
探讨重庆主城区人呼吸道合胞病毒(HRSV)日发病例数与气象参数之间的关系。
本研究以2009年6月至2019年6月于重庆医科大学附属儿童医院呼吸中心因急性下呼吸道感染住院患儿为研究对象,共3 107例。采集患儿入院当天鼻咽抽吸物(NPA),检测HRSV及常见呼吸道病毒核酸;结合同期重庆主城区气象资料,对HRSV日发病例数及气象参数进行相关性和分布滞后非线性模型分析。
3 107例患儿的HRSV阳性率为34.53%(1 073例),年龄M(Q1,Q3)为6(3,13)月龄,男性占64.31%(690例)。HRSV日发病数与最低温度(r=-0.220,P<0.001)、最高温度(r=-0.221,P<0.001)、平均温度(r=-0.221,P<0.001)、降水量(r=-0.052,P<0.001)存在负相关,与日照时间(r=0.011,P<0.001)、平均相对湿度(r=0.095,P<0.001)存在正相关。与参考温度(20 ℃)相比,最低气温6~10 ℃在滞后4~8 d时对HRSV发病的RR值为1.11~1.14,最低温度5~19 ℃在滞后5 d和2~19 ℃在滞后10 d时RR值分别为1.02~1.14和1.00~1.03。累积滞后5、10、15和21 d时,与参考温度(20 ℃)相比,最低温度为10.4 ℃的RR值(95%CI)分别为1.93(1.08~3.46)、3.49(1.64~7.45)、5.00(2.01~12.46)和6.69(2.18~20.48);最低温度为22.1 ℃的RR值(95%CI)分别为0.87(0.77~0.98)、0.77(0.66~0.90)、0.74(0.62~0.89)和0.68(0.55~0.85)。在累积效应中,与参考温度(20 ℃)相比,在不同滞后天数下最低温度对男童和女童的最大RR值(95%CI)分别为7.24(1.84~28.51)和2.19(1.07~4.46),对<6月龄儿童和≥6月龄儿童的最大RR值(95%CI)分别为4.72(1.05~21.23)和11.98(1.70~84.35)。
在重庆主城区,儿童HRSV日发病例数与气候参数有相关性,其中最低温度对HRSV感染有滞后和累积效应,6~10 ℃在滞后4~8 d时对HRSV发病的影响较大,累积效应对男童及≥6月儿童HRSV发病影响更明显。
人呼吸道合胞病毒(human respiratory syncytial virus,HRSV)是引起5岁以下儿童急性下呼吸道感染住院的最常见病原体[1],与婴幼儿反复喘息和学龄期哮喘的发展有关[2]。全球5岁以下死亡儿童中约5.2%因感染HRSV死亡[3]。因此,监测和研究其流行规律具有重要意义。HRSV感染具有明显的季节性周期[4],具体原因尚不明确。近年来全球多地区对HRSV感染与气象参数的关系进行了研究,但结果不一,且缺少中国西部地区研究证据[5, 6, 7]。重庆位于中国西南部,地跨105°11′—110°12′E,28°10′—32°15′N,属亚热带季风性湿润气候,冬季温暖,春秋季持续时间短,夏季炎热且持续时间长[8]。本研究旨在运用回顾性分析的方法,了解重庆医科大学附属儿童医院呼吸中心住院患儿10年HRSV发病情况及与本地气象参数的相关性,为病毒潜在机制的研究提供新思路,为重庆地区儿童HRSV预防提供流行病学依据。
本研究以2009年6月至2019年6月于重庆医科大学附属儿童医院呼吸中心因急性下呼吸道感染住院患儿为研究对象。纳入标准:(1)年龄1个月~18岁;(2)居住地在重庆主城地区(包括渝中区、江北区、南岸区、九龙坡区、沙坪坝区、大渡口区、北碚区、渝北区、巴南区)。如果同一患儿两次入院时间间隔<2周,视为是在同一急性感染期间,仅纳入前者。本研究共收集12 917例患儿的鼻咽抽吸物((NPA),符合入组标准者共3 107例。本研究获得重庆医科大学附属儿童医院伦理委员会批准[批号:(2015)年伦审(研)第(77-1)号]及患儿监护人的知情同意。
本研究依托于国家科技重大专项,采集患儿入院当天NPA,使用试剂盒QIAamp MinElute Virus Spin Kit(Qiagen 试剂盒,货号:57704)进行核酸提取、试剂盒SuperScript™ Ⅲ First-Strand Synthesis System(Invitrogen 试剂盒,货号:18080051)进行逆转录。采用多重巢式PCR方法检测HRSV、流感病毒(IV)、副流感病毒(PIV)、偏肺病毒(HMPV)、冠状病毒(HCoV)、肠道病毒,实时荧光PCR方法检测博卡病毒(HBoV)和腺病毒(ADV),普通 PCR 方法检测人鼻病毒(HRV)[9]。根据PCR产物琼脂糖凝胶电泳结果和华大基因公司测序结果进行HRSV检测和亚型分型。
根据病例资料用epidata收集患儿临床资料,包括姓名、性别、年龄、住址、入院时间、主要症状、实验室检查、影像学检查、临床诊断、住院天数、预后等。
本研究主要收集重庆市沙坪坝气象观测点(106°28′E,29°35′N,+2591m)数据。气象资料由中国气象数据网(http://data.cma.cn/)提供,源自中国地面气候资料日值数据集,包括本地区同期每日最低温度(℃)、最高温度(℃)、平均温度(℃)、日照时间(h)、相对湿度(%)、降水量(mm)。其中,相对湿度指空气中的水汽接近饱和的程度。
采用SAS 9.4整理数据并进行统计学分析。调查对象年龄、重庆气象参数均不符合正态分布,采用M(Q1,Q3)描述。利用Spearman秩相关分析气象参数之间及与重庆主城区HRSV发病例数之间的相关性。采用分布滞后非线性模型(DLNM)探讨温度与重庆主城区儿童HRSV之间的非线性和滞后性关系,并估计不同温度的RR值。将儿童HRSV发病例数作为因变量,分布选择准泊松分布,建立温度的交叉基函数,校正日照时间、日平均相对湿度、日降水量、时间的长期趋势、季节趋势和星期几效应,拟合模型如下:;式中Yt为HRSV日发病数,α为截距,Tempt,l为日最低温度与滞后时间的交叉基,β为Tempt,l系数,NS为自然立方样条函数,ν为自由度,ds为日照时间,rh为日均相对湿度,rf为日降水量,time为时间变量,QTR为季节趋势,DOW为星期几效应。根据既往类似研究日最低温度参考温度为20 ℃[10],最长滞后时间为21 d。根据广义赤池信息量准则(Q-AIC),确定日照时间、日平均相对湿度和日降水量的自由度均为3,时间趋势变量每年的自由度为4。DLNM利用R 4.0.2中“dlnm”程序包(版本2.4.2)实现。双侧检验,检验水准α=0.05。
3 107例患儿中HRSV阳性占34.53%(1 073例),年龄为6(3,13)月龄,范围为1~137月龄,<6月龄占45.01%(483例);男性占64.31%(690例);HRSV-A占20.41%(634例),HRSV-B占13.74%(427例),HRSV-A、HRSV-B合并阳性占0.39%(12例)。
2009年6月至2019年6月,日最低温度为16.90(10.40,22.10)℃,日最高温度为23.20(15.20,30.30)℃,日平均温度为19.30(12.20,25.20)℃,日照时间为0.00(0.00,6.10)h,平均相对湿度为76.0%(67.0%,84.0%),降水量为0.00(0.00,1.90)mm,详见表1。HRSV日发病例数与最低温度(r=-0.220,P<0.001)、最高温度(r=-0.221,P<0.001)、平均温度(r=-0.221,P<0.001)、降水量(r=-0.052,P<0.001)呈负相关,与日照时间(r=0.011,P<0.001)、平均相对湿度(r=0.095,P<0.001)呈正相关。

2009年6月至2019年6月重庆主城区气象参数分布情况
2009年6月至2019年6月重庆主城区气象参数分布情况
| 参数 | 最小值 | P10 | P25 | P50 | P75 | P90 | 最大值 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 最低温度(℃) | 0.10 | 7.00 | 10.40 | 16.90 | 22.10 | 25.90 | 32.40 |
| 最高温度(℃) | 3.70 | 10.90 | 15.20 | 23.20 | 30.30 | 35.70 | 42.70 |
| 平均温度(℃) | 1.20 | 8.60 | 12.20 | 19.30 | 25.20 | 29.90 | 36.70 |
| 日照时间(h) | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 6.10 | 9.80 | 12.80 |
| 平均相对湿度(%) | 3.4 | 57.8 | 67.0 | 76.0 | 84.0 | 90.0 | 99.0 |
| 降水量(mm) | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 1.90 | 9.70 | 164.80 |
由图1A可知,最低温度与重庆主城区患儿HRSV发病数之间呈非线性关系。与参考温度(20 ℃)相比,最低温度6~10 ℃在滞后4~8 d时对HRSV发病的影响较大(RR值:1.11~1.14),见图1B。


相对于参考温度(20 ℃),日最低温度为5~19 ℃在滞后5 d时(RR值:1.02~1.14)、2~19 ℃在滞后10 d时(RR值:1.00~1.03)是HRSV的危险因素,滞后效应有统计学意义(图2A~E)。


注:HRSV为人呼吸道合胞病毒
相对于参考温度(20 ℃),日最低温度为7.0 ℃(P10)在滞后4~12 d时、10.4 ℃(P25)在滞后2~12 d时和16.9 ℃(P50)在滞后2~11 d时是HRSV的危险因素,滞后效应有统计学意义。其中7.0 ℃在滞后第6天时、10.4 ℃在滞后第5天时和16.9 ℃在滞后第4天时效应达到最大,RR值(95%CI)分别为1.14(1.03~1.26)、1.14(1.04~1.25)和1.06(1.02~1.09)。相对于参考温度(20 ℃),日最低温度为22.1 ℃(P75)在滞后2~10 d时和25.9 ℃(P90)在滞后3~7 d时是HRSV的保护因素,滞后效应有统计学意义。其中22.1 ℃在滞后第4天时和25.9 ℃在滞后第5天时效应最大,RR值(95%CI)分别为0.97(0.95~0.99)和0.93(0.87~0.98)(图2 F~J)。
累积滞后5、10、15和21 d时,与参考温度(20 ℃)相比,最低温度为10.4 ℃的RR值(95%CI)分别为1.93(1.08~3.46)、3.49(1.64~7.45)、5.00(2.01~12.46)和6.69(2.18~20.48);最低温度为22.1 ℃的RR值(95%CI)分别为0.87(0.77~0.98)、0.77(0.66~0.90)、0.74(0.62~0.89)和0.68(0.55~0.85)。
在累积效应中,性别分层结果显示,与参考温度(20 ℃)相比,在不同滞后天数下最低温度对男童和女童的最大RR值(95%CI)分别为7.24(1.84~28.51)和2.19(1.07~4.46),最低温度对男童HRSV发病数影响更明显。年龄分层结果显示,与参考温度(20 ℃)相比,在不同滞后天数下最低温度对<6月龄儿童和≥6月龄儿童的最大RR值(95%CI)分别为4.72(1.05~21.23)和11.98(1.70~84.35),最低温度对≥6月龄儿童HRSV发病例数影响更明显。与参考温度(20 ℃)相比,最低温度为16.9 ℃对HRSV发病例数存在即时效应,RR值(95%CI)为1.13(1.01~1.28)。详见表2。

2009年6月至2019年6月重庆主城区不同滞后天数下最低温度对儿童人呼吸道合胞病毒发病的累积效应(参考温度:20 ℃)
2009年6月至2019年6月重庆主城区不同滞后天数下最低温度对儿童人呼吸道合胞病毒发病的累积效应(参考温度:20 ℃)
| 最低温度(℃) | 0 d RR值(95%CI) | 0~5 d RR值(95%CI) | 0~10 d RR值(95%CI) | 0~15 d RR值(95%CI) | 0~21 d RR值(95%CI) |
|---|---|---|---|---|---|
7.0(P10) | 1.00(0.79,1.27) | 1.56(0.82,3.00) | 2.94(1.26,6.82)a | 4.44(1.60,12.3)a | 5.94(1.70,20.69)a |
10.4(P25) | 1.07(0.87,1.33) | 1.93(1.08,3.46)a | 3.49(1.64,7.45)a | 5.00(2.01,12.46)a | 6.69(2.18,20.48)a |
16.9(P50) | 1.04(0.96,1.13) | 1.37(1.10,1.69)a | 1.71(1.30,2.26)a | 1.92(1.38,2.68)a | 2.18(1.45,3.27)a |
22.1(P75) | 0.99(0.95,1.04) | 0.87(0.77,0.98)a | 0.77(0.66,0.90)a | 0.74(0.62,0.89)a | 0.68(0.55,0.85)a |
25.9(P90) | 1.01(0.87,1.18) | 0.76(0.51,1.14) | 0.58(0.36,0.94)a | 0.57(0.32,1.02) | 0.44(0.21,0.89)a |
| 男 | |||||
7.0(P10) | 0.95(0.71,1.27) | 1.68(0.76,3.71) | 4.09(1.45,11.51)a | 6.21(1.78,21.66)a | 6.73(1.46,31.06)a |
10.4(P25) | 1.00(0.77,1.30) | 1.97(0.96,4.01) | 4.71(1.86,11.92)a | 7.10(2.31,21.76)a | 7.24(1.84,28.51)a |
16.9(P50) | 1.01(0.92,1.11) | 1.35(1.03,1.75)a | 1.90(1.35,2.66)a | 2.23(1.48,3.35)a | 2.23(1.35,3.67)a |
22.1(P75) | 1.01(0.95,1.06) | 0.89(0.77,1.03) | 0.74(0.62,0.89)a | 0.68(0.55,0.85)a | 0.67(0.51,0.88)a |
25.9(P90) | 1.05(0.87,1.28) | 0.84(0.51,1.39) | 0.55(0.30,1.01) | 0.45(0.22,0.92)a | 0.41(0.17,0.99)a |
| 女 | |||||
7.0(P10) | 1.09(0.72,1.64) | 1.45(0.47,4.52) | 1.80(0.42,7.78) | 2.49(0.42,14.71) | 4.72(0.53,41.78) |
10.4(P25) | 1.20(0.83,1.73) | 2.00(0.72,5.55) | 2.35(0.63,8.73) | 2.85(0.58,14.05) | 6.08(0.86,43.01) |
16.9(P50) | 1.10(0.96,1.25) | 1.45(0.99,2.11) | 1.52(0.94,2.46) | 1.54(0.86,2.74) | 2.19(1.07,4.46)a |
22.1(P75) | 0.97(0.90,1.04) | 0.82(0.67,1.01) | 0.80(0.61,1.03) | 0.84(0.62,1.15) | 0.68(0.46,0.99)a |
25.9(P90) | 0.96(0.75,1.24) | 0.63(0.32,1.23) | 0.57(0.25,1.31) | 0.79(0.29,2.09) | 0.42(0.13,1.41) |
| <6月龄 | |||||
7.0(P10) | 0.86(0.63,1.19) | 0.95(0.40,2.27) | 1.79(0.58,5.53) | 2.83(0.72,11.12) | 3.54(0.65,19.22) |
10.4(P25) | 0.91(0.69,1.21) | 1.29(0.60,2.77) | 2.54(0.93,6.93) | 3.58(1.06,12.08)a | 4.72(1.05,21.23)a |
16.9(P50) | 0.98(0.88,1.08) | 1.21(0.91,1.60) | 1.61(1.12,2.33)a | 1.78(1.14,2.77)a | 2.08(1.20,3.58)a |
22.1(P75) | 1.01(0.96,1.07) | 0.90(0.77,1.05) | 0.77(0.63,0.94)a | 0.74(0.58,0.94)a | 0.64(0.48,0.86)a |
25.9(P90) | 1.04(0.84,1.27) | 0.75(0.44,1.29) | 0.52(0.27,1.01) | 0.49(0.23,1.05) | 0.30(0.11,0.76)a |
| ≥6月龄 | |||||
7.0(P10) | 1.22(0.85,1.77) | 2.86(1.03,7.93)a | 5.34(1.43,19.88)a | 8.41(1.71,41.32)a | 11.98(1.70,84.35)a |
10.4(P25) | 1.34(0.96,1.87) | 3.27(1.29,8.29)a | 5.27(1.59,17.41)a | 8.04(1.90,33.97)a | 10.60(1.82,61.78)a |
16.9(P50) | 1.13(1.01,1.28)a | 1.60(1.13,2.26)a | 1.85(1.19,2.87)a | 2.12(1.26,3.59)a | 2.29(1.20,4.35)a |
22.1(P75) | 0.97(0.90,1.04) | 0.85(0.70,1.02) | 0.79(0.62,1.01) | 0.76(0.57,1.02) | 0.76(0.53,1.08) |
25.9(P90) | 1.02(0.80,1.30) | 0.86(0.46,1.60) | 0.73(0.33,1.58) | 0.78(0.31,2.00) | 0.83(0.26,2.62) |
注:a表示与参考温度20 ℃相比,检验结果P<0.05;P10、P25、P50、P75和P90分别表示第10、25、50、75和90百分位数
HRSV感染具有明显的季节规律[11, 12, 13, 14],气象被认为是HRSV季节性的驱动因素。在全球各地进行的相关性研究结果显示,气象与HRSV活动的相关性随着地理位置改变,与温度和湿度密切相关[15, 16, 17, 18, 19]。本研究发现在最低温度6~10 ℃滞后4~8 d时对HRSV发病影响最大,且最低温度对HRSV感染表现出明显的累积作用,与杭州地区温度对HRSV感染有明显的滞后效应和累积效应的结果一致[10]。同时,本研究中滞后天数为4~8 d,较杭州地区滞后天数1~2 d更接近HRSV潜伏期2~8 d[10,20],说明在低温出现时HRSV进入宿主。一方面,温度影响病毒生存和活动,实验室数据表明在低温时HRSV失活需要更长的时间[21],豚鼠模型上进行的实验也显示低温时受感染个体的病毒脱落浓度更高、持续时间更长[22]。另一方面,温度通过影响宿主进而影响HRSV感染,实验证实环境温度的降低会引起部分呼吸道温度的降低,进而可能使呼吸道上皮温度下降、黏膜血管收缩,降低局部呼吸道对病毒的有效防御,如减缓黏膜纤毛清除和抑制白细胞吞噬,同时可能还会损害鼻咽腺样体组织的局部免疫防御,从而增加宿主易感性[23, 24]。当最低温度低于6 ℃时,对HRSV发病的影响小于最低温度为6~10 ℃时,可能当温度过低时,更多的儿童户外活动受到限制,从而部分平衡了低温对HRSV发病的影响。
近期有研究认为,湿度效应将在一年中某些时间湿度非常低的地区占主导地位,而在湿度平均较高或全年变化小的地区,降雨将成为主要驱动力[25]。然而本研究结果不支持这一观点,可能是重庆地区相对湿度全年偏高且降雨量通常较大,对病毒气溶胶及附着在物体表面的病毒液滴冲刷力强导致。
全球多地报道了HRSV男性患儿多于女性患儿,但具体原因尚不明确[26, 27, 28]。有研究报道,HRSV引起的疾病结局的性别差异与先天免疫中IL28B基因多态性有关[29]。此外,与雌性小鼠相比,雄性小鼠在HRSV感染后表现出更强且更持久的免疫反应[30]。本研究中最低温度对男童HRSV发病数影响更明显,可能与HRSV感染后先天免疫的性别差异相关。Shi等[31]研究显示,在住院患者和因HRSV-ALRI导致的院内死亡患者中约45%发生在6个月以下儿童,表明6个月以下儿童具有更高的易感性和疾病严重度。然而,本研究中最低温度对<6月龄和年龄≥6月龄儿童HRSV发病数均有影响,但对≥6月龄患儿影响更大。猜测是≥6月龄患儿户外活动增加,故更易受气象参数影响,提示儿童户外活动时应注意个人防护。
本研究存在一定的局限性,虽然本院就诊患儿数量大,纳入的患儿来自重庆主城各区,在一定程度反映了重庆地区儿童HRSV感染情况,但考虑到分级诊疗等社会因素,可能与HRSV在儿童中真实流行情况存在偏差。
综上所述,在重庆地区,HRSV日发病数与气象参数有相关性,其中最低温度起重要作用,对HRSV感染有滞后和累积效应,在累积效应中存在性别差异和年龄差异。气候变化已被认为是21世纪对全球健康的最大威胁[32],除HRSV外的其他呼吸道病毒也被报道与气象参数具有相关性[33]。因此,在与病毒发病相关的气象参数出现时,采取适当措施保护高危人群及制定合理的公共卫生决策,能更好地应对病毒的流行或暴发。
所有作者均声明不存在利益冲突





















