基于血清学数据的催化模型估计中国地区登革热传播强度的研究

来源 :昆明医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhuzy0909
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[目 的]中国东南沿海及西南边陲是登革热的高发地区。鉴于登革热存在大量的隐形感染者,使用血清学数据构建传播模型有助于我们明确登革热在中国的流行特征,采取有针对性的防控措施。本研究搜集近年来中国发布的登革热年龄分层血清学研究数据,回顾登革热传播的特征及历史变化;构建并优化催化模型估计中国登革热血清流行病学参数(感染力、基本再生数、传播强度);比较不同传播机制下研究地区人群30年间登革热传播强度的发展变化趋势,提出针对性的防控措施。[方法]1.通过文献检索,寻找中国地区登革热血清学相关研究,提取血清学年龄分层数据。2.根据提取的血清学年龄分层数据构建模型,考虑了不同传播机制(恒定感染力,抗体保护衰减,临界年龄和恒定感染力,临界年龄和抗体保护衰减)的影响。3.使用4种催化模型拟合提取的血清学年龄分层数据,估计感染力和基本再生数。4.在进行参数估计时,运用了贝叶斯统计的思想,通过文献综述和以往的经验判断给出先验信息,结合文献研究提取的数据计算参数的后验分布。使用马尔科夫链蒙特卡洛方法中的正态分布随机游动方法,使用R统计软件对后验分布进行独立采样,获得参数后验分布的期望和95%置信区间。5.偏差信息准则(DIC)结合了模型的拟合度和复杂性,可以用于比较任意结构模型的拟合效果。使用偏差信息准则比较不同模型的拟合效果,为每项研究的数据集选择最佳模型。6.通过比较每项研究人群不同传播机制下的参数信息,探索不同人群登革热的传播特征。7.对中国若干城市和地区登革热传播现状及防控措施进行描述性分析,结合模型估计的传播强度,提出针对性的登革热防控建议。[结 果]1.通过文献检索,我们从筛选的515篇文献中纳入了 23项研究,这些研究报告了从1981年到2017年间中国8个省,14个地区的登革热传播情况。2.通过回顾历史文献发现,中国地区登革热血清学相关研究相对较少,尤其缺乏血清学年龄分层数据和特异性血清学数据。3.我们考虑了登革热不同的传播机制,构建了 4个催化模型。A.恒定感染力模型,该模型假设感染力在全年龄人群中均保持不变;B.抗体保护衰减模型,该模型假设血清阳性人群的体内抗体会随着时间的推移以恒定的速率衰减,最终下降到临界水平后转变成血清阴性人群(易感人群);C.临界年龄和恒定感染力模型,该模型假设在研究人群的某个年龄附近出现登革热感染风险的变化,导致该临界年龄前后登革热感染力发生了变化;D.临界年龄和抗体保护衰减模型,该模型仍然假设研究人群的某个年龄附近出现登革热感染风险的变化,这种变化可能是由于抗体保护衰减的作用。4.通过DIC 比较4种模型的拟合效果,为每项研究的数据集选择最佳模型。结果显示,4项研究的最佳模型是模型A;7项研究的最佳模型是模型B;8项研究的最佳模型是模型C,4项研究的最佳模型是模型D。5.基于最佳模型的参数估计结果显示,基本再生数(R0)的估计值介于1.04~2.24之间,最大的是1981年在广州进行的研究,R0=2.24(95%CI:1.71~3.00);最小的是1998年在珠海进行的研究,R0=1.04(9 5%CI:1.01~1.15),以及2010-2012年在钦州市、防城港市和合浦县进行的研究,R0=1.04(95%CI:1.02~1.19)。最佳模型是模型A的4项研究中,R0的估计值为1.04~1.14,感染力(FOI)的估计值为0.0011~0.0083;最佳模型是模型B的7项研究中,R0的估计值为1.05-2.24,FOI的估计值为0.0037~0.0150,平均抗体保护衰减率是每年0.07;最佳模型是模型C的8项研究中,临界年龄的估计值为15.2-67.2岁,估计的FOI为0.0010~0.0228;最佳模型是模型D的4项研究中,临界年龄的估计值在13.0~54.5岁之间,R0的估计值为1.06~1.54,FOI的估计值为0.0113~0.1238。6.模型A的FOI估计值均小于模型B的FOI估计值,这表明如果存在抗体保护衰减作用,人群感染登革热的风险显著提高,这在登革热防控中有重要指导意义。7.对于最佳模型为模型C和模型D的12个数据集,在临界年龄前后有不同的FOI。我们对这12个数据集估计的FOI之间的差异(λdif=|λ1-λ2|)与临界年龄之间相关分析结果显示,λdif与临界年龄之间存在显著的负相关关系(P<0.05),相关系数为-0.69。这表明人群的登革热感染风险变化越大,发生该变化的临界年龄越小。[结论]1.研究发现,中国不同地区人群登革热传播存在传播机制的差异,通过比较不同催化模型的DIC证实了这一点,本研究为区分不同地区登革热的传播特征提供了新思路。2.不同机制下的登革热传播呈现不同的流行特征,需要采取有针对性的防控措施,这有利于我们合理分配卫生资源、节省开支。3.年龄与登革热传播有着密切的联系。在人群中可能存在特殊年龄窗口(临界年龄),在此年龄窗口登革热感染风险发生了显著变化,导致人群以此年龄为界呈现不同的流行特征。临界年龄前后人群呈现不同的登革热感染风险,对于临界年龄前感染力大于临界年龄后感染力的人群,登革热防控措施的重点人群应该是临界年龄前的年轻人群;对于临界年龄前感染力小于临界年龄后感染力的人群,登革热防控措施的重点人群应该是临界年龄后的人群。登革热感染风险变化越大,发生变化时的临界年龄越小。4.抗体保护衰变与登革热的传播也存在密切联系。抗体保护衰减作用会使个体抗体水平降低,导致人群临界年龄前的感染力小于临界年龄后的感染力。5.利用血清学数据进行登革热研究的优势在于它不受传染病监视系统和病例报告系统的影响,血清学检测可以确定过去感染登革热的情况,对我们估计登革热的潜在传播有重要意义。
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