2013至2021年我国人布鲁氏菌病发病重心轨迹特征分析.pdf

680布鲁氏菌病（简称布病）是由革兰氏阴性布鲁杆菌引起一种人兽共患疾病。人类及动物普遍易感，全世界每年布病发病约50万例 1。布病的临床表现主要包括长期发热、关节肿痛、肝脾肿大等 2-3，我国布病报告主要集中在38月 4。地理信息系统（geographicalinformationsystem，GIS）是以地理空间数据库为基础，对空间相关数据进行采集、整理、操作、分析、模拟和描述，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态信息 5。近年来，GIS已成功应用于急性及慢性疾病防控领 论著 2013至2021年我国人布鲁氏菌病发病重心轨迹特征分析郭珂宇1，关鹏2，3，单连峰4，沈鹏3，井丽3，陈晓霞3，黄德生3，4（中国医科大学1.临床二系；2.环境应激与慢病防控教育部重点实验室；3.公共卫生学院流行病学教研室；4.智能医学学院智能计算教研室，沈阳110122）摘要 目的 探讨2013年至2021年我国人布鲁氏菌病（简称布病）发病重心轨迹特征。方法 收集整理2013年至2021年我国31个省、自治区和直辖市人口信息、布病疫情监测数据，计算发病重心并绘制气泡图，探索重心轨迹变化规律。结果 布病发病重心位于人口重心北部，向西南方向移动，方向角为203.35。与2013年相比，2021年发病重心迁移了291.17km。在经线上向西移动267.31km，在纬线上向南移动115.42km，经线上移动的距离为纬线的2.32倍。2013年至2021年，发病率呈现先增长后降低再增长的趋势。2021年发病69771例，发病率为4.94/10万；2021年发病率是2013年的1.55倍。结论 布病在由牧区向半牧区和农区移动的同时，发病重心向西南迁移，疫情防控形势依然严峻，应加强对西部、南部地区的防控。关键词 人布鲁氏菌病；发病重心；气泡图中图分类号 R183.7 文献标志码 A 文章编号 0258-4646（2023）08-0680-04网络出版地址 https:/ 4646.2023.08.002Gravity center shifts in human brucellosis incidence across China：a 2013-2021 analysisGUOKeyu1，GUANPeng2，3，SHANLianfeng4，SHENPeng3，JINGLi3，CHENXiaoxia3，HUANGDesheng3，4（1.TheSecondClinicalDepartment，ChinaMedicalUniversity，Shenyang110122，China；2.KeyLaboratoryofEnvironmentalStressandChronicDiseaseControl&Prevention，MinistryofEducation，ChinaMedicalUniversity，Shenyang110122，China；3.DepartmentofEpidemiology，SchoolofPub-licHealth，ChinaMedicalUniversity，Shenyang110122，China；4.DepartmentofIntelligentComputating，SchoolofIntelligentMedicine，ChinaMedicalUniversity，Shenyang110122，China）Abstract Objective ToexplorethecharacteristicsofgravitycentersinhumanbrucellosisincidenceacrossChinafrom2013to2021.Methods DemographicinformationandthenumberofincidentcasesofhumanbrucellosisinChinabetween2013and2021werecol-lected.Gravitycentersofhumanbrucellosisincidencewerecalculatedanddepictedwithbubblecharts.Results Thegravitycenterofhumanbrucellosisincidencewaslocatedinthenorthofthepopulationgravitycenter，shiftingtowardsthesouthwest.Thedirectionangleassociatedwiththisshiftwas203.35degrees.Comparedwith2013，thegravitycenterhadshiftedby291.17kmin2021.Thedistanceofthewestwardshiftwas267.31kminlongitudeand115.42kmsouthinlatitude，andthelongitudinalshiftdistancewas2.32timesthelati-tude.From2013to2021，theincidenceofhumanbrucellosisexhibitedafluctuatingpatterncharacterizedbyaninitialincrease，followedbyasubsequentdecrease，andthenanotherincrease.In2021，therewere69771cases，withanincidencerateof4.94per100000.Theincidencein2021was1.55timeshigherthanthatin2013.Conclusion Humanbrucellosisismovingfrompastoralareastosemi-pas-toralandagriculturalareas，andthegravitycenterismovingtothesouthwest.Preventionandcontrolofhumanbrucellosisisstillchal-lenging，andspecialattentionshouldbepaidtothesehighincidenceareas.Keywords humanbrucellosis；gravitycenter；bubblechart基金项目：国家自然科学基金（71974199）；辽宁省自然科学基金（2020-MS-159）作者简介：郭珂宇（2003-），女，本科在读.通信作者：关鹏，E-mail：收稿日期：2023-03-28网络出版时间：2023-07-2816:48:58中国医科大学学报 第52卷 第8期 2023年8月JournalofChinaMedicalUniversity Vol.52 No.8 Aug.2023681域。在GIS中，重心反映了物体平均分布，从重心的变化可动态地掌握分布变化的轨迹，做到全局掌握 6。以往的发病重心是利用横纵坐标通过散点图表示，无法直观展示发病率的连续变化。气泡图根据3个变量绘制而成，除了横纵坐标外，还利用气泡的大小表示第3个指标的高低。本研究对2013年至2021年我国人布病发病情况进行分析，结合发病重心与发病率，通过气泡图探讨布病发病时空分布特征及变化规律，旨在为疫情防控提供参考依据。1 材料与方法1.1 资料来源收集2013年至2021年我国31个省、自治区和直辖市乙类法定报告传染病人布病的发病数及人口数。布病资料来源于公共卫生科学数据中心（https：/ 中国卫生健康统计年鉴 7，人口资料来源于国家统计局（https：/），地理信息来源于国家基础地理信息中心（http：/ 方法利用ArcGIS10.2在电子地图上将地理属性数据整合传染病属性数据，形成空间与属性一体化的空间数据库。1.2.1 重心计算：通过空间统计工具“MeanCenter”计算发病重心，所用公式为：，；，其中w为年发病例数。1.2.2 空间移动方向确定：方向角（i-j）计算公式，实际计算中，i=2013，j=2021。结果部分为根据省会/首府地理坐标计算的方向角。1.2.3空间两点间距离的计算：假设地球是球体，设地球上某点的经度为A，纬度为B，则该点的空间坐标是x=cos（B/180）cos（A/180），y=cos（B/180）sin（A/180），z=sin（B/180）；设地球上两点的空间坐标分别为P1（x1，y1，z1）和P2（x2，y2，z2），则它们的夹角为C=arccos（x1x2+y1y2+z1z2），C为弧度，则两地距离为|P1P2|=CR，其中R为地球平均半径（6371km），误差不超过1%。1.2.4 经线与纬线上移动的距离：经线上移动的距离=111.11（xi-xj），纬线上移动的距离=111.11（yi-yj）6。2 结果2.1 布病月发病人数的变化趋势结果显示，2013年至2021年布病发病呈先增长后降低再增长的趋势。2013年布病发病43486例，发病率为3.18/10万；2021年布病发病69771例，发病率为4.94/10万。2021年发病人数是2013年的1.69倍，发病率是2013年的1.55倍。发病时间主要集中在38月，见图1。2.2 布病发病重心迁移轨迹2013年我国人口重心地处东经113.383，北纬32.605；2021年人口重心地处东经113.383，北纬32.610。与2013年相比，2021年人口重心迁移1km。可见，2013年至2021年间我国人口重心基本不变，重心位于河南省南部。与2013年相比，2021年布病的发病重心向西南移动291.17km。经线上向西移动267.31km，纬线上向南移动115.42km，经线上移动的距离为纬线的2.32倍，提示布病发病重心在由牧区向农区及半牧区移动的同时，向西南方向移动。见图2。2.3 各地区布病发病情况比较参考传统地理分区方式，分别统计东北、华北、华东、西北、华南和中南6个地区布病发病情况 8。结果显示，2013年至2021年，华东、西北、西南、中南地区布病发病率呈上升趋势而东北、华北地区呈一定下降趋势，见表1。3 讨论以往研究 6 发现，2004年至2013年10年间我国布病发病重心向南向西分别移动160、170km，存在由牧区向半牧区、农区移动的趋势。本研究基于重心轨迹探讨了我国2013年至2021年布病时空发病规律，结果显示，布病发病重心在由牧区向农区及半牧区移动的同时，向西南方向移动。本研究结果第8期 郭珂宇等.2013至2021年我国人布鲁氏菌病发病重心轨迹特征分析682图1 2013年1月至2021年12月我国人布病发病变化趋势Fig.1 TrendofhumanbrucellosisincidenceinChinafromJanuary2013toDecember2021图2 2013年至2021年人布病重心轨迹变化的气泡图Fig.2 Bubblechartdepictingthechangesinthegravitycenterofhumanbrucellosisfrom2013to2021表12013年至2021年各地区人布病发病情况比较 n（%）Tab.1Comparisonofhumanbrucellosisincidenceindifferentregionsfrom2013to2021 n（%）TimeNortheastChinaNorthernChinaEasternChinaNorthwesternChina SouthwesternChinaCentralsouthChinaTotal201311133（25.6）21160（48.7）1482（3.4）6175（14.2）84（0.2）3452（7.9）43486（100.0）201410231（17.9）25519（44.6）3157（5.5）12453（21.8）222（0.4）5640（9.9）57222（100.0）201510507（18.4）20307（35.6）4096（7.2）15248（26.8）380（0.7）6451（11.3）56989（100.0）20169160（19.4）14705（31.2）4352（9.2）13270（28.2）561（1.2）5091（10.8）47139（100.0）20177305（18.9）13414（34.8）3740（9.7）10166（26.4）459（1.2）3470（9.0）38554（100.0）20187555（19.9）15710（41.4）3400（9.0）8036（21.2）389（1.0）2857（7.5）37947（100.0）20197586（17.2）20570（46.6）3085（7.0）9291（21.0）551（1.2）3102（7.0）44185（100.0）20206365（13.9）21338（46.7）3101（6.8）10283（22.5）650（1.4）3955（8.7）45692（100.0）202110759（15.4）31114（44.6）4423（6.3）16440（23.6）1103（1.6）5932（8.5）69771（100.0）Total139289（20.3）345575（50.5）33416（4.9）115223（16.8）4776（0.7）46349（6.8）684628（100.0）0.80.70.60.50.40.30.20.10Incidence（1/100000）120001000080006000400020000NumberofcasesIncidenceNumberofcases2013-012014-012015-012016-012017-012018-012019-012020-012021-012013-032014-032015-032016-032017-032018-032019-032020-032021-032013-042014-042015-042016-042017-042018-042019-042020-042021-042013-052014-052015-052016-052017-052018-052019-052020-052021-052013-092014-092015-092016-092017-092018-092019-092020-092021-092013-112014-112015-112016-112017-112018-112019-112020-112021-11Time/month42414039Latitude/North110111112113114Longitude/East201620172015202020192018202120142013中国医科大学学报 第52卷Distance（d）=291.17kmDirectionagngle（）=203.35683显示，与2004年至2013年统计结果比较，2013至2021年间布病发病人数增长速度下降，重心向南迁移115.42km，向西迁移较大，达267.31km。其中，2016年布病重心位置更加偏西，说明布病发病已呈由东向西蔓延发展的态势。为应对新的变化形势，管理部门除加强南方半牧区、农区防控外，还应该加强对西部地区的防控，防止布病向西部蔓延。布病出现向西部偏移的原因可能一方面由于东北地区发病人数减少，在全国占比下降；另一方面可能由于西部畜牧业的发展，使得相关从业者与染疫动物接触的机会增加。本研究中，西北地区的布病全国占比由2013年的14.2%增加至2021年的23.6%。西南地区布病全国占比由2013年的0.2%增加至2021年的1.6%，与以往研究 9-11 结果一致。本研究结果显示，2015年至2017年布病发病出现小幅下降，2020年春季出现显著降低，但2017年到2021年布病发病人数却呈现增长态势，说明布病防控的总体形势依然严峻。因此，应加强对于动物布病疫情的控制，进而达到人布病防控的目标。综上所述，2013年至2021年间我国布病发病重心在由牧区向半牧区和农区移动的同时，发病重心向西南迁移，疫情防控形势依然严峻，应加强对西部、南部地区的防控。本研究利用31个省、自治区、直辖市的数据，未能获得地市县级等更精细空间尺度的发病数据；已有研究 12-13 表明数据的精细程度对于重心的影响非常有限，因此结论具有一定的稳定性。实际计算过程中，在经度上计算距离公式会存在结果偏大的问题，本研究采用映射到同一纬度后利用空间两点间距离校正计算，因此结论可靠。本研究人口基数较大，所以仅使用粗率，未使用标化率，结果可能会有一定影响。今后将进一步结合全国羊肉产量、羊出栏量、肉羊单产等布病相关影响因素的重心演变路径、偏移轨迹及移动距离的变化趋势进行人布病重心迁移的影响因素分析。参考文献：1 PAPPASG，PAPADIMITRIOUP，AKRITIDISN，etal.Thenewglobalmapofhumanbrucellosis J .LancetInfectDis，2006，6（2）：91-99.DOI：10.1016/S1473-3099（06）70382-6.2 FRANCOMP，MULDERM，GILMANRH，etal.HumanbrucellosisJ.LancetInfectDis，2007，7（12）：775-786.DOI：10.1016/S1473-3099（07）70286-4.3 DEANAS，CRUMPL，GRETERH，etal.Clinicalmanifestationsofhumanbrucellosis：asystematicreviewandmeta-analysis J.PLoSNeglTropDis，2012，6（12）：e1929.DOI：10.1371/journal.pntd.0001929.4 GUANP，WUW，HUANGDS.TrendsofreportedhumanbrucellosiscasesinmainlandChinafrom2007to2017：anexponentialsmoo-thingtimeseriesanalysis J .EnvironHealthPrevMed，2018，23（1）：23.DOI：10.1186/s12199-018-0712-5.5 周晓农.空间流行病学 M .北京：科学出版社，2009：248-250.6 李德强，李明月，刘静，等.2004-2013年全国布鲁氏菌病发病重心迁移轨迹研究 J .中国卫生统计，2016，33（6）：967-968.DOI：10.3969/j.issn.1006-3110.2012.05.011.7 国家卫生健康委员会.中国卫生健康统计年鉴-2022 M .北京：中国协和医科大学出版社，2022.8 王开泳，陈田，刘毅.“行政区划本身也是一种重要资源”的理论创新与应用 J .地理研究，2019，38（2）：195-206.DOI：10.11821/dlyj020181380.9 王莹，郭伟泉，向媛媛，等.西北地区人间布鲁氏菌病发病率与自然和社会因素相关性 J .中华疾病控制杂志，2022，26（11）：1360-1364.DOI：10.16462/ki.zhjbkz.2022.11.021.10 罗飞，黄文利，周爽.2011-2020年重庆市人间布鲁菌病流行特征分析 J .中国地方病防治，2022，37（6）：470-471.11 王太武，饶继先，孙昕，等.基于时序数据特征的全国布鲁氏菌病发病模式聚类研究 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