基于地理信息系统的我国艾滋病聚集性流行的空间分析

中国疾病预防控制中心性病艾滋病预防控制中心(102206)钱莎莎 郭 巍 王丽艳 秦倩倩 丁正伟 邢健男 王 璐

自我国1985年报告首例艾滋病(acquired immune deficiency syndrome，AIDS)病例以来，截至2011年底，估计我国存活艾滋病病毒感染者和艾滋病病人(PLHIV)78万人，全人群感染率为0.058%[1]。长期以来我国艾滋病的流行被粗略地划分为散发期(1985-1988年)、局部流行期(1989-1994年)和快速增长与广泛流行期(1995年之后)[2]。散发期只在沿海地区发现少数因使用含人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus，HIV)的进口血制品引起的病例[3]。1989年，在云南省德宏州瑞丽市静脉吸毒人群中发现146例HIV感染者[4]，标志着艾滋病疫情进入局部聚集性流行期。1995年之后，全国绝大多数省份均已发现了艾滋病疫情，且传播途径多样化，进入快速增长期。值得注意的是，1995年以来我国艾滋病疫情发生了较大的变化，特别是2000年之后，随着男男性行为人群艾滋病的流行，原有的流行期划分更显粗放。显然，艾滋病的流行特点决定了各地区间疫情分布的不平衡，有必要详细分析艾滋病的地理分布状态；此外，随着艾滋病的扩散，我国不同地区艾滋病的流行程度也需要更加科学的划分标准，这就要求能够把握各省份艾滋病流行的自身特点和实际情况。本研究拟通过基于地理信息系统的空间分析方法描述和分析1995年之后我国艾滋病空间聚集性流行的特点及其变化趋势，为进一步开展艾滋病流行区域划分提供线索。

资料与方法

1.资料来源：截至2011年底HIV/AIDS病例报告及其自报告以来可查的历年现住址资料，均来自我国《艾滋病综合防治信息系统》；全国各省1995-2011年人口数据来自国家统计局《中国统计年鉴》；全国各省及其县区地图文件由中国疾病预防控制中心提供。

2.分析方法

(1)省水平空间聚集性分析

本研究在SaTScan9.1.1.0软件中[5]，采用空间扫描统计量法[6]在省水平进行HIV/AIDS病例聚集性分布的空间分析。利用截至2011年底病例报告数据，按照病例“录入日期”截取截至每年年底的病例报告数，并匹配病例当年的现住址。以省份为基本分析单位，以各省当年的人口数据为基础，采用Poisson模型对截至每年的病例报告进行空间聚集性分析(即热点探测)，并对各个潜在聚集区的似然比对数(log likelihood ratio，LLR)进行假设检验。当P<0.05时，可认为聚集区域内外相对危险度差异有统计学意义。LLR值最大的聚集单元定义为一类聚集区，其余具有统计学意义的聚集单元均定义为二类聚集区。LLR值的大小反映了聚集性的强度，LLR值越大，表明聚集单元内病例聚集的可能性越大；反之，LLR值越小，病例聚集的可能性也越小。

(2)县区水平空间聚集性分析

在ArcGIS10.1软件中，分别利用全局和局部空间自相关分析方法进一步研究HIV/AIDS病例在县区水平的空间聚集性及其变化趋势。

①全局空间自相关分析[7]：分析全国HIV/AIDS病例的分布在县区水平整体上是否存在聚集性及其程度，探索空间分布的模式(聚集、离散或随机)。其结果通过全局Moran′sI系数体现，取值在-1至+1之间，对该系数进行假设检验得到Z值。当Moran′sI>0且Z>1.96时，表示病例呈聚集性分布(高值聚集或低值聚集)；当Moran′sI<0且Z<-1.96时，表示病例呈离散性分布(高值与低值交叉分布)；若Moran′sI趋近于0且Z的取值在-1.96和+1.96之间，表示病例呈随机性分布，不存在相关。全局Moran’sI系数反映研究区域内整体的空间聚集性，但不能获得更具体的不同地区间聚集性的差异。

②局部空间自相关分析[8]：能够得到HIV/AIDS病例在县区水平上存在聚集性的具体地区及其聚集类型，统计量为Local Moran′sI系数，对其进行假设检验得到Z值。当Local Moran′sI>0且Z>1.96时表示该县区与其周围县区病例分布情况相似，为高值聚集地区(HH)或低值聚集地区(LL)；当Local Moran′sI<0且Z<-1.96时表示该县区与其周围县区病例分布情况相反，为高值低值相邻地区(HL)或低值高值相邻地区(LH)。

结 果

1.我国HIV/AIDS病例报告概况

自1985年浙江省首次报告4例因使用进口血制品而感染的国内HIV/AIDS病例后，陆续在少数省份发现散在病例，传播途径不尽相同。1989年以云南省注射吸毒人群中疫情暴发为标志进入局部聚集性流行期后，在更多省份先后发现疫情，尤其至1995年，在我国中部地区数省发现经非法不安全采供血途径感染病例，艾滋病疫情迅速蔓延至全国，进入广泛流行期。1995年以来，我国HIV/AIDS病例报告数迅速上升，发现病例的地区也在不断增加。发现疫情的县区在1995年至2005年扩散最快，由6.3%增加到68.3%，截至2011年底已有93.9%的县区有疫情报告(如图1浅色区域所示)；发现疫情的市在1995年至2002年扩散最快，由31.8%增加到86.7%，截至2011年底已在全国近99.4%的市均有疫情报告。

*：局部Moran′s I是在县区水平进行的局部空间自相关分析，图中为奇数年结果展示。

受艾滋病流行以及检测工作力度的影响，我国不同省份疫情报告情况差异较大。总体来看，截至2011年底累计 HIV/AIDS病例报告数排在前6位的省份依次为云南、广西、河南、四川、新疆和广东，但这些省份病例报告的进展情况也有差别，进行流行分区时应充分考虑其流行特征。就发现疫情的县区数目及变化而言，截至2002年，以上各省除四川外在全省各市均已发现疫情；截至2005年，以上各省除四川外均在全省至少85%以上的县区发现疫情，四川存在疫情报告的县区数还在进一步增加。2004年之后，云南、新疆和广东病例数上升较为平缓，广西和四川上升速度稍快，而河南却呈现大幅度下降，提示各省份疫情的特点差异。另外，艾滋病流行早期，云南、广西、四川、新疆以注射吸毒途径病例为主，广东以异性途径病例为主，而河南多是采供血途径病例，但近年来，以上各省性传播途径病例所占比例均呈现上升趋势，但其程度各异。

2.1995-2011年HIV/AIDS病例报告的空间分布

(1)省水平空间聚集性

利用空间扫描统计量法分别对1995-2011年每年的HIV/AIDS病例在省水平进行空间聚集性分析，地址选用当年病例实际的居住地址(现住址)，并结合各省当年的人口数据，分析后得到每年病例分布的一类和二类聚集区。每年病例分布聚集单元的个数先增加后减少，其中2003年最多(图2)。逐年聚集区的变化情况，能一定程度上反映我国艾滋病疫情的地理分布。云南一直属于一类聚集区，说明报告疫情较为严重，截至2010年和2011年，广西、贵州、四川三省和云南共同构成一类聚集区，提示西南地区整体报告疫情的变化。1996年开始新疆作为二类聚集区之首，2004年之后被河南取代。北京和上海作为直辖市，因其地理范围较小且病例报告数相对其人口比例较高，先后成为二类聚集单元。

*：全局Moran′s I是在县区水平进行的空间分析，空间扫描是在省水平进行的分析。

(2)县区水平空间聚集性

①全局空间自相关分析

对我国1995-2011年每年的HIV/AIDS病例在县区水平计算全局Moran′sI系数(图2)，所得全局Moran′sI指数均具统计学意义(P<0.05)，表示我国1995-2011年每年HIV/AIDS病例报告在县区水平均呈聚集性分布。如图2，聚集性先减弱再增强，其中截至1995年全国县区水平全局Moran′sI指数为0.2262(Z=26.4935，P<0.001)，至2003年该指数降至最低值0.1596(Z=15.9926，P<0.001)，截至2011年又上升至0.3778(Z=35.1845，P<0.001)。2003年全局Moran′sI指数最低，同年，省水平空间扫描聚集单元个数却最多，提示2003年全国范围内病例分布情况相对分散，在全国多方位多地区如西南、西北和中部地区均存在聚集性疫情分布。

②局部空间自相关分析

对我国1995-2011年每年的HIV/AIDS病例以县区为单位分别计算局部Moran′sI系数，根据其值大小提取具有统计学意义的系数所在的县区，其病例分布情况分为高值聚集(HH)、高值低值相邻(HL)和低值高值相邻(LH)三种，见图1中三种深色区域，绝大多数为HH县区。1995年HH县区主要集中于云南，随后几年新疆、广西和广东陆续出现HH县区，且整体呈逐年增加趋势；1995年之后，陆续在中部地区(河北、安徽、河南、山西和湖北等地)发现HL县区，提示中部地区疫情聚集区的逐步发现，到2003年也出现HH县区，提示中部地区疫情的进一步聚集分布，且于2004年达到顶峰，随后开始呈下降趋势；而与之对应，从2005年开始，西南地区的HH县区数增长迅速，并扩展到四川、贵州和重庆等多个地区，提示在中部地区一过性疫情报告后西南地区报告疫情的又一次聚集性分布。

讨 论

本研究利用地理信息系统空间分析技术强大的空间数据处理能力，从时空的角度分析我国历年艾滋病疫情的发生和聚集情况，客观地呈现了1995年以来我国艾滋病流行的快速增长与广泛流行特征，据其聚集性分布特点可进一步探索诱因或影响因素，对艾滋病的预防控制有重要意义，并能为艾滋病流行区的划分提供线索。我国艾滋病疫情分布很不平衡，部分地区疫情较为严重，本研究中无论是省水平，还是县区水平空间聚集性分析的结果均显示我国艾滋病病例报告在空间上确实存在聚集性分布，并且在不同时期艾滋病聚集的地区也在发生变化，新的疫情聚集区及其聚集格局不断出现。总体来看，云南、广西、河南、四川、新疆和广东六省是我国报告艾滋病疫情较重的省份，各省份艾滋病流行特点也各不相同。

1995年之前，云南是我国主要的疫情报告省份，1995年之后，随着艾滋病疫情在全国范围内的扩散，疫情聚集性发生着明显的变化。新疆自1996年在吸毒人群[9]中报告数例HIV感染者后，疫情呈上升趋势，开始成为疫情聚集区，虽然新疆总体疫情仍呈平缓上升趋势，尤其2004年开始异性传播途径病例报告增加迅速，但空间扫描统计量法权衡考虑地理范围大小和病例报告数占总人口比例大小两方面因素，2004年之后，新疆的疫情聚集性被中原地区大量报告的艾滋病病例所掩盖。2004年中原地区疫情的集中报告，主要是因为发现和报告了众多经采血途径感染的艾滋病病例，尤其是开展大范围的HIV普查工作之后[10]。这些病例的实际发生时间可能是在1994-1996年间，因不规范和非法采供血浆行为而造成有偿献血员中艾滋病疫情的流行[11]。局部空间自相关分析也发现1995年之后中部地区陆续出现HIV/AIDS病例分布呈高值低值相邻(HL)县区，并于2004年以河南为主的中部地区病例报告达到聚集性分布的高峰。虽然2004年之后，河南每年报告的病例数逐渐减少[12]，经采血途径感染的疫情也早已得到了根本控制[13]，但因累计病例数较高仍一直被认为疫情严重地区和病例聚集性分布地区。2008年，西南数省(以云南、广西、贵州和四川为主)再次成为一类聚集区，提示在中部地区一过性高疫情报告后，西南地区报告疫情快速增加。云南一直被视为疫情聚集区，一方面是由于其疫情发展较快，艾滋病已经从注射吸毒人群向一般人群扩散[14]，另一方面也有当地疫情监测和检测力度不断加强的原因，特别是2004年至2005年云南对省内重点地区及重点人群进行了大规模的HIV筛查工作[15]，在昆明、红河州和德宏州发现并报告大量HIV/AIDS病例。同时，随着云南周边省份HIV/AIDS病例报告数量的明显上升，部分省份乃至全国每年新报告的病例中经性传播途径感染的HIV/AIDS病例已经超过了经注射吸毒途径感染的病例[16-18]，以广西、云南、新疆和四川等地区表现最为明显。

综上所述，我国艾滋病疫情不同流行时期具有不同的空间地理分布特征，各个地区艾滋病的流行模式也不尽相同，尤其近年来，我国艾滋病疫情还呈现受累人群增多，流行模式多样化的特点[19]。本研究利用HIV/AIDS病例报告来分析我国艾滋病聚集性流行的情况存在一定局限性。由于艾滋病潜伏期较长，而大部分病例并未被发现，报告和检测等工作力度的强度在一定程度上影响了病例发现的数目，某地区因较强的工作力度而发现更多的病例，并不能确切反映该地区疫情的严重程度，所以本研究局限于艾滋病报告疫情的分析。不过，本研究结果仍具有一定价值，能较好地反映我国艾滋病报告疫情聚集性分布的特点，显示不同地区差异，提示可进一步结合与疾病相关的社会经济等宏观因素探究原因；另外，在探讨艾滋病聚集性流行特点和划分艾滋病流行区域时，还需要结合各个地区艾滋病防制工作的实际情况以及防制工作力度进行具体分析。

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