具有周期性變化的資料可通過三角函數(shù)將其變換成線性數(shù)據(jù)，圓形分布法即是這樣一種統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，其將各月監(jiān)測時(shí)間轉(zhuǎn)化成角度，即12個(gè)月（365 d）轉(zhuǎn)換成360°，一天為0.9863°。以每個(gè)月的月中值（αi）作為組中值，并折算成當(dāng)月的角度，即1月的角度α1=15.68°，2月的角度α2=44.88°，余類推。通過三角函數(shù)代換原理，求出疾病發(fā)病的季節(jié)性高峰日和高峰時(shí)期。

圓形分布離散程度指標(biāo)r值，又可稱為集中趨勢值，用于說明疾病在1年中發(fā)生的集中程度，即季節(jié)性。r值越大，表明疾病的季節(jié)性分布越明顯，r值越小，則說明疾病在1年內(nèi)越趨向于均勻發(fā)病。

求得平均角α后，再對(duì)其是否存在進(jìn)行雷氏Z檢驗(yàn)（Rayleigh′s Test）。根據(jù)年發(fā)病率（n）和r值，使用公式Z=nr2計(jì)算雷氏Z值。當(dāng)Z>Z0.05[1]時(shí)，P<0.05，表示平均角α存在，并有向α集中的傾向。將平均角α轉(zhuǎn)化為發(fā)病高峰日期，并可利用α±s對(duì)高峰時(shí)段做出估測。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用Excel 2016對(duì)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行錄入、整理與分析。

2 結(jié)果

2.1 一般情況

2010—2020年杭州全市共采集流感樣病例標(biāo)本21374份，檢測出陽性樣品4054份，總病原學(xué)陽性率為18.97%;其中2019年度陽性率最高（27.33%），其次為2016年度（25.55%），最低為2020年度（5.13%）。11年監(jiān)測期間，流感樣病例標(biāo)本病原陽性率最高的月份為1月，平均陽性率49.16%，最低的月份為6月，平均陽性率4.40%。見表1、圖1。

2.2 流感病原學(xué)季節(jié)性分布結(jié)果

杭州市2010—2020年各年度流感病原學(xué)陽性率的集中度值（M）超過0.9的有2020年（0.98）和2018年（0.93），呈現(xiàn)嚴(yán)格的季節(jié)性;2013年（0.75）介于0.7～0.9之間，有很強(qiáng)的季節(jié)性;2011年（0.67）和2016年（0.61）有明顯的季節(jié)性，2010、2015和2017年則季節(jié)性不明顯。

根據(jù)圓形分布法得到的r值和Rayleighs′ test檢驗(yàn)Z值可見，集中趨勢（r）最高的亦為2020年（0.98），其次為2018年（0.88），與集中度法結(jié)果一致。而2015年r=0.03（P>0.05），該年份平均角不存在，表示流感病原陽性檢出的時(shí)間分布比較均勻，無明顯季節(jié)性。見表2。

2.3 流感病原學(xué)陽性高峰期分析結(jié)果

利用圓形分布法進(jìn)一步分析流感病原陽性檢出的高峰時(shí)間。除2013和2015年外，其余9年的病原學(xué)陽性檢出率高峰均出現(xiàn)在第一季度，且有超過一半的年份高峰日期出現(xiàn)在每年1月（2010、2011、2014、2016、2017、2018、2020）。高峰持續(xù)期最短的為2020年（1月5日至1月30日），最長的為2017年（上年9月16日至次年4月23日）。見圖1、表2。

2.4 流感病原學(xué)型別

11年中，檢出最多的型別為甲型H3N2型（1631/4054），其次為乙型（1535/1631），再次為甲型H1N1型（878/4054）。兩種型別混合的樣品亦有檢出。監(jiān)測結(jié)果顯示，杭州市各年流感病毒優(yōu)勢毒株的構(gòu)成及流行時(shí)間均有所差異，呈現(xiàn)甲型H1N1、H3N2和乙型交替流行的態(tài)勢。2011年及2018年優(yōu)勢病原型別以甲型H1N1為主;2012年、2013年、2015年及2016年優(yōu)勢病原型別以H3N2為主;2010及2019年優(yōu)勢病原型別以B型為主。2020年病原陽性率呈現(xiàn)明顯下降趨勢，3—12月僅有1份陽性樣品檢出。見封三圖8。

3 討論

杭州市位于北緯30.3°，中國東南沿海，浙江省北部，錢塘江下游北岸，京杭大運(yùn)河南端，地處中北亞熱帶過渡區(qū)，溫暖濕潤，四季分明，光照充足，雨量豐沛。流感一直是杭州市重點(diǎn)監(jiān)測的傳染病之一。流感病原學(xué)監(jiān)測是掌握流感流行規(guī)律的重要手段之一，明確流感流行期病原優(yōu)勢毒株，及早發(fā)現(xiàn)變異株，可為我市流感防控工作提供依據(jù)[11-14]。

傳統(tǒng)方法應(yīng)用疾病的發(fā)病數(shù)和發(fā)病率繪制疾病季節(jié)性流行曲線圖，只能定性描述疾病的時(shí)間分布特點(diǎn)，不能定量推算發(fā)病高峰期或高峰持續(xù)期[7-8，15-16]。集中度的最大優(yōu)點(diǎn)是能粗略比較發(fā)病季節(jié)性的強(qiáng)弱，但無法推算高峰時(shí)間;圓形分布法則可以利用平均角計(jì)算出疾病發(fā)病高峰日及高峰持續(xù)時(shí)間。兩種方法同時(shí)使用既能對(duì)疾病的季節(jié)性強(qiáng)弱做出定性判斷，又能定量分析出發(fā)病高峰，更加全面地解釋發(fā)病的季節(jié)性特征[15]。

本研究通過分析近11年流感病原學(xué)監(jiān)測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，杭州市流感病毒陽性檢出大多數(shù)年度都具有明顯或很強(qiáng)的季節(jié)性，高峰期出現(xiàn)在每年的冬春季，并沒有表現(xiàn)出顯著的夏季高峰。Yu等[5]專家從地理角度對(duì)我國流感監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行季節(jié)性分析，認(rèn)為不同地區(qū)的流感流行特征有所不同，介于27°N 和33°N之間緯度的省份會(huì)在1年內(nèi)出現(xiàn)兩次發(fā)病高峰期。浙江省的流感監(jiān)測結(jié)果也指出，浙江省的流感病例發(fā)病呈春、夏季雙高峰[17]。這些均與本研究的結(jié)論有所不同。但既往杭州市流感監(jiān)測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，流感聚集性疫情的高峰期及預(yù)警信號(hào)多發(fā)生在1—3月，與本研究結(jié)果一致[18-20]。究其原因，有國外學(xué)者指出，溫度、濕度與有包膜的病毒（包括流感病毒）的發(fā)病率之間存在關(guān)聯(lián)，前兩者對(duì)病毒在環(huán)境中生存有明顯影響[21-22]。香港中文大學(xué)的學(xué)者也發(fā)現(xiàn)溫度、干濕度、大量降水是流感感染的危險(xiǎn)因素[23]，而早前Shaman與Kohn曾通過模型提出低絕對(duì)濕度會(huì)增加流感病毒的傳播效率[24]。美國另一項(xiàng)流行病學(xué)調(diào)查亦表明，絕對(duì)濕度低與冬季流感相關(guān)的死亡率增加有關(guān)[25]。當(dāng)溫度介于19～25℃之間時(shí)，病毒的傳染性可以下降兩個(gè)數(shù)量級(jí)[21-22]，所以氣溫相對(duì)寒冷的季節(jié)更利于病毒的存活與傳播，這可以解釋杭州市的流感高峰為何均出現(xiàn)在冬春季。還有研究表明，杭州市流感樣病例中約70%為15歲以下兒童，這些病例大多數(shù)來自于學(xué)?；蛴變簣@，每年7—8月正值學(xué)校暑期放假，推測這可能是夏季高峰不明顯的原因[18-20]。

本研究對(duì)監(jiān)測的流感病原進(jìn)行分型，結(jié)果表明檢出最多的為甲型H3N2型，其次為乙型。杭州市每年的流感優(yōu)勢毒株都在變化，不同型別流感病毒每隔1～2年交替成為優(yōu)勢毒株。原因可能與人群特異性抗體水平有關(guān)，某種型別病毒流行過后，該型別抗體水平可以持續(xù)一段時(shí)間，并隨時(shí)間的推移逐漸下降[13，19]。此外，2020年監(jiān)測期間，流感病原陽性率下降明顯，3月后僅檢出1份陽性樣品，與2020年新冠病毒肺炎疫情的防控密切相關(guān)。針對(duì)新冠病毒肺炎實(shí)施的各項(xiàng)措施，包括旅行限制、隔離管控、保持社交距離等，可能改變了流感傳播[26]。但是，當(dāng)取消這些限制時(shí)，流感的傳播也可能增加，甚至可能出現(xiàn)新冠病毒與流感病毒共同流行，造成額外的疾病負(fù)擔(dān)。故在新冠病毒肺炎大流行期間仍要進(jìn)行流感疫苗的接種，并制訂相應(yīng)的接種策略[26]。

綜上所述，杭州市流感活動(dòng)有明顯季節(jié)性，主要為冬春季，且不同病原型別交替出現(xiàn)。杭州市應(yīng)根據(jù)本地流感病原學(xué)監(jiān)測結(jié)果，在高峰期來臨前進(jìn)行流感疫苗接種，并加強(qiáng)對(duì)重點(diǎn)人群的監(jiān)測，以減少暴發(fā)疫情的發(fā)生。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 李蘭娟，任紅.傳染病學(xué)[M].8版.北京：人民衛(wèi)生出版社，2015：55-63.

[2] 秦穎，趙夢(mèng)嬌，譚亞運(yùn)，等.中國流感大流行的百年歷史[J].中華流行病學(xué)雜志，2018，39（8）：1028-1031.

[3] 中國衛(wèi)生健康委員會(huì). 流行性感冒診療方案（2020版）[EB/OL].（2020-11-04）http：//www.nhc.gov.cn/yzygj/s7653p/202011/a943c67d55c74e589d23c81d65b5e221.shtml

[4] 楊靜，陳濤，祝菲，等. 2017～2018年度中國大陸流行性感冒病例報(bào)告情況分析[J].熱帶病與寄生蟲學(xué)，2018， 16（2）：63-66.

[5] Yu HJ，Alonso WJ，F(xiàn)eng LZ，et al. Characterization of regional influenza seasonality patterns in China and implications for vaccination strategies：Spatio-temporal modeling of surveillance data[J]. PLoS Med，2013，10（11）：e1001 552.

[6] 鄭建東，彭質(zhì)斌，秦穎，等.中國季節(jié)性流感防控現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[J]. 中華流行病學(xué)雜志，2018，39（8）：1041-1044.

[7] 修璟威，李望晨，崔慶霞，等.2010～2018年山東省流感發(fā)病的季節(jié)性特征[J]. 山東大學(xué)學(xué)報(bào)（醫(yī)學(xué)版），2020， 58（1）：112-117.

[8] 楊召，葉中輝，李星，等.基于集中度和圓形分布法的河南省流感發(fā)病季節(jié)性特征分析[J]. 醫(yī)學(xué)與社會(huì)，2013， 26（2）：7-9.

[9] 朱歲松.圓形分布角均數(shù)的顯著性檢驗(yàn)[J]. 數(shù)理醫(yī)藥學(xué)雜志，2009，22（1）：53-55.

[10] 王慶昌，李欣.圓形分布分析的EXCEL實(shí)現(xiàn)[J]. 中國衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)，2006，23（5）：448-449.

[11] 黃超洋，張恒嬌，高立冬，等. 2007-2016年湖南省流感監(jiān)測結(jié)果分析[J]. 實(shí)用預(yù)防醫(yī)學(xué)，2018，25（8）：897-901.

[12] 邵玲玲，張麗萍. 2016-2020年浙江省舟山市兒童流感流行病學(xué)特征研究及移動(dòng)區(qū)間法的預(yù)警應(yīng)用[J]. 疾病監(jiān)測，2021，36（2）：142-146.

[13] 汪鵬，楊小兵，孔德廣，等. 武漢市2012-2017年流感監(jiān)測結(jié)果分析[J]. 現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué)，2018，45（1）：141-144.

[14] 王璐璐，孫海波，孫佰紅，等. 遼寧省2014-2017監(jiān)測年度流感流行特征及變化趨勢[J].中國公共衛(wèi)生，2019， 35（3）：352-354.

[15] 陳莉華，彭霞，鄭爾達(dá)，等. 應(yīng)用圓形分布法分析手足口病病毒型流行特點(diǎn)[J].公共衛(wèi)生與預(yù)防醫(yī)學(xué)，2020， 31（3）：64-67.

[16] 趙金華，馬永成，石燕，等. 集中度和圓形分布法在高原地區(qū)青海省流感監(jiān)測中的應(yīng)用[J]. 中國公共衛(wèi)生，2020，36（3）：355-358.

[17] 程偉，余昭，劉社蘭，等. 浙江省不同亞型流感確診病例流行和臨床特征分析[J]. 預(yù)防醫(yī)學(xué)，2019，31（1）：62-67.

[18] 劉牧文，王婧，楊旭輝，等. 2018-2020年浙江省杭州市學(xué)生因流感樣癥狀缺勤監(jiān)測結(jié)果分析[J].疾病監(jiān)測，2020，35（11）：1-6.

[19] 劉牧文，王婧，楊旭輝，等. 杭州市流行性感冒聚集性疫情流行特征[J].預(yù)防醫(yī)學(xué)，2021，33（1）：16-20.

[20] 王婧，楊旭輝，劉牧文，等. 2009-2019年杭州市流感流行特征分析[J].國際流行病學(xué)傳染病學(xué)雜志，2020，47（6）：523-528.

[21] Prussin II AJ，Schwake DO，Lin K，et al. Survival of the enveloped virus Phi6 in droplets as a function of relative humidity，absolute humidity，and temperature[J]. Appl Environ Microbiol，2018，84（12）：e00551-18.

[22] Petersen E，Koopmans M，Go U，et al. Comparing SARS-CoV-2 with SARS-CoV and influenza pandemics[J]. Lancet Infect Dis，2020，20（9）：e238-e244.

[23] Shaman J，Kohn M.Absolute humidity modulates influenza survival，transmission，and seasonality[J]. Proc Natl Acad Sxi U S A，2009，106（9）：3243-3248.

[24] Shaman J，Pitzer VE，Viboud C，et al. Absolute humidity and the seasonal onset of influenza in the continental United States[J]. Plos Biol，2010，8（2）：e1000 316.

[25] Lau SYF，Chen W，Yu Z，et al. Independent association between meteorological factors，PM2.5，and seasonal influenza activity in Hangzhou，Zhejiang province，China [J].Influenza Other Respir Viruses，2020. [Online ahead of print].

[26] 傅亞娟，龔震宇. 在新型冠狀病毒肺炎大流行期間世界衛(wèi)生組織關(guān)于季節(jié)性流感疫苗接種的建議[J]. 疾病監(jiān)測，2021，36（1）：98-99.

（收稿日期：2021-01-22）