基于GIS的H7N9禽流感研究.doc

1、 本 科 生 毕 业 论 文 毕业论文题目 基于 GIS 的 H7N9 禽流感研究 学生姓名 所 在 学 院 环 境 工 程 与 科 学 学 院 专 业 及 班 级 资源环境 1001 指 导 教 师 完 成 日 期 2014 年 5 月 28 日 目录 一、 引言 .1 二、 绪论 .1 （一） H7N9 禽流感简介 .1 （二）对 H7N9 的来源的现有资料的探究、分析 .2 三、 H7N9 禽流感在中国的情况 .4 （一） H7N9 禽流感病发和传播 .4 （二） H7N9 禽流感的远离和复苏 .5 四、运用 GIS 分析 H7N9 禽流感 （一）对专家看法、结论的分析 .5 （二）对各

2、地首例资料的搜集 .5（ 三）对各地首例及其分布（ 2013 年）的探究 .7（四）初步分析的得到的一些结论和发现的相关问题 .11 （五） 2014 年的 H7N9 禽流感状况 .13 四、 结果与讨论 .16 (一）结果 .16 （二）讨论 .17 五、 参考文献 .18 基于 GIS 的 H7N9 禽流感研究 10 级 指导老师 摘要 本文以地理信息系统（ GIS）为研究手段，从流行病学角度出发 ,以 2013 年和 2014年 H7N9 禽流 感为基本数据，探讨了 H7N9 禽流感来源和集中分布区。通过地理系信息系统（ GIS)分别分析了 2013 年、 2014 年的禽流感的病例分布

3、、年龄构成和性别比例等。对 2013 年首例患者从空间角度、从事职业、与禽畜接触状况分析。2014 年两大疫情高发区 浙江省、广东省进行典型病例分析，得出了人口密度和家禽接触史、性别构成对 H7N9 的影响，进一步证实 GIS 在流行病学研究和防治中的应用价值。 关键词：地理信息系统（ GIS） H7N9 禽流感 空间分布 江苏省 浙江省 广东省 流行病学 Abstract In this paper, the GIS tool for the study, from the epidemiological point of view, in 2013 and 2014 H7N9 bird f

4、lu as the basic data, discusses the H7N9 avian origin and centralized distribution. Through the Department of Geography Information System (GIS) were analyzed in 2013, 2014 cases of avian influenza distribution, age structure and sex ratio and so on. For 2013s first space from the perspective of the

5、 patient, occupation, and contact with livestock situation analysis. Two high incidence of the epidemic in 2014 - Guangdong, Zhejiang, be typical cases analyzed and the history of exposure to poultry population density and the impact on the gender composition of H7N9, confirmed GIS applications in e

6、pidemiological studies and prevention of . Keywords: Geographic Information Systems (GIS) H7N9 avian influenza spatial Jiangsu Province Zhejiang Province, Guangdong Province, epidemiology 1 一、引言 冬去春来，万物复苏，同时流感也渐渐随之而来，例如去年的 H7N9 禽流感给中国带来了巨大的损失。抗击非典的领军人物，中国工程院院士钟南山教授曾经说过禽流感具有“散发性”。钟教授一针见血地指出了禽流感等一些流行病

7、的特点 零散地发生，因为从一些流行病的地区发布及其发布的影响因素，我们不难发现：某些流行病之所以能在一个地区存在，与地理环境因素有着密切的联系。在传统的研究中，通常绘制疾病地图等方法对疾病的地理分布和环境因素之间的关系进行直观的分析和研究。然而一直以来，由于缺乏有效的空间数据采集、管理和分析工 具，使流行病学的研究难以获得与疾病分布有关的空间属性资料：同时空间多维数据的处理的复杂性使研究人员对图形数据与属性数据的相关分析难以深入，尤其是涉及大范围、多因素的时空动态研究。因此，学好并合理应用 GIS 对疾病研究及其预防方面有着决定性的作用。 二、 绪论 (一） H7N9 禽流感简介 1.H7N9

8、 是 禽流感 的一种亚型。流感病毒颗粒外膜由两型表面 糖蛋白 覆盖，一型为 血细胞凝集素 （即 H），一型为神经氨酸酶（即 N）， H 又分 15 个亚型，N 分 9 个亚型。所有人类的流感病毒都可以引起禽类流感，但不是所有的禽流感病毒都可以引起人类流感，禽流感病毒中， H3、 H5、 H7、 H9 可以传染给人，其中 H5 为高致病性。 H3 为人犬共患，依据流感病毒特征可分为 HxNx 共 135 种亚型， H7N9 亚型禽流感病毒是其中的一种，既往仅在禽间发现，未发现过人的感染情况。 2.禽流感病毒属正粘病毒科甲型流感病毒属。禽甲型流感病毒颗粒呈多形性，其中球形直径 80 120nm，有

9、囊膜。基因组为分节段单股负链 RNA。依据其外膜血凝素 (H)和神经氨酸酶 (N)蛋白抗原性不同，目前可分为 16 个 H 亚型 (H1H16)和 9 个 N 亚型 (N1 N9)。禽甲型流感病毒除感染禽外，还可感染人、猪、马、水貂和海洋哺乳动物。可感染人的禽流感病毒亚型为 H5N1、 H9N2、 H7N7、 H7N2、H7N3，此次报道的 为人感染 H7N9 禽流感病毒。该病毒为新型重配病毒，其内部基因来自于 H9N2 禽流感病毒。 2 （二）对 H7N9 的来源的现有资料的探究、分析 1.H7N9 的病毒源的基因溯源 2013 年 4 月初， 中国科学院 病原微生物与免疫学重点实验室对 H

10、7N9 禽流感病毒进行基因溯源研究显示， H7N9 禽流感病毒基因来自于东亚地区野鸟和中国上海、浙江、江苏鸡群的基因重配。而病毒自身基因变异可能是 H7N9 型禽流 感病毒感染人并导致高死亡率的原因。 2.众说纷纭，病毒源的探索存在未知，都不能给出确定的病因。 针对病毒来源，中国工程院院士、中华医学会会长钟南山说，目前来看，这个病毒最有代表性的 8 个基因片段都是从禽过来的，没有人的，也没有猪的。所以现在最大的可能还是从禽传过来的，但是还没有充分的证据。禽传人的证据也还不够。其中有少数病例接触过禽类。而另一位中科院院士高福教授指出两个感染人类的新流感病毒 H7N9 和 H10N8 具有相似的遗

11、传背景：源自于鸭子的血凝素（ H）基因，和源自于野生鸟类的神经氨酸酶（ N）基因。人们往往认为 禽流感病毒是从野生鸟类传到家禽，然后再感染人体的。然而，绝大多数野生鸟类的流感病毒会在家禽体内死亡，难以对人类造成威胁。 H7N9 和 H10N8 病毒都具有家禽 H9N2病毒的元件，而 H9N2 在中国和东亚地区非常普遍。系统发生学分析显示，不同亚型的禽流感病毒与 H9N2 发生了内部基因的重配。同样的来自柳叶刀杂志 2013 年 5 月 1 日的报告指出 这种新型的禽流感病毒 H7N9 起源于多个基因重组事件。其中 HA 基因可能起源于鸭源禽流感病毒， NA 基因有可能通过沿东亚路线迁徙的携有禽

12、流感病毒的候鸟而被引入。该病毒的 6 个内部基因可 能源于鸡群中的H9N2 亚型禽流感病毒的两个不同的进化分支。详细的分析还表明，鸭群和鸡群可能作为中间宿主导致了这种致死性 H7N9 病毒出现。基因型和潜在的表型差异意味着造成这种暴发的病毒株形成了两个独立的亚分支这种新的甲型 H7N9 禽流感病毒可能由至少 4 个起源进化而来。病毒株之间的差异意味着 H7N9 病毒已经演变为至少两个不同的分支。参与病毒形成的中间宿主尚不明确，因此需要进行更广泛的监测并密切关注家禽到人的传播。 2014 年 2 月 26 日报告两个感染人类3 的新流感病毒 H7N9 和 H10N8 具有相似的遗传背景：源自于鸭

13、子的血 凝素（ H）基因，和源自于野生鸟类的神经氨酸酶（ N）基因。人们往往认为禽流感病毒是从野生鸟类传到家禽，然后再感染人体的。然而，绝大多数野生鸟类的流感病毒会在家禽体内死亡，难以对人类造成威胁。 H7N9 和 H10N8 病毒都具有家禽 H9N2 病毒的元件，而 H9N2 在中国和东亚地区非常普遍。系统发生学分析显示，不同亚型的禽流感病毒与 H9N2 发生了内部基因的重配。文章认为，家禽中的 H9N2 病毒与野生鸟类的禽流感病毒发生重配，使这些禽流感病毒能够适应家禽，成为危害人类健康的潜在因素。家禽（尤其是活禽市场中的家禽），对于新禽流 感病毒的出现有关键性的作用。 但是是否真与家禽有关

14、，却没给出相应的证明，只是给出了基因的匹配，提出了这种可能性，没有真实的病例数据。 3、 人传人还是散发性 钟南山院士今年 4 月 25 接受采访时候说道，一般来说流行就是能够人传人，否则就是散发，因为人传人才有可能形成聚集性，对社会才能构成威胁。现在来说，禽流感基本上是散发。现在的 300 多个应该值得重视的是病死率很高，能够证实大约是 30.3%，应该说大多数的病人都是重症的，这个形势比较严重。但是从基本的情况来看，现在还不存在肯定的人传人的现象。一旦有人传人现象出现，就会造 成很大的社会不稳定和经济的负担，就目前而言，这场是散发性的可能性非常大。 4、死亡率的调查 2013 年 5 月

15、28 日报告，经实验室确证的禽流感病毒 H7N9 感染病例信息。他们对死亡风险、机械通气和住院患者入住重症监护病房（ ICU）的情况进行了评估。并利用通过对流感样疾病进行哨点监测，获得的经实验室验证的病例信息，估计了有症状病例的病死率。评估结果显示，在 123 名实验室确证感染 H7N9 而入院的患者中，在 2013 年 5 月 28 日前有 37 人 (30%)死亡， 69 人 (56%)康复。在研究4 人员对 17 名仍住院患者的不完整数据进行 评估后，研究人员推测所有年龄的入院患者死亡风险为 36%。机械通气死亡风险（ 69%）和入住 ICU、机械通气死亡风险（ 83%）均较高。有症状病

16、例死亡风险大约为 160 (63 460)到 2800 (1000 9400)人 /每 10 万个病例。 5.对比 H5N1 禽流感， H7N9 禽流感的一些特点 对比 130 例 H7N9 和 43 例 H5N1 禽流感病毒感染确诊病例的中位年龄分别为 62岁和 26 岁。在城市，两种病毒感染病例中男性比例均为 74%；在农村， H7N9 和H5N1 感染病例中男性比例分别为 62%和 33%。 75%的 H7N9 确诊病例 和 71%的 H5N1确诊病例在发病前数天有禽类接触史。 H7N9 和 H5N1 感染的潜伏期分别为 3.1 d和 3.3 d。在城市和农村， H7N9 确诊病例的平均

17、密切接触者人数分别为 21 人和18 人，而 H5N1 确诊病例的为 90 人和 63 人。 H7N9 和 H5N1 住院确诊病例的死亡风险分别为 36%（ 95%CI 26% 45%）和 70%（ 95%CI 56% 83%）。 在城市和农村地区，病例的性别比均与不同性别的禽类暴露情况基本一致 仅在城市地区可见男性感染发病风险更高，而农村没有类似情况，而且对于 H7N9和 H5N1 两种病毒，男性 的发病风险增幅相似。然而，两种病毒感染在重症的易感人群上差异明显，其原因目前尚未明确，大部分的 H7N9 感染病例是老年人而H5N1 则为青年人。本研究的局限性在于仅对 H7N9 和 H5N1 实

18、验室确诊病例进行比较，而部分感染病例可能没有被确诊。 三、 H7N9 禽流感在中国的情况 （一） H7N9 禽流感的病发和传播 2013 年 2 月 19 日，上海市 87 岁患者李某入院。 3 月 4 日，李某经救治无效死亡。3 月 31 日，官方通报称在上海和安徽两地率先发现 3 例人感染 H7N9 禽流感病例，而短短几日内，至 2013 年 4 月 6 日已有 6 人死亡，到了 4 月 12 日，报告的就有38 例，其中死亡的 10 人。传播之快以及死亡率之高让国人为之震惊，都处于恐慌之中。 5 （二） H7N9 禽流感的远离和复苏 整个 4 月上海就有 12 人死亡，但是到了五月凶猛的

19、 H7N9 突然变得温顺起来，全国仅有几例病情，并全部得到治愈，接下来的 6 月到 12 月渐渐地平息了，虽然偶有发生，但基本都能治愈，感觉禽流感都消失匿迹了。但是新年伊始， H7N9卷土重来，大概已有 240 例。（至 2014 年 4 月 30 日），今年短短的三个月，发展得很迅速，竟然超过了去年，特别广东、浙江成了高发区。 四、运用 GIS 分析 H7N9 禽 流感 （一）对专家看法与结论的分析 1.根据钟南山院士的在 4 月份采访说的，以及到现在为止还没出人传人病例，说明了基本排除了人传人的可能性，那根据流行病学分析， H7N9 必然是散发性的。以及根据广东开市和休市的对比，可以这次看

20、出 H7N9 禽流感和禽畜还是有必然关联的。 2.根据柳叶刀杂志中发表三篇文章， 2013 年的两文章表明：这次禽流感和往常的禽流感没太多区别，还是波及范围较广，死亡率正常，并且提出了候鸟携带病毒的结论，并科学猜测可能与鸡鸭等家禽有关。而根据 2014 年的报告，从对比 H7N9 和 H10N8 基因的相 似性指出家禽在这场禽流感战役中有至关重要的作用。 （二 )对各地首例资料的搜集 1.根据上述得到信息我又去收集相关资料，因为基本推断出这场禽流感“散发性”的特性，所以搜查各地首例，并且对首例做了相应的一些比较。分析他们的职业，是否与禽畜接触，还有他们相关一些个人信息。（ 2013 年 2 月

21、 19 日 -5 月 1 日） 6 2013 年各地首例及其相关信息 姓名 感染地点 确诊日期 年龄 性别 职业 是否与禽畜接触和特殊状况 李某 上海 3 月 31 日 87 男 无 无 张某 上海 3 月 31 日 27 男 猪肉商贩 无 韩某 安徽 3 月 31 日 35 女 无详细资料 李某 安徽 4 月 1 日 55 男 活禽销售与宰杀 经常接触 许某 江苏 4 月 2 日 45 女 宰杀活禽 经常接触 姚某 北京 4 月 13 日 7 女 学生 居住地从事活禽贩卖工作 张某 河南 4 月 14 日 65 男 农民 多次和家禽接触 张某某 山东 4 月 21 日 36 男 建材营业户 居住区不足100 米处为禽类宰杀市场 管某 湖南 4 月 27 日 64 女 不详 有与禽畜接触史 . . . . . . . 7 2.至 2013 年 5 月 1 日中国 H7N9 禽流感分布状况图如下： (三）对各地首例及其分布（ 2013 年）的探究 1.H7N9 禽流感分布图的特点： a：集中在中国的东部。 b：空间上分布较为密集。 c：时间上分布较为散乱。 d：病发案例多数都有与禽畜家畜史或者靠近禽类宰卖市场。 2.H7N9 的疑问和猜想 疑问：我们可以从上述的图中看出，空间分布还是较密集的，且集中在华中部分为什么？ 猜想一：气候的条件因素