16.1: 流行病学家的语言

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学习目标

解释疾病患病率和发病率之间的区别
区分散发病、地方病、流行病和大流行病的特征
解释如何使用科赫的假设及其修改来确定疾病的病因
解释流行病学与公共卫生之间的关系

临床重点：第 1 部分

11月下旬和12月初，佛罗里达州西部的一家医院开始出现急性胃肠炎样症状的病例数量激增。患者开始到急诊室抱怨呕吐（呕吐）和腹泻（大便中没有血）发作过多。他们还抱怨腹痛和抽筋，大多数人严重脱水。医院工作人员对病例数量感到震惊，打了一些电话，得知其他地区医院每天也看到10至20例类似病例。

练习\(\PageIndex{1}\)

这次疫情可能有哪些原因？
这些案件可以通过哪些方式联系起来，如何确认任何可疑的联系？

流行病学领域涉及传染病发生的地理分布和时间，以及传染病在自然界中的传播和维持方式，目的是识别和控制疫情。流行病学包括病因学（疾病原因研究）和疾病传播调查（疾病传播机制）。

分析人群中的疾病

流行病学分析总是参照人群进行，人群是面临疾病或病症风险的个体群体。人口可以按地理位置进行定义，但如果该地区只有一部分人易受影响，则可能需要额外的标准。易感人群可以通过特定的行为来定义，例如静脉注射吸毒、养特定宠物或加入某个机构（例如大学）。能够定义人口很重要，因为流行病学中大多数感兴趣的衡量标准都是参照人口规模进行的。

患病状态称为发病率。人群中的发病率可以用几种不同的方式表达。发病率或总发病率以个人数表示，不考虑人口规模。发病率可以表示为人口中标准人数（例如 100,000）中患病个体的数量，或占人口的百分比。

发病率有两个方面与流行病学家有关：疾病的流行及其发病率。患病率是特定人群中某一时间点患有某种疾病的人数或比例。例如，美国疾病控制与预防中心（CDC）估计，2012年，大约有120万13岁及以上的人感染了活跃的人类免疫缺陷病毒（HIV）。以比例或比率表示，人口中每10万人中有467名感染者。 ¹ 另一方面，发病率是一段时间内新发病例的数量或比例。疾病预防控制中心估计，在同年和人口中，有43,165例新诊断的HIV感染病例，相当于每10万人中有13.7例新发病例。 ² 发病率和患病率之间的关系可以在图中看出\(\PageIndex{1}\)。对于像HIV感染这样的慢性疾病，患病率通常会高于发病率，因为它表示多年来累计的新病例数减去不再活跃的病例数（例如，因为患者死亡或已经治愈）。

除了发病率外，还可以报告死亡率（死亡）的发生率和流行率。死亡率可以表示为死于疾病的人口百分比或每 100,000 人的死亡人数（或其他合适的标准数字）。

1980-2010 年美国艾滋病毒流行率和发病率图。 1980年，感染艾滋病毒/艾滋病的人数接近20人，并稳步增加到100万以上。从1990年到1995年，那里的稳定时间很短。 1985年，新感染人数增加到近20万人，一直下降到1990年。它保持稳定在50,000左右。 — 图\(\PageIndex{1}\)：该图比较了艾滋病毒的发病率（每年报告的新病例数）和流行率（每年的病例总数）。患病率和发病率也可以表示为给定人群的比率或比例。

练习\(\PageIndex{2}\)

解释发病率和患病率之间的区别。
描述发病率和死亡率是如何表示的。

发病模式

仅偶尔出现且通常不集中的疾病被称为散发性疾病。散发性疾病的例子包括破伤风、狂犬病和鼠疫。在美国，导致破伤风的细菌破伤风梭菌在土壤环境中无处不在，但感染发病率很少发生，而且发生在分散的地方，因为大多数人都接种了疫苗，适当清洁了伤口，或者很少出现这种情况会导致感染。 ³ 同样，在美国，每年有几例分散的鼠疫病例，通常是由西部各州农村地区的啮齿动物感染的。 ⁴

在特定地理区域内的人群中持续存在（通常处于较低水平）的疾病称为地方病。例如，疟疾在巴西的某些地区流行，但在美国却不流行。

在一个地理区域内在短时间内发生的病例数超过预期的疾病称为流行病。流感是常见流行病的一个很好的例子。在北半球，流感的发病模式每年冬天都呈上升趋势。这些季节性增长是预料之中的，因此说流感每年冬天都会流行并不准确；但是，某些冬季在特定地区通常会出现大量季节性流感病例，这种情况可以算作流行病（图\(\PageIndex{2}\)和图\(\PageIndex{3}\)）。

流行病预示着疾病频率平衡的破坏，这通常是由于环境条件或人口的某些变化造成的。就流感而言，中断可能是由于抗原转移或漂移（参见细菌和病毒病原体的毒力因子）造成的，这使流感病毒株能够绕过其人类宿主的获得性免疫力。

在全球范围内发生的流行病被称为大流行病。例如，HIV/AIDS是一种流行性疾病，而新型流感病毒株往往会流行起来。

流感样疾病急诊室就诊百分比图。 X 轴是一年中的时间，Y 轴是百分比。全国基线接近 2.5%。所有年份在 1 月份都有一个小峰值，2 月至 4 月有较大的峰值。2007-2008 年在 2 月至 4 月有最大峰值。2008 — 2009 年 5 月至 9 月又有一个峰值。 — 图\(\PageIndex{2}\)：与前几年和以后几年相比，2007-2008年美国流感季节因流感样症状到急诊室就诊的人数远高于正常水平。（来源：疾病控制与预防中心对工作的修改）

流感和肺炎导致的所有死亡百分比的图表。 X 轴是年份，Y 轴是百分比。季节性基线在冬季波动至高点。疫情阈值仅比基线高出半个百分点。实际死亡率在这两条线上下波动。 — 图\(\PageIndex{3}\)：季节性疫情阈值（蓝色曲线）由过去五年基于CDC的数据设定。当实际死亡率超过这个阈值时，一种疾病就被认为是流行病。如该图所示，肺炎和流感相关死亡率在 2003-2004 年、2005 年和 2008 年的冬季出现了明显的流行病。（来源：疾病控制与预防中心对工作的修改）

练习\(\PageIndex{3}\)

解释散发性疾病和地方性疾病的区别。
解释地方病和流行病的区别。

临床重点：第 2 部分

医院医生怀疑，感恩节后佛罗里达州西部突然爆发的胃肠炎应归咎于某种类型的食物中毒。在两周的时间里，观察到254例病例，但到12月第一周末，疫情停止的速度与刚开始时一样快。根据疫情的局部性质，医院怀疑病例之间存在联系，因此将其医疗记录移交给地区公共卫生办公室进行研究。

对粪便样本的实验室测试表明，感染是由沙门氏菌引起的。患者范围从三岁以下的儿童到八十多岁的老年人不等。男性和女性的病例几乎平均分配。在整个地区，疫情中已确认有三人死亡，全部死于严重脱水。在每起死亡病例中，患者直到症状严重才寻求医疗护理；此外，所有死者都已患有充血性心力衰竭、糖尿病或高血压等疾病。

在审查了病历后，公共卫生办公室的流行病学家决定对随机选择的患者样本进行访谈。

练习\(\PageIndex{4}\)

如果有的话，可以从医疗记录中得出什么结论？
流行病学家希望通过访谈患者学到什么？他们会问什么样的问题？

病因学

在研究流行病时，流行病学家的首要任务是确定疾病的原因，称为病因或病原体。将疾病与特定的病原体联系起来可能具有挑战性，因为通常需要付出额外的努力来证明直接的因果关系，而不是简单的关联。仅观察疾病与疑似病原体之间的关联是不够的；需要对照实验来消除其他可能的原因。此外，如果无法立即得出导致疫情的原因的线索，通常很难发现病原体。疾病的体征和症状通常也是非特异性的，这意味着许多不同的药物可以产生相同的体征和症状。即使科学家熟悉病原体，这也会使诊断变得复杂。

罗伯特·科赫是1800年代后期第一位专门证明疾病（炭疽病）病原体的科学家。科赫制定了四项标准，现在被称为科赫的假设，为了将疾病与致病微生物积极联系起来，必须满足这些标准。没有科赫的假设，微生物学的黄金时代就不会发生。 1876 年至 1905 年间，许多常见疾病都与其病因有关，包括霍乱、白喉、淋病、脑膜炎、鼠疫、梅毒、破伤风和肺结核。今天，我们使用科赫分子假设，这是科赫最初假设的变体，可用于在疾病状态和微生物致病菌株特有的毒性特征之间建立联系。在《病原体如何导致疾病》中更详细地描述了科赫最初的假设和分子科赫的假设。

练习\(\PageIndex{5}\)

列举在确定疾病暴发病因子时面临的一些挑战。

公共卫生组织的作用

美国主要的国家公共卫生机构是卫生与公共服务部下属的疾病控制与预防中心（CDC）。疾病预防控制中心负责保护公众免受疾病和伤害。疾病预防控制中心执行这项任务的方法之一是与地区、州和地区公共卫生部门合作，监督国家应报告疾病监测系统（NNDSS）。 NNDSS在全国范围内监测被认为具有重要公共卫生意义的疾病。此类疾病被称为应报告的疾病或应报告的疾病，因为所有病例都必须向疾病预防控制中心报告。法律要求治疗患有应报告疾病的患者的医生提交病例报告。应报告的疾病包括艾滋病毒感染、麻疹、西尼罗河病毒感染等。一些州有自己的应报告疾病清单，其中包括疾病预防控制中心清单以外的疾病。

流行病学研究对应报告的疾病进行跟踪，数据用于告知医疗保健提供者和公众可能的风险。疾病预防控制中心发布了《发病率和死亡率周报》（MMWR），该报告为医生和卫生保健工作者提供了有关公共卫生问题的最新信息以及与应报告疾病有关的最新数据。表\(\PageIndex{1}\)是 M MWR 中包含的数据类型的示例。

表\(\PageIndex{1}\)：截至2016年1月2日当周美国四种应报告疾病的发病率
疾病	本周（2016 年 1 月 2 日）	过去 52 周的中位数	过去 52 周的最大值	2015 年累计病例
弯曲杆菌病	406	869	1,385	46,618
沙眼衣原体感染	11,024	28,562	31,089	1,425,303
贾第鞭毛虫病	115	230	335	11,870
淋病	3,207	7,155	8,283	369,926

链接到学习

当前的《发病率和死亡率周报》可在线获取。

练习\(\PageIndex{6}\)

描述卫生机构如何获取有关具有公共卫生重要性的疾病发病率的数据。

关键概念和摘要

流行病学是公共卫生的基础科学。
发病率意味着处于疾病状态，而死亡是指死亡；流行病学家对发病率和死亡率都很感兴趣。
发病率是指在指定时间段内新发病例（发病率或死亡率）的数量，通常以比例表示；患病率是人口中受影响的总人数，通常以比例表示。
散发性疾病很少发生，而且在很大程度上没有地理重点。在人群中，流行病的发生水平不变（通常很低）。 当本地或全球疫情的发生水平明显高于预期时，就会发生流行病和大流行病。
科赫的假设规定了确认特定病原体为特定疾病病原体的程序。如果无法分离和培养微生物，或者微生物没有动物宿主，科赫的假设在应用方面存在局限性。在这种情况下，将使用分子科赫的假设。
在美国，疾病控制与预防中心监测应报告的疾病，并每周在《发病率和死亡率周报》中发布最新消息。

脚注

1 H. Irene Hall、钱安、唐天、宋瑞光、陈米、蒂莫西·格林和康健。 “已诊断和未确诊的艾滋病毒感染流行率——美国，2008-2012年。” 《发病率和死亡率周报》第 64 期，第 24 期（2015 年）：657—662。
2 疾病控制与预防中心。 “美国和依赖地区艾滋病毒感染的诊断，2014。” 艾滋病毒监测报告 26（2015）。
3 疾病控制与预防中心。 “破伤风监测 — 美国，2001—2008 年。” 发病率和死亡率周报 60号，第12期（2011年）：365。
4 疾病控制与预防中心。 “美国的瘟疫。” 2015。 http://www.cdc.gov/plague/maps。已于 2016 年 6 月 1 日访问。