中国部分地区2004-20...Joinpoint回归分析_张梦.pdf

中国部分地区 20042021 年百日咳发病率趋势的 Joinpoint 回归分析张梦1，吴丹2，李艺星2，郑徽2，李明爽2，闫婷婷2，张倩2，安志杰2，尹遵栋2，梁晓峰1(1山西医科大学公共卫生学院，山西 太原 030001;2中国疾病预防控制中心免疫规划中心，北京 100050)DOI:10.19914/j.CJVI.2023005基金项目:北京市自然科学基金海淀原始创新联合基金项目(L202037)通信作者:梁晓峰，Email:liangxf jnueducn第一作者 Email:zhangmeng chinacdccn摘要:目的 分析中国部分地区百日咳发病率趋势及其影响因素。方法 通过中国疾病预防控制信息系统收集 5 个省份 10 个地区 2004 2021 年百日咳病例，通过问卷调查收集无细胞百白破联合疫苗(Diphtheria，tetanus andacellular pertussis combined vaccine，DTaP)使用和百日咳监测策略信息，采用 Joinpoint 回归模型计算百日咳年龄标化发病率(Age-standardized incidence rate，ASI)及其年度变化百分比(Annual percent change，APC)和平均年度变化百分比(Average annual percent change，AAPC)。结果 所有研究地区于 2010 年前完成 DTaP 对全细胞百白破联合疫苗的替代;20112021 年 4 个研究省份开展了百日咳加强监测或专项研究。研究地区 20042021 年百日咳年均ASI 在 0.20/10 万至 3.50/10 万之间，其中 6 个地区 ASI 的 AAPC 在 4.06%至 44.15%之间，4 个地区在8.77%至1.11%之间;从第 1 个转折点至第 2 个转折点、从第 2 个转折点至 2021 年 ASI 的 APC 分别在 31.20%至132.70%、28.77%至80.70%之间。结论 所有研究地区 20042021 年百日咳发病率均呈先上升后下降的趋势;发病率上升可能与 DTaP 保护持久性衰减和开展百日咳加强监测或专项研究有关。关键词:百日咳;发病率;Joinpoint 回归模型中图分类号:186;516.6文献标识码:A文章编号:1006916X(2023)01002506Pertussis incidence trends in several areas of China from 2004 to 2021:a Joinpoint regressionanalysisZhang Meng1，Wu Dan2，Li Yixing2，Zheng Hui2，Li Mingshuang2，Yan Tingting2，ZhangQian2，An Zhijie2，Yin Zundong2，Liang Xiaofeng1(1 School of Public Health，Shanxi MedicalUniversity，Taiyuan 030001，Shanxi，China;2 National Immunization Program，Chinese Center forDisease Control and Prevention，Beijing 100050，China)Abstract:Objective To analyze pertussis incidence trends and their influencing factors in several areas ofChinaMethods We obtained pertussis case data reported in 10 prefectures of 5 provinces during 20042021 from the Chinese Disease Control and Prevention Information System and obtained information ondiphtheria，tetanus and acellular pertussis combined vaccine(DTaP)immunization and pertussissurveillance strategies with a questionnaire-based survey We used a Joinpoint regression model toestimate the age-standardized incidence rate(ASI)of pertussis and its annual percent change(APC)and average annual percent change(AAPC)esults All study prefectures replaced diphtheria，tetanusand whole-cell pertussis combined vaccine with DTaP before 2010 Four of the five study provincesconducted intensive pertussis surveillance or pertussis-specific research during 2011 to 2021 Annualarerage ASIs ranged from 0.20 to 3.50 per 100 000 population during 20042021，with AAPCs rangingfrom 4.06%to 44.15%in 6 areas and from 8.77%to 1.11%in 4 areas APCs ranged from 31.20%to 132.70%between the first regression turning point and the second turning point and from 28.77%to80.70%between the second turning point and 2021，the end of the study periodConclusions Theincidence of pertussis initially increased and subsequently decreased during 20042021 in all study areasThe increasing incidence may have been associated with waning protection from DTaP and intensive52中国疫苗和免疫 2023 年 2 月第 29 卷第 1 期pertussis surveillance or specific research on pertussisKey words:Pertussis;Incidence;Joinpoint regression analysis百日咳是由百日咳鲍特菌(Bordetella pertussis，Bp)引起的急性高传染性呼吸道疾病，人群普遍易感，发病以婴幼儿为主1。自 1974 年世界卫生组织(World Health Organization，WHO)推荐将百白破联合疫 苗 纳 入 免 疫 规 划(Expanded Program onImmunization，EPI)以来，近 50 年大规模疫苗接种使全球百日咳发病率大幅下降2。但在过去 20 年中，在含百日咳成分疫苗覆盖率和医疗卫生水平较高的高收入国家，例如美国、加拿大、德国、英国、荷兰等，百日咳报告发病率出现上升3-6。近年来中国百日咳报告发病率也呈持续上升趋势2。本研究应用Joinpoint 回归模型分析 20042021 年中国 10 个地区百日咳发病率趋势，探讨研究地区百日咳报告发病率变化及其影响因素，为制定百日咳防控措施提供依据。材料与方法1研究地区根据 20172019 年百日咳年均报告发病率水平，在中国东部地区的山东省和广东省、中部地区的湖南省、西部地区的陕西省和重庆市各选择 2 个地级市/区县(百日咳年均报告发病率P90百分位数、P20百分位数至中位数之间者各 1 个)，即泰安市、潍坊市、深圳市、湛江市、长沙市、岳阳市、西安市、延安市、渝北区和忠县为研究地区。2数据来源研究地区 20042021 年百日咳病例(包括临床诊断病例和实验室确诊病例)和分年龄人口数、2021 年全国分年龄人口数来源于中国疾病预防控制信息系统。由研究地区疾病预防控制中心负责百日咳监测的工作人员填写调查问卷，收集当地无细胞百白破联合疫苗(Diphtheria，tetanus and acellular pertussis combined vaccine，DTaP)和全细胞百 白 破 联 合 疫 苗(Diphtheria，tetanus and whole-cellpertussis combined vaccine，DTwP)使用情况和百日咳监测情况。3统计分析采用 Joinpoint 回归模型中的对数线性模型，以年份为自变量，使用1 岁、14 岁、519 岁和20 岁各年龄组对应的百日咳病例数、人口数和标准人口数(以 2021 年全国分年龄人口作为标准人口对各地区各年份的发病率进行标化)计算 百日咳 年 龄 标 化 发 病 率(Age-standardizedincidence rate，ASI)，以 ASI 为因变量，进行趋势分析。采用 Monte Carlo 置换检验分析有统计学意义的连接点个数，连接点的位置即 ASI 变化趋势中的转折点，并计算年度变化百分比(Annual percent change，APC)和平均年度变化百分比(Average annual percent change，AAPC)及其 95%置信区间(Confidence interval，CI)。APC 表示各分段 ASI 平均每年变化的百分比，AAPC 是描述全部观察时间内 ASI 变化趋势的综合指标，为 APC 的加权平均值，权重为各分段的长度7。因模型不支持发病率为 0 的数据8，本研究将数值为0 的观测值替换为微小数据 0.000 001。采用 SAS 9.4 软 件 进 行 数 据 整 理。采 用 Joinpointegression Program 4.9.0.0 软件进行数据分析，检验水准=0.05，采用 Graphpad Prism 9.0.0 软件绘制 20042021 年 10个地区百日咳 ASI 变化趋势热图。结果1DTaP 使用、百日咳加强监测和专项研究本研究中 10 个地区于 20072008 年将 DTaP纳入 EPI，2010 年前完成 DTaP 对 DTwP 的替代。20112021 年，山东省、广东省、湖南省和陕西省在全省范围或部分地市相继开展了百日咳加强监测或流行病学特征变化等专项研究，并在百日咳诊断标准(WS2742007)的 Bp 分离培养、双份血清特异性抗体检测的实验室诊断基础上，引入 Bp 聚合酶链反应(Polymerase chain reaction，PC)检测和/或单份血清酶联免疫吸附试 验(Enzyme linkedimmunosorbent assay，ELISA)PT-IgG 抗体检测作为实验诊断标准之一(表 1)。2百日咳 ASI渝北区、深圳市、泰安市、西安市、延安市、长沙市、忠县、岳阳市、潍坊市和湛江市 20042021 年百日咳 ASI 均值(最小值最大值)，/10 万)分别为 3.50(0.0019.74)、3.09(0.0312.77)、2.67(0.0016.48)、2.24(0.0112.87)、0.96(0.114.25)、0.76(0.006.41)、0.73(0.002.97)、0.53(0.00 3.67)、0.32(0.00 1.92)、0.20(0.00 1.03)(图 1)。3百日咳 ASI 变化趋势3.1山东省泰安市和潍坊市20042021 年泰安市百 日 咳 ASI 的 AAPC 为 44.15%(95%CI:29.34%60.65%)，ASI 在 2016 年和 2019 年出现转折点，20042016 年、20162019 年、20192021 年APC 分别为 99.23%(95%CI:74.67%127.23%)、50.97%(95%CI:22.70%85.74%)、80.70%(95%CI:89.56%64.34%);潍坊市百日咳62CHINESE JOUNAL OF VACCINES AND IMMUNIZATION Vol29No12023表 1中国 10 个地区 DTaP 使用、百日咳加强监测和专项研究情况研究地区DTaP开始使用年份纳入 EPI年份完成替代DTwP 年份百日咳加强监测印发监测方案年份开展哨点监测Bp 分离培养双份血清抗体检测单份血清PT-IgG 检测Bp PC检测开展专项研究山东省泰安市2001200820102015否是是否是否山东省潍坊市2003200820082015否是是否是是广东省深圳市2000200820102017是是是是是是广东省湛江市2008200820082017是是是是是否湖南省长沙市2007200820092019否是是是是否湖南省岳阳市2008200820082019否是是是是否陕西省西安市199820072007否是是否否是陕西省延安市200520072009否是是否否是重庆市渝北区200820082009否是是否否否重庆市忠县200820082009否是是否否否注:未印发监测方案图 120042021 年中国 10 个地区百日咳 ASI 热图ASI 的 AAPC 为 6.11%(95%CI:15.08%32.59%)，ASI 在 2013 年和 2018 年出现转折点，20042013 年、20132018 年、20182021 年 APC 分别为 4.98%(95%CI:24.80%46.54%)、72.87%(95%CI:12.37%165.95%)、51.42%(95%CI:76.75%1.48%)(图 2)。图 2山东省泰安市和潍坊市 20042021 年百日咳ASI 的 Joinpoint 回归分析3.2广东省深圳市和湛江市20042021 年深圳市百日咳 ASI 的 AAPC 为 24.23%(95%CI:2.86%50.03%)，ASI 在 2015 年和 2019 年出现转折点，20042015 年、20152019 年、20192021 年 APC 分别为 50.36%(95%CI:16.21%94.55%)、31.20%(95%CI:1.93%75.51%)、61.03%(95%CI:85.51%4.81%);湛江市百日咳 ASI 的 AAPC 为1.11%(95%CI:12.48%11.73%)，ASI 在2014 年和2019年出现转折点，20042014 年、20142019 年、20192021 年 APC 分别为21.35%(95%CI:30.93%10.45%)、92.80%(95%CI:47.89%151.36%)、41.46%(95%CI:71.75%21.29%)(图 3)。图 3广东省深圳市和湛江市 20042021 年百日咳ASI 的 Joinpoint 回归分析3.3湖南省长沙市和岳阳市20042021 年长沙市百 日 咳 ASI 的 AAPC 为 4.06%(95%CI:19.24%34.10%)，ASI 在 2012 年和 2019 年出现转折点，20042012 年、20122019 年、20192021年 APC 分 别 为26.41%(95%CI:52.82%14.79%)、132.70%(95%CI:54.10%251.39%)、75.12%(95%CI:89.60%40.48%);岳阳市百日咳 ASI 的 AAPC 为8.77%(95%CI:26.53%13.27%)，ASI 在 2013 年和 2019 年出现转折点，72中国疫苗和免疫 2023 年 2 月第 29 卷第 1 期20042013 年、20132019 年、20192021 年 APC 分别为 30.86%(95%CI:44.98%13.12%)、110.30%(95%CI:49.69%195.45%)、74.07%(95%CI:94.26%17.23%)(图 4)。图 4湖南省长沙市和岳阳市 20042021 年百日咳ASI 的 Joinpoint 回归分析3.4陕西省西安市和延安市20042021 年西安市百 日 咳 ASI 的 AAPC 为 27.63%(95%CI:4.57%70.70%)，ASI 在 2013 年和 2018 年出现转折点，20042013 年、20132018 年、20182021 年APC分 别 为 32.05%(95%CI:24.55%131.12%)、90.34%(95%CI:23.31%193.79%)、40.80%(95%CI:60.59%11.07%);延安市百日咳 ASI 的 AAPC 为1.35%(95%CI:35.77%51.53%)，ASI 在 2009 年和 2019 年出现转折点，20042009 年、20092019 年、20192021 年 APC 分别为42.54%(95%CI:69.85%9.48%)、37.97%(95%CI:15.45%64.88%)、28.77%(95%CI:98.27%2 827.27%)(图 5)。图 5陕西省西安市和延安市 20042021 年百日咳ASI 的 Joinpoint 回归分析3.5重庆市渝北区和忠县20042021 年渝北区百日咳 ASI 的 AAPC 为 14.80%(95%CI:40.28%120.66%)，ASI 在 2010 年和 2018 年出现转折点，20042010 年、20102018 年、20182021 年 APC 分别为 17.32%(95%CI:89.46%548.50%)、94.52%(95%CI:52.03%148.90%)、45.78%(95%CI:69.21%4.51%);忠县百日咳 ASI 的AAPC 为 3.14%(95%CI:26.76%28.09%)，ASI 在 2009 年和 2019 年出现转折点，20042009年、2009 2019 年、2019 2021 年 APC 分 别 为9.94%(95%CI:53.24%73.43%)、33.54%(95%CI:13.61%56.97%)、76.67%(95%CI:96.81%70.45%)(图 6)。图 6重庆市渝北区和忠县 20042021 年百日咳ASI 的 Joinpoint 回归分析讨论中国 20112019 年监测数据显示百日咳发病呈上升趋势，部分地区百日咳报告发病率较高，例如山东省、广东省、陕西省等，主要与当地开展加强监测、医务人员百日咳知识培训、提高病原检测能力有关9，10。本研究利用中国 10 个地区 20042021 年百日咳年龄别发病率、百日咳疫苗使用、百日咳监测方式等信息，通过建立 Joinpoint 回归模型对百日咳流行的时间特征建立分段回归，对每个区间进行趋势拟合和优化，确定趋势改变的转折点数量和位置，通过 AAPC 和 APC 值分别明确整体和局部的变化方向和速度，对 10 个地区的百日咳发病水平变化进行了分析。中国 2007 年将 DTaP 纳入 EPI 并逐步替代DTwP，2012 年在全国范围内完成替代11。尽管本研究的 10 个地区百白破疫苗转换期长短略有不同，但研究结果显示，20042021 年 10 个地区百日咳ASI 均呈先上升后下降的趋势，ASI 在 DTaP 完全替代 DTwP 后约 5 年(中位数)出现第 1 个转折点，且从第 1 个转折点至第 2 个转折点呈大幅上升趋势，提示 ASI 上升可能与 DTwP 向 DTaP 转换有82CHINESE JOUNAL OF VACCINES AND IMMUNIZATION Vol29No12023关。百日咳疫苗保护效果的研究数据显示，在完成最后 1 剂无细胞百日咳疫苗(Acellular pertussisvaccine，aPV)接种 4 年后的保护效果迅速下降，接种 8 年后降至 41%(95%CI:0%66%)，接种至少 1剂全细胞百日咳疫苗(Whole-cell pertussis vaccine，wPV)的保护效果下降较慢12。根据 WHO 立场文件，wPV 向 aPV 转换后，aPV 的保护效果不如 wPV持久13。主要原因为，与自然感染和 wPV 诱导的 T辅助细胞 1 型(Th1)和 17 型(Th17)反应较强不同，aPV 诱导的 T 辅助细胞 2 型(Th2)和 Th17 反应较强，Th1 反应较弱，而 Th1 反应对于细菌的清除和保护持久性至关重要14。因此，aPV 诱导的抗体足以预防百日咳重症和死亡，但不能诱导黏膜免疫，因而不能防止 Bp 的感染、定植或传播15，16。与仅接种aPV 的青少年相比，至少接种过 1 剂 wPV 的青少年患百日咳的风险较低17，18。本研究中 10 个地区 20042021 年百日咳 ASI从第 1 个转折点至第 2 个转折点呈上升趋势还可能与当地加强百日咳病例病原学和血清学诊断能力、开展百日咳加强监测和专项研究等有关。2015 年 12 月山东省发布百日咳加强监测方案，将 PC 检测作为百日咳实验室确诊病例的标准之一。泰安市和潍坊市百日咳年均 ASI 分别从20122015 年的 0.65/10 万和 0.22/10 万增长至20162019 年的 10.41/10 万和 1.01/10 万。20132018 年潍坊市百日咳 ASI 上升还可能由于当地疾病预防控制中心对百日咳疫情防控工作较重视、开展百日咳专项研究工作，促使医疗机构的百日咳病例报告意识增强。2017 年广东省发布百日咳加强监测方案，并对深圳市福田区百日咳病例及其密切接触者开展调查以及病原学、PC 和血清学检测。深圳市和湛江市百日咳年均 ASI 分别从 20142016 年的 4.15/10万和 0.08/10 万增长至 20172019 年的 11.06/10万和 0.55/10 万。2019 年湖南省开始在长沙市和岳阳市等地开展百日咳加强监测，增加 PC 和单份血清 PT-IgG抗体检测结果作为百日咳实验室确诊病例的标准，当年两地区百日咳 ASI 均达到高峰，分别为 6.41/10 万和 3.67/10 万。长沙市 20122019 年百日咳ASI 呈上升趋势，还可能与长沙市人口密度大和流动频繁易于 Bp 传播有关19。为了解陕西省 Bp 感染状况和百日咳流行趋势，自 2017 年陕西省开始选取监测医院开展专项研究。西安市和延安市 ASI 上升可能由于西安市儿童医院自 2017 年开始作为陕西省百日咳监测试点，医务人员对疾病认识、诊断意识和实验室检测水平相对较高，以及延安市与西安市地理位置较近，延安市居民前往西安市就医的机会大大增加，有利于百日咳病例诊断和报告。渝北区和忠县 ASI 上升可能与自2011 年开始重庆市儿童医院逐年加强对咳嗽患儿的 PC 检测，同时加强医务人员相关业务培训有关20。此外，由于渝北区为中心城区，医疗设施完善，诊断水平较高，且中心城区流动儿童百白破联合疫苗接种率低于常住儿童，导致感染百日咳的风险增加20，21。渝北区和忠县百日咳病例报告仅来源于医院被动报告，百日咳发病率的真实水平有待进一步明确。研究地区在 百日咳诊断标准(WS2742007)基础上制定了辖区内百日咳监测方案，不断提高医务人员百日咳病原学和血清学诊断能力、完善百日咳监测病例定义并开展主动监测，百日咳诊断能力和监测敏感性的提升是监测地区百日咳发病率上升的重要原因22-25。WHO 于 2020 年 3 月 11 日宣布新型冠状病毒感染大流行，关闭学校和公共场所、严格限制或控制人员流动、加强个人防护、环境消毒等非药物干预措施也有利于阻断百日咳等其他呼吸道传染病的传播26，27。因此，本研究中 10 个地区在第 2 个转折点至 2021 年百日咳 ASI 均呈现下降趋势，APC 在28.77%至80.70%之间。此外，在新型冠状病毒感染疫情流行期间，由于医院就诊量下降，百日咳发病水平也可能被低估27。本研究的局限性在于只分析了全人群百日咳发病趋势，未对不同年龄组百日咳发病趋势进行亚组分析。另外，本研究的百日咳加强监测信息来源于各地区疾病预防控制中心等发布的相关方案，部分医疗机构可能逐步开展了单份血清 PT-IgG 抗体检测或专项研究等，但本研究未获得更新的百日咳监测信息。综上所述，10 个研究地区 20042021 年百日咳发病率均呈先上升后下降的趋势，发病率上升可能与 DTaP 保护持久性随时间推移而衰减、开展百日咳加强监测或专项研究等有关。建议优化儿童百日咳疫苗免疫策略，加强百日咳监测，进一步探索百日咳发病率上升和地区差异的具体原因。参考文献:1中华预防医学会，中华预防医学会疫苗与免疫分会 中国百92中国疫苗和免疫 2023 年 2 月第 29 卷第 1 期日咳行动计划专家共识J 中华流行病学杂志，2021，42(6):955-9652WorldHealthOrganizationPertussisreportedcasesandincidenceEB/OL (20220715)20220906 https:/immunizationdata who 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