6.1.1 利用环境特征因子进行流行病预测的原理
流行性传染病的发生是关系到社会稳定和人民健康的重大事情，了解流行性传染病是否可能暴发，何时、何地暴发以及发展演化规律，即了解流行性传染病的传播机理，对它的流行进行有效的预测是人们有效应对流行性传染病所追求的目标。由于流行性传染病的暴发、群发以及疫情发生及发展的复杂机制使得实现这一目标非常困难，在对一般性流行病发生的风险预测评估方面人类已经有了一些成功经验，如人们选择病毒活性，病毒在动物及人体中的状态等的历史监测数据开展定量或半定量的评估[1]，利用人类的生理数据直接进行冠心病发生的风险预测等等[2]。但是对于传染性疾病的发生与区域地理环境、地质因素的相关性分析则比较少，如何开展流行性传染病的风险预测是我们面临的挑战。
流行性传染病暴发形成的三个主要控制因素为病原体、传播途径、易感人群，而这三者不同程度的生物特点使其与环境密切相关[3]。病原体生存、活动、传播均受到一定环境背景条件及其变化的控制，如气温、湿度、植被、生存地、大气、土壤的元素风度及分布特征等就对病原体的生存及活性产生影响。传播途径也跟环境的关系密不可分，易感人群视个人的免疫力而定，同时也受到自然社会环境因素的影响，一些生活习惯会影响疾病的发生。
Glass[4]等对马里兰州Baltimore Country莱姆病进行研究发现，50项环境因素（包括地理、高程、土地利用、土壤类型、森林分布等）中，有11个因素与莱姆病有关；巴西Bahia地区血吸病的环境影响因素的研究表明[5]，人口密度、每年干旱持续时间是影响血吸虫发病率最重要的因素。
地理环境因素对流行性传染病的影响非常明显。桂林市是全国伤寒、副伤寒监测点，自20世纪90年代初以来，伤寒、副伤寒疫情一直居高不下，上下波动呈上升趋势，成为近年来广西壮族自治区伤寒副伤寒发病率最高的城市，1997～2000年4年中发病率居广西壮族自治区前10位的县桂林分别占有7个、6个、7个、9个，发病数分别占广西区总数的38.00%、30.24%、52.94%、68.14%。2000～2005年间桂林市共发生84起甲型副伤寒疫情，可见伤寒、副伤寒是严重威胁桂林市人民健康的重大传染性疾病，它的发生与传播与桂林市的地理环境条件有着重要的关系，在疾病预防的同时关注地理环境健康是探询疾病发生的关键。
6.1.2 伤寒、副伤寒流行病学原理
伤寒、副伤寒是一种粪口传播的肠道传染病，它是由伤寒杆菌和副伤寒杆菌甲、乙、丙引起的经消化道传播的急性传染病，是我国传染病法规定的乙类传染病。以持续菌血症，网状内皮系统受累，回肠远端微小脓肿及溃疡形成基本病理特征。伤寒典型的临床表现包括持续高热，腹部不适，肝脾肿大，白细胞低下，部分病人有玫瑰疹、白细胞减少和相对缓脉等，主要并发症为肠出血、肠穿孔。副伤寒的临床表现与伤寒相似，但一般病情较轻，病程较短，病死率较低。在自然条件下，一般只能感染人类，不感染动物。
伤寒、副伤寒杆菌在自然界中的生活力较强，在水中一般可存活2～3周；在粪便中能维持1～2月；在牛奶中不仅能生存，且可繁殖，能耐低温，在冰冻环境中可持续数月；但对光、热，干燥及消毒剂的抵抗力较弱，日光直射数小时即死，加热至60℃经30min或煮沸后立即死亡，在3%石炭酸中5min即被杀死，消毒饮水余氯达0.2～0.4mg/L可迅速致死[6]。伤寒、副伤寒杆菌随污染的水或食物进入消化道后，一般可被胃酸杀灭，若入侵病菌数量较多，或胃酸缺乏时，致病菌可进入小肠，侵入肠粘膜，此时部分病菌即被巨噬细胞吞噬并在其胞浆内繁殖，部分则经淋巴管进入回肠集合淋巴结，孤立淋巴滤泡及肠系膜淋巴结中生长繁殖，然后再由胸导管进入血流而引起短暂的菌血症，即原发菌血症期，此阶段病人并无症状，相当于临床上的潜伏期。伤寒的潜伏期一般为3～42d，平均14d，副伤寒潜伏期短，一般为2～15d，其长短与感染菌量有关，食物型暴发流行可短至48h，而水源性暴发流行时间可长达30d[7]。
病人从潜伏期开始可从粪便排菌，从病程第1周末开始从尿排菌，故整个病程中均有传染性，尤以病程的2～4周内传染性最大。伤寒、副伤寒杆菌随病人或带菌者的粪、尿排出后，通过污水，食物，日常生活接触和苍蝇，蝉螂等媒介而传播。
本病以儿童和青壮年居多，在成人病例中20～40岁者约占60%～80%，40～50岁以上者少见[8]。近年来，儿童及幼儿发病有相对增多的趋势，15岁以下的病人可占总例数的35%～60%。
6.1.3 国内外伤寒副伤寒流行情况
目前伤寒、副伤寒已经在欧洲、北美得到有效控制，但在东南亚、非洲（发病率高达1021.07/10万）等许多发展中国家依然是一个严重的公共卫生问题。WHO（世界卫生组织）保守的估计显示，目前全球每年至少新增1600万病例的伤寒，约有60万病例死亡[9]。
中国在解放初期伤寒发病率近10/10万左右，但1959～1963年间曾再度上升至40/10万～50/10万的高峰，1964年和1965年分别下降至18/10万和16/10万。其后除1968年曾下降至每10万人口5.5例的最低点外，大多数年份均在每10万人口10例以上波动，许多省区常有局部的暴发流行，其中伤寒的暴发流行多以水型为主（表6.1）。贵州省的水型传播原因主要是由水井被污染引起的（占其中95%）；江苏省绝大多数发生在里下河和太湖流域两个水网地区，以河水为主。
表6.1 伤寒暴发流行的传播途径分析
1978年以来，中国伤寒的流行主要在农村，主要的传播方式是水型传播。至1990年以前，中国伤寒、副伤寒发病率在10/10万～50/10万之间波动，平均发病率达4.08/10万～10.45/10万之间，每年报告病历5.1万～12万例；1995～2004年全国伤寒、副伤寒发病率在5.03/10万～7.22/10万之间，病死率从1995年的0.17%降低到2004年的0.04%，但部分省份贵州、广西、云南等发病仍居高不下。广西壮族自治区伤寒副伤寒在进入20世纪90年代后呈现持续上升的态势，年发病率在（6～13）/10万之间波动，[10]近5年来高居全国伤寒副伤寒发病率第4至第5位，病例主要集中在桂林市（占广西总病例数的50%以上）。桂林市被列为全国伤寒、副伤寒监测点，2000～2005年发病率分别是91.88/10万，80.22/10万，65.33/10万，48.13/10万，76.21/10万，67.26/10万，远远高于全国平均发病水平。
6.1.4 桂林市伤寒、副伤寒流行趋势
桂林市伤寒的流行开始于20世纪90年代初，1990年伤寒的发病率为12.76/10万，1990年后发病率逐年上升，1994年为82.33/10万，达到发病的第一个高峰。由于采取了积极的防治措施，1994年后发病率逐年下降，1997年下降到24.40/10万，到2000年出现了另一个发病高峰，至2005年发病数一直相对较高。在1990～1997年间主要以伤寒菌株为主，1998年后流行菌株发生变化，多以副伤寒菌株为主，发病率又逐年上升，1999年发病率从58.25/10万到2000年达到第二个高峰，发病率达92.20/10万。1999～2003年桂林市伤寒副伤寒年平均发病率远高于全国（41.17/10万）平均水平。详细的发病数资料统计见图6.1。
图6.1 1990～2005年间伤寒、副伤寒发病数曲线
6.1.4.1 伤寒、副伤寒发病季节分布
近年来桂林市伤寒、副伤寒各月份均有发病，但有明显的季节性高峰，2月份最少，9月份最多，以6～10月份为高峰，占全年发病数的81.17%，11月以后开始下降，表6.2统计了2000～2005年的发病数资料。
表6.2 桂林市2000～2005年伤寒、副伤寒时间分布
图6.2 2000～2005年桂林市伤寒、副伤寒发病季节分布曲线
由图6.2可见2000～2005年各年份的发病季节分布曲线与多年平均发病数曲线相吻合。
6.1.4.2 伤寒、副伤寒发病人群分布
分析1990～2003年的伤寒、副伤寒发病病例的职业构成比例（图6.3），其中农民居首位，农民发病数占总发病数的52.52%；学生发病数次之，占总发病数的29.22%。值得注意的是，近年来学校伤寒、副伤寒暴发流行屡屡发生，学生发病比例呈逐年上升趋势，从1995年的21.27%上升到2004年的42.41%，这一特殊群体已转变为高危重点人群。
在2001～2004年暴发的22起疫情中，学校发生18起，农村村屯3起，工厂1起，暴发原因与该地区农村卫生环境较差、无安全卫生饮用水源、农民有喝生水等不良卫生习惯有关；尤其是农村和城乡结合部学校不安全饮用水和饮食、粪便无害化程度低等原因有关。
图6.3 桂林市1990～2003年各职业人群发病数
6.1.4.3 桂林市伤寒、副伤寒发病地区分布
1990～2005年桂林市各县的伤寒、副伤寒平均发病率以全州最高，其次为灵川、阳朔，他们的年平均发病率都在60/10万以上，属于高发区；余依次为兴安、市区、灌阳在60/10万～50/10万之间；永福、平乐、荔浦、临桂在50/10万～15/10万之间；资源、龙胜、恭城年平均发病率在15/10万以下，属于低发区（图6.4）。
图6.4 桂林市各县伤寒副伤寒多年平均发病率
图6.5～图6.12显示了1998～2005年桂林市各县伤寒、副伤寒发病率等级情况。可以看出1998年伤寒、副伤寒的发病率等级相对较低，没有高发病县，疫情不严重；但是从1999年开始出现3个高发病县，疫情严重；至2000年有4个高发病县。2001～2005年间发病情况较稳定。在8年间，只有资源、龙胜、恭城县不受疫情的影响，一直处于发病的低发区。
图6.5 1998年桂林市伤寒、副伤寒发病等级区划图
图6.6 1999年桂林市伤寒、副伤寒发病率等级区划图
图6.7 2000年伤寒、副伤寒发病率等级区划图
图6.8 2001年伤寒、副伤寒发病率等级区划图
图6.9 2002年桂林市伤寒、副伤寒发病率等级区划图
图6.10 2003年桂林市伤寒、副伤寒发病率等级区划图
图6.11 2004年伤寒、副伤寒发病率等级区划图
图6.12 2005年桂林市伤寒、副伤寒发病率等级区划图
1998年桂林市伤寒、副伤寒平均发病率为22.24/10万。
发病率等级为1级的低发区有（发病率＜15/10万）：龙胜、恭城、荔浦、平乐；
发病率等级为2级（发病率（50～15）/10万）：永福、临桂、阳朔、灵川、桂林市区、灌阳、全州、资源；
发病率等级为3级的有（发病率（50～100）/万）：兴安。
发病率等级为4级的高发区有（发病率＞100/万）：无。
1999年桂林市伤寒副伤寒平均发病率为51.24/10万。
发病率等级为1级的低发区有（发病率＜15/10万）：龙胜、资源；
发病率等级为2级的有[发病率（50～15）/10万]：恭城、临桂、阳朔、灌阳、荔浦；
发病率等级为3级的有[发病率（50～100）/万]：全州、永福、桂林市区；
发病率等级为4级的高发区有（发病率＞100/万）：兴安、灵川、平乐。
2000年桂林市伤寒副伤寒平均发病率为86.61/10万。
发病率等级为1级的低发区有（发病率＜15/10万）：龙胜、资源；
发病率等级为2级的有[发病率（50～15）/10万]：恭城、临桂；
发病率等级为3级的有[发病率（50～100）/万]：全州、永福、桂林市区、阳朔、荔浦；
发病率等级为4级的高发区有（发病率＞100/万）：兴安、灵川、平乐、灌阳。
2001年桂林市伤寒副伤寒平均发病率为57.54/10万。
发病率等级为1级的低发区有（发病率＜15/10万）：龙胜、资源、恭城；
发病率等级为2级的有[发病率（50～15）/10万]：平乐、临桂；
发病率等级为3级的有[发病率（50～100）/万]：永福、阳朔、荔浦、灵川、兴安、灌阳；
发病率等级为4级的高发区有（发病率＞100/万）：桂林市区、全州。
2002年桂林市伤寒副伤寒平均发病率为48.41/10万。
发病率等级为1级的低发区有（发病率＜15/10万）：龙胜、资源、恭城；
发病率等级为2级的有[发病率（50～15）/10万]：兴安、平乐、荔浦、临桂、永福；
发病率等级为3级的有[发病率（50～100）/万]：桂林市区、全州、灵川、灌阳；
发病率等级为4级的高发区有（发病率＞100/万）：阳朔。
2003年桂林市伤寒副伤寒平均发病率为38.17/10万。
发病率等级为1级的低发区有（发病率＜15/10万）：龙胜、资源、恭城；
发病率等级为2级的有[发病率（50～15）/10万]：兴安、平乐、荔浦、临桂、永福；
发病率等级为3级的有[发病率（50～100）/万]：桂林市区、阳朔、全州、灵川、灌阳；
发病率等级为4级的高发区有（发病率＞100/万）：无。
2004年桂林市伤寒副伤寒平均发病率为56.35/10万。
发病率等级为1级的低发区有（发病率＜15/10万）：龙胜、资源、恭城；
发病率等级为2级的有[发病率（50～15）/10万]：平乐、荔浦、临桂、灌阳；
发病率等级为3级的有[发病率（50～100）/万]：桂林市区、全州、兴安、永福；
发病率等级为4级的高发区有（发病率＞100/万）：阳朔、灵川。
2005年桂林市伤寒副伤寒平均发病率为31.62/10万。
发病率等级为1级的低发区有（发病率＜15/10万）：龙胜、资源、恭城、临桂；
发病率等级为2级的有[发病率（50～15）/10万]：平乐、荔浦、兴安、灌阳；
发病率等级为3级的有[发病率（50～100）/万]：桂林市区、全州、阳朔、永福、灵川；
发病率等级为4级的高发区有（发病率＞100/万）：无。
6.1.4.4 以乡镇为单位的伤寒、副伤寒发病情况分析
统计分析1990～2005年桂林市116个乡镇行政单位多年平均发病率，其中发病率在（1～10）/10万的乡镇有21个，发病率＞100/10万的乡镇有17个，其余发病率都在（10～100）/10万之间（表6.3，表6.4；图6.13）。
表6.3 桂林市各乡镇伤寒、副伤寒多年平均发病率降序排列表
表6.4 区间划分各等级的乡镇数
图6.13 桂林市伤寒、副伤寒发病率区间分析
用聚类分析法以桂林市12个县内129个乡镇的伤寒、副伤寒发病率进行聚类分级：
一级（发病率高）：文市镇、全州镇2个乡镇。
二级（发病率较高）：灵田乡、新圩乡、大圩、三街等11个乡镇。
三级（发病率较低）：灵川镇、界首、罗锦、严关等32个乡镇。
四级（发病率低）：潭下镇、定江、兴坪、青山、修仁等84个乡镇。