手足口病（hand，foot and mouse disease，HFMD）是由多种肠道病毒感染引起的儿童常见传染病，近年来在全世界范围内流行，造成严重的社会和经济负担^［1-5］。我国自2008年将手足口病纳入法定丙类传染病管理以来，发病率逐年增高，成为我国主要公共卫生问题之一。以往湖北省多采用描述性方法研究手足口病的流行特点^［6-7］，对手足口病空间模式的研究较少。为此本研究分析湖北省手足口病空间聚集性，聚集趋势及聚集区域，以识别湖北省手足口病流行的高风险区域，为手足口病的精准防控提供依据。

1.   资料与方法

1.1   资料来源

湖北省2016年手足口病病例信息来源于《中国疾病监测信息报告管理系统》（网络直报系统），剔除地址不详、未经临床或实验室确诊的病例。人口资料来源于网络直报系统子系统《基本信息系统》，以发病日期为标准日期，分别计算各地市（州）及县（市、区）发病数和发病率。湖北省1∶36万矢量化市界、县界地图由湖北省疾病预防控制中心（CDC）提供。

1.2   方法

运用ArcGIS 10.0软件绘制空间分布地图，进行趋势面分析、全局空间自相关分析、局部空间自相关分析。运用SaTScan 9.4.2软件进行时空扫描分析。采用Excel 2007软件整理资料并进行统计分析，P＜0.05为差异有统计学意义。

1.2.1   趋势面分析^［8］

是将采样点Z作为散点图投影到XZ和YZ平面上，再根据投影平面上的散点图，通过多项式拟合做出拟合线，以模拟Z的空间趋势。其中X、Y、Z分别表示经度、维度和手足口病发病率，本研究选择二次多项式进行拟合。

1.2.2   全局空间自相关分析^［8-10］

全局空间自相关分析采用单一值来反映属性变量的空间聚集程度，全局Moran′s I系数为常用指标。Moran′s I系数取值为–1 ~ 1，取值越接近1，说明空间自相关性为正，且自相关性越强；取值越接近–1，说明空间自相关性为负，且病例越分散；取值为0，说明病例在空间上随机分散。空间自相关分析本研究运用反距离法定义空间关系的概念化，运用欧氏距离法测量距离。

1.2.3   局部空间自相关分析

全局空间自相关分析是从整体上反映研究目标的空间聚集性，并不能反映局部空间单元的聚集特征。为了识别具体区域的聚集性，本研究采用局部Moran′s I和Getis-Ord Gi两种方法进行分析。局部Moran′s I分析通过局部Moran′s I值、Z值、P值可将局部空间关联模式划分为4种类型（P＜0.05）：高值聚类（H-H）、低值聚类（L-L）、高值由低值围绕的异常值（H-L）、低值由高值围绕的异常值（L-H），其中H-H、H-L、L-H提示有手足口病高发区。Getis-Ord Gi分析即热点分析，通过Gi统计量、Z值来判断聚集关系。其中Z＞1.96，提示为高值聚集区，记为热点；Z＜–1.96，即为低值聚集区，即为冷点。

1.2.4   时空扫描分析^［9-11］

本研究采用Poisson分布模型构建扫描统计量，其基本思想是通过设定两个维度分别为空间和时间的动态变化的圆柱形窗口进行遍历扫描，对于每一个扫描窗口，根据Poisson分布模型特点和人口数计算出理论发病数，然后利用扫描窗口内和扫描窗口外的实际发病数和理论发病数构造检验统计量对数似然比（log likelihood ratio，LLR），用LLR来评价扫描窗口内发病数的异常程度。选取LLR值较大的窗口为可能高发病聚集窗口，并计算该窗口的相对危险度（relative risk，RR）及检验有无统计学意义。LLR的概率值通过蒙特卡罗随机化法得到。最终选取LLR值最大且有统计学意义的窗口为Ⅰ类聚集区，其他LLR值较小且有统计学意义的窗口均为Ⅱ类聚集区。本研究以天为时间单位，以25%风险人口数为最大空间尺度，并以60 d为最大时间尺度。

2.   结果

2.1   描述性分析

2016年湖北累计报告手足口病120 337例，发病率为205.65/10万。其中在地、市（州）中，鄂州市发病率最高为487.21/10万，天门市发病率最低为49.78/10万；在县（市、区）中，黄石市下陆区发病率最高为898.69/10万，孝感市云梦县发病率最低为17.92/10万，见图1。

图  1  2016年湖北省手足口病发病率地区分布

Figure  1.  Area specific incidence of HFMD in Hubei, 2016

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2.2   趋势面分析

趋势面分析结果见图2。其中XZ平面上的曲线代表东西方向趋势，YZ平面上的曲线代表南北方向的趋势，可以看到湖北省手足口病东西、南北方向均呈中间低、两头高的特点，趋势线呈轻微“U”形。

图  2  2016年湖北省手足口病报告发病率趋势面分析

Figure  2.  Trend surface analysis on incidence of HFMD in Hubei, 2016

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2.3   全局自相关分析

2016年湖北省手足口病全局自相关Moran′s I系数为0.278，P＝0.000，手足口病发病存在一定的空间聚集性。

2.4   局部空间自相关分析

2.4.1   局部Moran′sI分析

见图3。红色区域为高值聚集区（H-H），共11个，包括大冶市、黄州区、铁山区、下陆区、黄石港区、西塞山区、茅箭区、张湾区、鄂城区、梁子湖区和华容区；深蓝色区域为低值聚集区（L-L），共3个，包括京山县、云梦县、应城市。

2.4.2   Getis-Ord Gi分析

见图3。Getis-Ord Gi分析结果，其中热点区域共16个，包括浠水县、蕲春县、阳新县、大冶市、黄州区、铁山区、下陆区、黄石港区、西塞山区、鄂城区、梁子湖区、华容区、江夏区、丹江口市、襄阳区和襄城区。冷点区域2个：应城市、京山县。

2.5   时空扫描分析

时空扫描发现2个时空聚集区。Ⅰ类聚集区聚集时间为5月9日至7月7日，聚集区域为保康市及其周边32个县（市、区），半径为152.85 km的区域，该聚集区内手足口病发病风险是其他区域的6.92倍；Ⅱ类聚集区聚集时间为4月18日至6月16日，聚集区域为江夏区及其周边21个县（市、区），半径为66.73 km的区域，该聚集区内手足口病发病风险是其他区域的7.20倍，见图4、表1。

图  3  2016年湖北省手足口病局部自相关分析情况

Figure  3.  Local spatial autocorrelation analysis on incidence of HFMD in Hubei, 2016

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图  4  2016年湖北省手足口病时空扫描分布情况

Figure  4.  Spatial-temporal scanning of HFMD clustering areas in Hubei, 2016

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表  1  2016年湖北省手足口病时空扫描结果

Table  1.  Spatial-temporal scanning of HFMD clustering areas in Hubei, 2016

聚集类型	中心地区 〔半径（km）〕	聚集时间	实际 病例数	预期 病例数	辖地区	LLR值	P值	RR值
Ⅰ类聚集区	保康县（152.85）	5月9日至 7月7日	14 999	2 424.77	郧县、张湾区、茅箭区、丹江口市、竹山县、老河口市、竹溪县、房县、谷城县、樊城区、襄阳区、襄城区、枣阳市、宜城市、南漳县、保康县、神农架林区、兴山县、远安县、东宝区、钟祥市、掇刀区、当阳市、夷陵区、秭归县、巴东县、西陵区、点军区、伍家岗区、猇亭区、枝江市、长阳土家族自治县	15 448.86	0.000	6.920
Ⅱ类聚集区	江夏区（66.73）	4月18日至 6月16日	13 705	2 108.88	东西湖区、武昌区、青山区、江汉区、硚口区、汉阳区、武昌区、洪山区、蔡甸区、汉南区、江夏区、华容区、黄州区、鄂城区、黄石港区、铁山区、下陆区、梁子湖区、大冶市、咸安区、嘉鱼县	14 638.73	0.000	7.200

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3.   讨论

2016年湖北省手足口病报告发病率较2015年上升22.42%，发病率居历史最高水平^［12］，因此有必要对湖北省手足口病高发地区进行分析，以识别该病重点防控区域。本研究采用空间流行病学方法探讨2016年湖北省手足口病的时空分布特点，趋势面分析结果表明，总体上，2016年湖北省手足口病发病在空间上呈中间低，两头高的“U”形；全局自相关分析显示，2016年湖北省手足口病在地理空间为非随机分布，存在地区聚集性，与趋势面分析结果一致；这与甘肃省2012年手足口病空间自相关分析结果一致^［13］。

进一步以局部Moran′s I分析、Getis-Ord Gi分析探讨手足口病空间聚集特点，两种方法均显示，大冶市、黄州区、铁山区、下陆区、黄石港区、鄂城区、梁子湖区、华容区等地为手足口病高发区，可能与这些地区人口密度和流动人口较多有关，这与王鲁茜等^［14］的研究结果类似，流动人口主要为外来务工人员，卫生条件较差，卫生防病知识缺乏。局部Moran′s I分析显示茅箭区、张湾区为手足口病高发区，而Getis-Ord Gi分析则显示丹江口市、襄阳区、襄城区为手足口病高发区，上述地区地理位置相连，提示十堰市茅箭区、张湾区，襄阳襄阳区、襄城区及其附近区域手足口病高发。手足口病低发聚集区为京山县、云梦县、应城市，具体原因有待进一步探究。

局部Moran′s I分析与Getis-Ord Gi分析研究结果皆提示湖北省手足口病的发病“热点”区域聚集在鄂西北、东南地区，发病“冷点”区域则聚集在鄂中部地区，两者研究结果基本吻合。但也存在一定的差异性。其原因可能是两种方法所基于的标准不同及所用的指标不同导致^［8］。一方面局部Moran′s I分析主要探讨空间属性值的聚类情况（如高值由高值围绕），常用来探讨空间异常值，但是并不能做出聚集程度强弱的判断；另一方面Getis-Ord Gi值的大小是由i元素相邻的元素决定的，而与i元素本身并无关系；因此Getis-Ord Gi值为热点或冷点的区域及其周边的各地域应该是我们更加关注的区域。本研究结果显示，两种方法探测湖北省手足口病空间聚集性效果较好，均可用于局部空间聚集性分析。

时空扫描结果显示，2个时空聚集区涵盖了局部空间自相关分析的高值聚集区（热点），提示湖北省手足口病在西北部及东南部分别以襄樊市保康县、武汉市江夏区为中心形成2个聚集区，为湖北省手足口病防控的重点区域。聚集时间为4－7月，与Wang等^［15］、Huang等^［16］的研究结果类似。这可能与气候因素有关，Chen等^［17］的研究表明，温度介于20 ~ 25 ℃时，手足口病感染风险最高。另外值得注意的是，时空扫描探测出的空间聚集区较局部Moran′s I分析、Getis-Ord Gi分析明显增多，原因在于时空扫描是基于不断变化的圆柱形窗口得出的聚集区，所探测出的聚集区可能比真实聚集区的范围大，易造成假阳性，导致生态学谬误。但是时空扫描统计量从时间、空间2个维度探讨手足口病聚集性，又明显优于局部Moran′s I分析、Getis-Ord Gi分析等空间一维聚集性探测。

综上所述，本研究运用空间流行病学方法探测湖北省手足口病聚集区域，取得了一定成果，为采取更加有效的防控措施提供了理论支持。分析方法中，趋势面分析、全局、局部空间自相关分析效果较好；而时空扫描分析存在一定生态学谬误。本研究仅对2016年湖北省手足口病的疫情资料予以分析，样本量较少，缺乏连续性分析。若以近几年湖北省手足口病资料进行分析，手足口病高发地区变化特点及趋势将更加清楚，同时弥补样本量不足的问题，这也是下一步研究工作的重点。

利益冲突　无