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传染性非典型肺炎传播规律及其防制研究

蔡全才

  传染性非典型肺炎(SARS)是一种新发的传染病,阐明其传播规律及其动力是进行有效防制的基础。虽然人们已在这方面进行了大量卓有成效的研究,但是,仍然有很多方面有待于进一步阐明。本研究从五个方面,即SARS潜伏期的精确估计及其影响因素研究、气象因素、空气污染对SARS流行的影响、SARS干预措施效果评价、SARS传播动力学研究、SARS传播的分子机制研究,力图进一步揭示SARS传播的规律、动力、分子机制以及预防控制的规律。研究结果为防制SARS提供了科学依据。1 材料与方法在潜伏期研究部分,我们从全国范围内选择了209例有明确接触史的SARS临床诊断病例作为研究对象,通过电话调查其接触史和5种潜伏期可能影响因素(即接触方式、年龄、性别、职业、地区)的情况。最后,我们获得了209个潜伏期观测数据及其相应的影响因素数据。其中,有161个潜伏期数据为区间数据,具有多次暴露史。对于含区间数据的潜伏期估计,目前尚没有现成的方法。本研究建立了一种基于EM算法的极大似然估计方法用于估计潜伏期的分布参数,从而得到潜伏期的均值估计。对于含区间数据潜伏期的影响因素研究,同样也没有现成的方法。我们采用基于EM算法的广义线性模型对含区间数据的潜伏期进行单因子和多因子分析。论文第二部分的研究目标在于探讨气象因素、空气污染对SARS续发率是否会发生影响,从而探讨其对SARS流行的影响。SARS病例调查数据来源于全国的SARS个案调查数据库,密切接触者调查数据来源于全国的密切接触者调查数据库。气象资料由国家气象中心提供,空气污染指数(API)资料由国家环保局提供。资料分析方法:(1)对各种气象因素、API与续发率之间进行相关与多元回归分析;(2)分别按各种气象因素、API进行单变量的样品聚类,然后分别对各类的续发率均值进行比较;(3)对各种气象因素、API进行多变量的样品聚类,然后对各类的续发率均值进行比较。论文第三部分的研究目的在于评价中国内地及北京市SARS主要干预措施的效果。SARS每日发病例数来源于全国SARS个案调查数据库,SARS潜伏期分布数据来源于第一部分研究结果。SARS控制措施资料通过查阅有关文件、研究文献以及咨询有关政府官员获得。气象数据由国家气象局提供。为了克服基于疫情报告和发病例数变化的传统评价方法的缺陷,我们采用基于EMS算法的非参数极大似然估计方法构建中国内地及北京市的SARS感染曲线,然后结合各种主要控制措施实施和落实的情况,以及北京市SARS流行期间的气象条件,直观地解释和评价中国内地及北京市各种控制措施的效果。在论文第四部分,我们通过建立SARS传播的动力学模型来研究SARS流行的规律及动力,同时对北京市SARS主要干预措施进行定量评价。模型的结构是在充分复习、总结目前传播动力学研究的最新成果的基础上,同时结合对SARS传播规律的了解而提出的。模型参数估计以北京市SARS流行的实际数据和北京市的人口数据为材料进行估计或拟合的。参数拟合估计方法采用Gepasi 3.3中的Genetic algorithm。模型对北京市SARS流行过程的模拟在Vanguard DecisionPro for Windows 4.0.23软件中通过构建SARS传播动力学模型的Markov链模型实现。模拟值与实际值的显著性检验采用配对t检验,在SPSS 11.5上实现。最后,通过15种想定情景研究对北京市主要干预措施进行定量评价。上述研究通过改变Markov链模型有关参数实现。在论文第五部分,我们通过生物信息学方法对SARS-CoV与宿主相互作用关系进行探讨,从而了解SARS传播的分子机制。研究所需的基因组序列、蛋白质序列均来自NCBI GenBank。SARS-CoV蛋白中可能的caveolin-binding基序搜寻通过DNASIS MAX 1.0软件中的氨基酸基序搜索功能实现。采用分子模拟和分子对接技术来进一步证实上述发现的SARS-CoV蛋白中可能结合caveolin-1的位点。2 主要结果与结论第一部分的研究发现,SARS潜伏期服从分布。潜伏期均值和方差的极大似然估计值分别为4.89天(95%CI 4.83-4.91,99%CI 4.81-4.91)和11.40天2;95%的病人在感染SARS-CoV后11.42天内将发病,99%的病人在感染后15.89天内将发病。单因子和多因子分析结果表明,除性别因素以外,接触方式、地区、年龄、职业因素对潜伏期均值估计均有明显的影响。第二部分的研究发现,日均气压、日均相对湿度、日均气温与SARS续发率呈负相关。日均风速、日均日照时数及API对SARS续发率无显著影响。日均气温、日均气压和日均相对湿度分别为12.3℃~14.4℃、89.2kPa~89.6kPa和38.9%~44.1%时的气象条件较易发生SARS流行。第三部分的研究发现:(1)广东省在2月3日采取的全面措施是有效的,对控制中国内地第一波疫情起到了关键性的作用;(2)4月19日左右采取的一系列措施,包括4月21日起每日公布疫情、规范疫情报告和病例治疗、加强病例管理和密切接触者检疫以及成立全国防治非典指挥部等,对中国内地第二波疫情控制起了决定性的作用;(3)北京市4月18日开始针对医务人员采取的措施(包括SARS防护知识和技能培训以及防护设备和措施的全面正确使用等)对北京市疫情控制起了很大作用;(4)4月20日至4月27日期间采取的一组措施,包括每日疫情发布、加大宣传力度、对病例和密切接触者的严格管理(定点医……