鼠疫防控实用技术:流行病学篇
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第二章 鼠疫疫源地调查及判定

第一节 鼠疫疫源地调查

鼠疫自然疫源地只有通过疫源地调查的方式,才可能被发现和认识。鼠疫自然疫源地的调查,通常是在下列情况下进行。
第一是有人间鼠疫流行。在20世纪50年代之前,鼠疫仍然在世界范围内严重流行,当时自然疫源地观念还没有被普遍接受,因而,最早的鼠疫疫源地调查都是从人间鼠疫流行严重的地方开始的。我国也是在这种情况下确定了第一片鼠疫自然疫源地。从1910年我国真正有了现代概念的鼠疫记载,东北一直是鼠疫流行最严重的地区。我国最早的鼠疫疫源地调查也是从东北开始。从人间鼠疫开始调查鼠疫自然疫源地,关键在于发现一次流行中首例患者发生的地点,并由此推测其受到感染的地点,在那些地点展开调查才有可能发现鼠疫的自然疫源地。东北的疫源地调查结果表明,自1910年以来发生的各次人间鼠疫大流行并非来自同一来源,而多数鼠疫流行的来源散布于广大的区域之内,从而导致了松辽平原达乌尔黄鼠鼠疫自然疫源地的发现。
第二是发生可疑的疾病突发事件。即使现在,鼠疫也常会发生在意想不到的地方,这些突然发生的鼠疫患者最初通常表现为集中发生的不明原因患者。在这种情况下,不应等待患者的最后确诊即应当开始针对鼠疫的疫源地调查。这样的调查不仅可能导致新疫源地的发现,而且可能是最终确定患者诊断的关键性证据。
我国有一些类型的疫源地,如青海田鼠鼠疫自然疫源地,就是因这样的突发事件发现的。更多的情况是已知的疫源地范围扩大。如2000年发生在云南、广西和贵州三省(自治区)交界地区的天生桥水库突发事件,证实了这片数十年未发生过鼠疫的地区属于自然疫源地。
第三是发生鼠类大量死亡事件。鼠疫是一种对自然宿主也致命的疾病,特别是在家鼠鼠疫地区,在人类发生鼠疫之前常常可以观察到鼠类大量死亡的现象。这种现象也应引起注意,并开展疫源地调查。
在云南,位于中缅边界的章风镇,曾经发生过这样一起事件:一家人翻修房屋后,邻居的院落里便发现死鼠,引起了邻居间的口角,以为是这家人将死鼠扔到了邻家的院子里。争吵引起了当地防疫机构的注意,他们掘开了旧屋的地基,从里面清理出两簸箕的鼠类尸体,并从这些鼠尸中分离出了鼠疫菌。这片疫源地得以确定之后,再没有发现过鼠疫患者。
第四是查阅历史资料。在更广大的地区内,鼠疫疫源地的调查常常从查阅历史资料开始,地方志常常能带来历史上鼠疫流行的线索。鼠疫的现代认识形成不过百余年,因而历史资料中不可能出现对鼠疫的确切描述。“鼠疫”这一汉语词汇最早出现于1772年,云南的鹤庆县志记载:“乾隆三十七年,鼠疫,人继之,次年又疫。”这几乎是对鼠疫现代认识的非常精确的描述,然而,能够这样可靠地判断鼠疫的记录并不多,大多数的记载多为“疫”或“大疫”。当然,这可能反映非常多样的疾病,是否需要开展鼠疫的疫源地调查,需要根据当地的自然环境来确定。
第五是对自然条件进行类比。当一些鼠疫自然疫源地已经确定,介于这些疫源地之间的那些自然条件、动植物组成类似的地区,当然也应当进行调查。我国的许多鼠疫自然疫源地,如西藏那曲地区、新疆延续在南天山和帕米尔之间山地中的鼠疫自然疫源地,都是这样发现的。
第六是鼠疫调查和监测中发现的异常情况。在鼠疫的疫源地调查或对已知疫源地的监测中,可能发现一些异常的情况,这应当进行对新地区的调查。
一、自然和社会环境调查
(一)鼠疫自然疫源地调查的目的
鼠疫是一种自然疫源性疾病。在自然界中,微生物在进化的过程中选择了一些动物,能够在这些动物的组织或器官中存活并且获得了致病性,成为对宿主同样致命的病原。微生物还选择了一些吸血节肢动物,获得了感染这些节肢动物并通过它们在动物间传播的能力。鼠疫的一个典型特征是病原体在宿主和媒介之间周期性地反复循环传播。首先,宿主是病原体寄生和繁殖的主要场所。病原体出现在宿主血液中时,可通过节肢动物叮咬而传播。病原体在媒介生物体内繁殖或经历一定的发育阶段,又可以经过叮咬的方式再次输入宿主的健康个体体内,如此循环不息。感染的节肢动物也可以叮咬人类,造成人类的感染和疾病传播。
鼠疫病原微生物所选中的这些宿主和媒介,都必须依赖一定的生存条件。它们必须获得食物以保证生存的物质来源,它们必须获得一定的营巢或隐蔽条件以逃避天敌,然而这些生存条件又受到周围自然环境的影响。此外,人类生存的社会环境还会改变自然条件。
鼠疫自然疫源地调查就是要查明鼠疫的病原微生物在自然界中的存在地点,它得以寄生的宿主和媒介以及能够影响宿主与媒介生存的自然条件。而在实际的调查中,这些目的却是以相反的顺序达到的:我们首先必须了解一个地区的自然环境与社会环境,才有可能确定鼠疫的主要宿主和主要媒介,最终才有可能划出病原微生物在自然界的存在范围。
鼠疫的疫源地调查是一种复杂的综合性工作,其中的自然和社会环境调查,大部分以取得相应的资料进行分析的方式进行。但也有一部分,其他学科提供的资料不够精确,需要进行实际的调查,这既需要现场调查,又需要实验室检测的支持。
(二)地理资料的取得和应用
地理条件对于自然生态的形成具有重要的意义,是动物和植物生存的必要条件,是疫源地调查中应该取得的第一手资料。观察是获取地理资料的基础,调查时首先应当记录所调查地区的景观,如荒漠、草原还是农田。地图是地理资料的载体,也是获取已经积累起来的地理资料的主要来源。在进行自然疫源地调查时,常需要获得尽可能大比例尺、详尽的地图,以便将调查所获取的信息标记在地图上面。
在自然疫源地的调查过程中,应首先确定调查的地点、地形、地貌、经度和纬度、海拔、山区平均切割高度等。在记录所调查地区的基本地理特征时,通常采用地图所标注的区域分类。但应将已有的地图标注与实际的观察核对,以发现自然条件是否改变。必要时,还需要获得当地的地质结构图(包括:地层、岩石种类等)。
现代的地理信息系统(GIS)可以提供非常详尽的数值化地图,同时提供对纳入信息系统的各种资料进行比较分析的手段。地理资料只是疫源地调查的基础而不是其目标,调查中所获得的资料,包括地理资料本身的改变,更包括以下介绍的各方面调查结果,都应标注在大比例尺的地图上形成景观图或生境图,以便将这些资料与地图上已经标载的资料,如坐标、海拔、地形、水系等相比较进行分析,逐步总结出各种类型的鼠疫自然疫源地典型的地理特征。
(三)气象资料的取得和应用
在自然疫源地的调查过程中,气象资料也是必须收集的内容之一,主要是根据当地气象部门的数据来分析。主要记录的数据包括:年与月平均气温、平均温差、平均降水量,日平均温差、无霜期、大气相对湿度、年干燥度、蒸发力等。
由于与其他环境因素的协同作用,温度、降水和蒸发力成为气象资料中最重要的因素。可以通过计算温湿度系数或干燥度来显示。温湿度系数表示某一地区的降水与蒸发量的比例,温度值越大,蒸发力越大;平均相对湿度越大,蒸发力越低。如果条件具备,可以绘制当地的气候图,主要包括:日照时数、无霜日数、日平均蒸发量、日平均相对湿度、日平均降水量等。通过这些指标可以作出调查地区的多边形气候图,用来表示生物种群栖居的气候特征。
(四)水文资料的取得和应用
获取的水文资料应显示的内容主要有确定当地分布的主要河流与支流、湖泊、河谷,在这些水源附近是否有雪山;地表水与地下水的常态分布状况如何;地下水基本储存量、年降水量和蒸发量的比例关系等。根据这些资料,可以系统掌握疫源地的水源情况。
江河湖泊历年的水位资料,对于确定宿主动物的栖息地、数量和迁徙具有重大价值。通常需要将这些资料与实际的发病资料相对比,以发现疾病流行的规律性。
(五)人口资料的取得和应用
大量人口聚居时,会从根本上改变当地的自然生态。因而,在进行疫源地调查时,应取得当地的人口资料。
人口资料应按照国家人口统计数据为基础。主要包括人口数量,民族组成,少数民族与汉族的比例,人口增长速度,年龄结构,成人与儿童的比例,性别比例和构成,职业比例,人口主要分布范围和密度,从事各种职业的人员基数,农牧业人口的数量,农业人口与城市人口的比例,当地主体民族的生活习惯、饮食结构、经济状况、主要从事的职业,人群的基本免疫屏障等。在实际的疫源地调查中,必要时可以进行小范围的补充调查,以确定近期的重大改变。
人口资料主要用于判断鼠疫对人类的威胁程度,不同的人口组成与不同民族的生活习惯可能造成这种威胁的重大差异。人群的生产方式,甚至可能对自然疫源地造成根本性的影响,导致疫源地消失或不同类型疫源地之间的替代。
(六)农业资料的取得和应用
农业资料包括当地主要种植的农作物品种和品系,主要农作物的种植面积以及所占耕地面积的比例,当地的粮食产量,土地灌溉水的来源,土地盐碱化和沙化的程度,是否有引进的外来物种和农业产品等。人类的垦殖活动是改变自然环境的重要因素,常导致某些种类的野生动物宿主的消失或其他种类野生的或家养的疾病宿主的迁入,从根本上改变疫源地的存在条件和疫源地结构。因而,这是疫源地调查中必须搜集的资料。
需要注意的是,农业部门所提供的资料,通常只是一个地区的主导作物以及各种作物所占的比例。在疫源地调查中,有时需要各种作物更详细的分布情况,必须进行实地调查以获得更详尽的分布图。
家畜、家禽的主要品种和数量,家庭养殖和大规模机械化养殖程度,饲料来源与加工,以及水产品养殖情况等,也是决定疾病存在与分布的重要资料。这些资料不仅涉及家畜、家禽的疾病调查,也能反映疫源地内啮齿动物的食物来源及渠道,与许多野生动物传播的疾病也有密切关系。
(七)植被调查
地理、生态保护、国土资源、林业和农业等系统和部门,都掌握着大量的植物及其分布的资料可供疫源地调查时利用。这些资料可以从有关部门有偿获得,但对于自然疫源地调查来说,这些资料往往过于笼统,因而,植被的调查常是疫源地调查中实际进行的重要内容。
在自然疫源地中,主要的植被区系和结构组成了当地独特的植物群落特征,并形成一定的优势地位。有时在两个区域的交叉或重叠地区又显示出相互混杂的植被分布特征。对于植被调查应按照植被区域划分记录不同地区所分布的植被名称、种类、数量、优势种、建群种,主要牧草的种类,它们的主要分布范围对局部气候和土坡保持的影响,土质退化对主要植被的影响,次生植物的生长以及外来物种的侵入等。
与鼠疫有关的植被类型主要有:干草原、荒漠草原、高山森林草原和高山草甸草原以及农作物区域等。这些地区中的植被组成以及植被组成的变迁,直接决定鼠疫宿主的食物和隐蔽条件,从而决定着疫源地是否存在。即使与鼠疫无关的植被类型,如森林、冰雪及高山裸岩带、流动沙丘沙漠带等,其中的植被类型与组成也决定着鼠疫宿主是否可能迁徙以及是否能够成为自然疫源地之间的屏障等。
在实际的调查中,观察是进行植被调查的重要方法。需要实地观察各种植物的分布情况,与已有资料相比较发现植被的变化过程。在观察中,不仅需要注意各种地貌中植物的建群种及其分布,还需要估计每一种生态环境中各主要植物种类所占的比例。
有的时候还需要采集植物的标本进行鉴定。这一工作十分重要,这是因为许多疾病的宿主动物往往以某一种特定的植物为食物或者某一种植被类型决定着宿主动物的生活条件。因而,通过对植被构成的细致分析,常可初步确定疾病存在的范围。
(八)土壤调查
自然疫源地的土壤类型是决定各种植物、动物及生态分布的基础条件,不同的土壤类型将会直接影响植被的分布,间接地影响啮齿类动物和其他食草动物的正常生物链。土壤中的微量元素,有时可能成为某一种致病微生物能否存在的先决条件。因此,土壤调查是疫源地调查的重要组成部分。
在地质图中可以反映土壤的性质,但为了取得不同类型土壤的详细分布资料,常常必须进行实地的调查和采样。首先需要确定调查中采集土样的土壤类型,主要有棕壤、红壤、栗钙土等11个系列,漂灰土、暗棕壤、棕壤等46个土类。土壤类型的确定应当按照土壤学已经确定的术语,而不采用群众中一般性的描述。还需要确定取样的层和深度(cm)。土壤标本采取应有编号、地点、日期、质量、数量(多点多份)。记录土色(风干土、湿润土),结构(土块形状,大小,如块状、团块状、核状、粒状、柱状、棱柱状、片状、鳞片状),石砾(大小),土性(砂土、砂壤土、壤土、豺壤土、猫土),有机质(腐殖质、泥炭含量),土层坚实度、温度、湿度、pH值,主要化学成分等。
有的时候,还必须按照一定的抽样原则实地采取土壤标本,通过化验确定各种成分及元素(钙、氯化钠、钴、铜、硒、铁、氟及微量元素等)的含量和比例。
二、动物区系调查
鼠疫是一种啮齿动物的疾病,而啮齿动物则是构成鼠疫生态系统整个动物群落的组成部分。因而,鼠疫的疫源地调查不仅包括与鼠疫有关的动物,而是要了解包括脊椎动物和节肢动物在内的动物区系。从动物区系调查开始,便进入了疫源地调查中核心的、与疾病存在直接有关的部分。
(一)脊椎动物区系调查
1.群落构成
群落构成调查主要通过观察进行,观察在一定的地理区域或生境范围内活动的每一种动物。观察时需要确定一定的条件,如有利于某种动物在外界活动的气候条件。可以采取定点观察法,即采用固定的观察位置,计数目力可见的个体种类和数量,常用于调查鸟类;样方法,即标志出一定的面积,计数在该面积中活动的个体种类与数量,常用于调查啮齿动物;还有路线法,即以步行、乘马或乘车的方式行进一定的距离,计数在路线两侧一定宽度范围内见到的个体种类与数量,常用于调查较大的动物。
对于个体较大的动物,通过观察即可确定其种类,并较为准确地计数其数量。然而,有时根据观察定种不够准确,难以区分体形相近种类的细微区别。而对于个体较小的动物,很难通过观察来定种。有时根本观察不到。因此,必要时还需要捕捉一定数量的动物。由于不同的动物需要不同的方法来捕捉,在选择捕捉方法时应当考虑到能够反映群落的实际组成和群落中各种群的实际数量。对捕获的标本进行鉴定,记录动物的名称、种类、捕获地点及同一地点捕获的数量等。
2.习见种及其种群状况
在调查过程中,按照不同种群的数量,可以区分为优势种(占捕获动物的10%以上),习见种(占捕获动物的1%~10%),少见种(占捕获动物的0.10%~1%),稀有种(占捕获动物的0.10%以下)。在寒冷的北方地区某些种类的优势地位非常突出。但是,也会有相反的情况。例如在我国南方的热带雨林地区,由于丰富的食物和良好的生存环境,使生物物种的种类非常多,而每一种的个体数量并不多,物种之间形成相互混杂的情况。
在鼠疫的自然疫源地调查中不应先入为主,事先确定与鼠疫有关的种类,并专门对这些种类进行调查。事实上,许多种类的啮齿动物都可能成为鼠疫的主要储存宿主。直到今天,还在不断地发现新的鼠疫主要储存宿主种类。至于食肉动物和食草动物也有许多种类能够感染鼠疫,并成为人类感染的来源。能够感染鼠疫的种类,可能不是群落中数量最多的种类。因此,在一个地区之中经常可见,数量较多的种类,都应该进一步调查其种群状况。
对于习见种的种群都应该调查其年龄构成。当种群中幼年个体的数量占优势时,这是一个发展型的种群,预示着种群规模的增大;相反如果老年个体占优势,这将是一个萎缩型的种群,种群中个体的数量行将减少。通常需要通过一定的形体特征来判断野生动物的年龄。如在啮齿动物通常以其臼齿的磨损程度作为估计其成体年龄的指标。其他的动物,也各有判定其年龄的标准。因而,在疫源地调查中,捕获的动物需要进行测量来获得有关年龄等的信息。
需要调查种群的性别比例。许多动物并不保持严格的雌雄比例,雄性个体可与多个雌性个体交配。在这种情况下,雌性动物的数量便成为繁殖的制约因素。雌性比例高的种群,是发展型的种群;反之则意味着种群规模的萎缩。
还需要调查繁殖状态。每一个雌性个体生产的幼仔数,在很大程度上决定了种群的发展速度。在疫源地调查中,通常需要解剖捕获的动物,计数怀孕的雌性动物数量,计数子宫中的胚胎数,已经分娩者也可以计数子宫瘢痕的数量。
(二)节肢动物区系调查
目前所知节肢动物大约有100万种,分布广泛,与人类关系密切。在自然疫源性疾病的流行过程中,节肢动物是重要传播媒介,起着在同种宿主和不同宿主之间进行疾病播散的作用。因此,节肢动物的区系调查是鼠疫自然疫源地调查的重要组成部分。
1.群落结构
由于节肢动物种类繁多,生活习性各异,要求不同的调查方法。因此,在鼠疫的疫源地调查中,很少进行完整的节肢动物群落结构的调查,而主要集中调查已知与鼠疫有关的部分,即蚤、蜱、螨、虱,特别是其中蚤类的群落构成,而且主要是与当地习见的脊椎动物种类形成寄生关系的种类。
由于节肢动物通常体形较小、数量极多、直接观察极为困难,因而,通常需要捕获一定数量的标本,进行分类计数和鉴定。
通常作为疾病媒介的吸血节肢动物需要采用不同的捕捉方法。寄生于脊椎动物体表的种类,在捕获动物标本后从其体表获得。对于大型的动物,常常只能发现叮咬或紧密附着的种类,如正在吸血的蜱或从不脱落的蠕形蚤类,易于逃散的种类常于捕获后离去而难于获得。对于如啮齿动物等小型动物,捕获后应装进布袋中扎紧,以防止寄生的节肢动物逃逸,然后采用麻醉等方法,将寄生在体表的节肢动物梳拣下来。一些媒介种类生活在动物的巢穴中,可以使用掘洞的方法,将动物的巢穴挖掘出来。将巢穴的所有内容物装入布袋,送到实验室中分拣其中隐藏的节肢动物。或使用探洞的方法,用一块绒布裹在有弹性的管子顶端,探进鼠类等洞穴的洞口中去,节肢动物就会附着在绒布的表面,再从绒布上将它们拣下来。还可以捕捉游离状态下的节肢动物,如使用粘纸捕捉在地面活动的蚤类。生活在草地中的节肢动物喜欢在不同的表面上爬行,因而可以使用一片布或黑色或白色的板平铺在草地上,蜱、螨等爬上来时由于颜色的反差很容易看见,可以把它们拣起来。
检获的节肢动物需要进行鉴定。较为熟悉的种类,可以在盐水悬滴中直接用解剖镜观察鉴定,鉴定后的标本还可以用于其他检验。对于不常见的节肢动物,通常需要制作成标本。虱、蚤、蜱、螨等通常制成显微玻片标本,以便对照文献与检索表深入鉴定。记录其种与亚种的名称,同一种类的数量,检获地点,与脊椎动物的寄生关系以及检获时的生存状态等。需要将节肢动物的群落调查与其寄生的动物联系起来。每一种动物的体表、巢穴以及其活动的场所都可以检获多种节肢动物,这些节肢动物的种类与数量,对于估计鼠疫的存在与流行特别重要。
2.鼠疫相关种类的种群状况
在鼠疫的疫源地调查中,可能与鼠疫相关的节肢动物种类也需要进一步的种群调查。
可以通过检获的数量估计种群的规模。应当注意,即使是同一类的节肢动物,其捕获的数量也因采用的方法不同而大相径庭,因而需要使用标准化的方法来进行调查和统计。
节肢动物也同样有种群动态问题。由于节肢动物的寿命较短,性别比例是估计种群动态的最重要指标。由于节肢动物多数具有变态的生活史,对各种龄期的个体数量分别进行调查和统计,常能为种群的动态演变提供重要资料。