鄱阳湖水位变化影响下血吸虫病传播的数理模型研究

摘要： 本文通过建立数理模型来对血吸虫病各种防治措施的效果进行分析和评价。从多个角度分析讨论各种防治措施的理论效果。模拟的结果表明，所有只针对人的防治措施都在中断实施后疫情有再流行的趋势。

关键词： 鄱阳湖；水位变化；血吸虫病；数理模型

中图分类号：R184 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）33-0308-02

1 研究背景

医学发展到今天已经能够有效地预防和控制许多传染病，但是仍有一些传染病的暴发或流行，会直接危害到人们的健康和生命。因此，对传染病的传播规律、发病机理和防治措施的研究就日显重要。建立能反映传染病动力学特性的数理模型，通过对模型的性态定性、数值定量模拟，分析疾病的发展过程，分析疾病流行的原因和关键因素等，为防治决策提供重要的理论依据。

在本文中，我们建立了一个针对鄱阳湖地区的血吸虫病传播数理模型，旨在通过模型分析制定科学有效的防治措施，最终降低人畜患病率。

2 研究区域

鄱阳湖湖区附近11个县（市、区）是我国最严重的血吸虫病流行区之一。鄱阳湖属于季节吞吐性湖泊，每年4～6月，水位随内河、洪水等流入而上涨，湖面面积扩大；7～9月又因长江涨水而维持峰值，湖面一望无际。

2.1 研究对象

本次研究中，我们选择了鄱阳湖湖区附近的四个行政村：新华村、大黄村、河西村和吉山村作为研究对象。2001年的研究论文指出，随机取样上述四个行政村中的2，018位常住居民和548头水牛采用Kato-Katz法（两片）和毛蚴孵化法进行血吸虫病患病情况检查，结果为人群患病率14.93%，水牛患病率14.96%。

2.2 传播模型

在模型中，人群和水牛是传播过程的终宿主，唯一的中间宿主为湖北钉螺（以下简称钉螺）。终宿主群体（人群和牛）和中间宿主群体（湖北钉螺）被分为三个流行病学状态，分别为易感染群体（susceptible）、处于感染潜伏期群体（latent）、已感染群体（infectious）。其中H表示人类群体，B表示牛群，S表示钉螺群体，（H1、H2、H3）、（B1、B2、B3）和（S1、S2、S3）对应上述三种状态。人群和牛群的感染率分别用H3/（H1+H2+H3）和B3/（B1+B2+B3）表示。

一方面，从各年龄层水接触率差异的角度，人群被分为学龄前儿童（0-7岁）、小学生ESch（8-14岁）、中学生（15-20岁）和成年人（21岁以上）共四组，用索引m等于1-4表示。另一方面，根据种群内死亡率之间的差异，牛群被分为两个大类，即幼年（0-3岁）和成年（4岁以上），用索引n等于1-2表示。钉螺群体也以两类来区分，即新生钉螺和成年钉螺，用索引I等于1-2表示。每年年间交替之后，认为新生钉螺全体转变为成年钉螺群体。终宿主（人群和牛群）从（H1，B1）到（H2，B2）的转移率（ah，ab）受到已感染钉螺群体（S3）的数量和终宿主的水接触率（C）的影响，终宿主比例系数用βs-h，βs-b表示。中间宿主（钉螺）从S1到S2的转移率av受到终宿主（人群H3和牛群B3）所排出的血吸虫虫卵数和水污染系数D的影响，中间宿主比例系数用βhb-s表示。终宿主（人群和牛群）排出的血吸虫虫卵总数用终宿主（人群和牛群）的粪便量（Fh，Fb），单位质量粪便中所含血吸虫虫卵数（Eh，Eb），以及患病终宿主（人群H3和牛群B3）数量三者的乘积表示。各类宿主中t时刻的转移率表示如下：

2.3 防治措施

鄱阳湖地区血吸虫病主要的防治措施是化疗和健康教育（HE）。该地区中高度流行村居民血吸虫虫卵的粪便检查阳性率基本大于10%，而中度流行村的阳性率也达到5-10%。每年通过患病筛选检查出的居民，都将进行1-2次的选择性集中治疗（ST），血清学测试发现的患病居民进行1次选择性集中治疗（ST）。伴随化疗进行的同时，也通过健康教育来约束和控制居民的水接触率。由于血吸虫虫卵大量来自于患病牛群，所以每年也针对牛群坚持进行一次化疗。除此之外，灭螺也是重要的防治措施之一，当地每年针对有螺区域会至少进行1-2的灭螺活动。

3 结论

为了观察化疗和其他防治措施对鄱阳湖地区人群血吸虫病患病率的影响，我们针对不同防治措施进行模拟：ST、针对8-14岁儿童覆盖率95%的TT、一种特殊的ST和TT或HE组合。模拟区域为文中所提到的四个行政村，初始患病率为当时调查所得数据。

首先，我们进行针对人群的年度ST模拟，起始时间为高水位结束期，总时间持续3年，覆盖率为40%、60%、80%；结果如图1。

虽然在覆盖率为60%和80%的情况下，3年ST结束时，人群的患病率能从15%降至5%和2.5%，但是，在防治措施中断后，患病率明显回升，传播呈现复苏迹象。

其次，我们比较覆盖率为80%，年间1次和年间2次（起始时间分别为高水位开始期和结束期）针对人群ST的效果。结果如图2。

虽然，年间2次ST，能有效的将人群患病率降低至1%，但是与年间1次ST的结果相同，防治措施中断后，患病率回升，传播开始复苏。

第三，我们模拟在80%覆盖率下，3年人群整体年度ST中断之后，针对ESch组（8-14岁）进行TT的情况，结果显示针对ESch组的TT能有效降低本组的患病率至1%以下，但对人群整体患病率的影响不显著。

结果如图3。

第四，为了研究牛群在传播过程中的作用，我们分别进行了两个模拟，一个是50%覆盖率下单一针对牛群进行的MT，结果如图4，控制中断后，牛群的患病率有效的下降至5%左右，同时人群的患病率也大大降低；基于这个结果，我们又进一步针对人群和牛群80%覆盖率的ST与50%覆盖率MT的组合进行模拟，结果如图5，3年组合措施中断后，人群的患病率有效降低至5%以下，如果再继续每两年进行一次组合措施，6年后人群整体的患病率将低至1%且控制中断传播复苏迹象不明显。

最后，我们讨论健康教育的作用，根据模拟结果显示，健康教育能有效降低受教育组的患病率，但是单一对某组进行的健康教育对人群整体患病率降低效果不明显。

参考文献：

[1] Guo JG， Ross AGP， Lin DD， Williams GM.， Chen HG et al. A baseline study on the importance of bovines for human Schistosoma japonicum infection around Poyang Lake， China. Am J Trop Med Hyg 2001，65：272-8.

[2]张建华，胡飞，官春林，洪献林，林丹丹，宁安，刘跃民，胡林生，张绍基.建坝蓄水对湖区血吸虫病传播的影响[J].中国寄生虫学与寄生虫病杂志，2003（01）.

[3]徐兴建，杨先祥，戴裕海，吕桂阳，陈柳燕，苏正明，魏风华.峡建坝对江汉平原血吸虫病疫区环境的影响研究[J].中国血吸虫病防治杂志，2000（06）.

[4]万振凡，吴赘.三峡工程对鄱阳湖区血吸虫病防治负面影响的历史考察[J].江西师范大学学报（哲学社会科学版），2013（06）.

推荐访问： 鄱阳湖 数理 水位 模型 变化