早期发现传染病暴发的异常情况并进行预警，有助于及时采取相应的防控措施，降低传染病暴发造成的危害。2003年以来，中国疾病预防控制中心(CDC)联合国内外多家研究机构合作开展基于传染病法定报告监测数据的预警技术研究与试点^[1-3]，于2008年4月在全国31个省(直辖市、自治区)运行了国家传染病自动预警系统(预警系统)，建立了暴发自动预警与响应机制^[4-5]。目前，已实现33种传染病的监测数据自动分析、时空聚集性实时识别、预警信号发送和响应结果实时追踪等功能，并不断进行阶段性总结和完善研究^[6-12]。为系统跟进了解该预警系统的应用效果，笔者根据地区和病种对预警系统在2016年全国的运行情况进行分析，以期改进与完善预警系统。

预警系统采用特定探测方法，以县(区)为单位，每日(或实时)自动分析全国31个省(直辖市、自治区)基于传染病报告信息管理系统所报告的传染病监测数据，将探测到的疾病异常增加或聚集的预警信号以手机短信形式发送给相应县(区)疾病预防控制(疾控)机构的疫情监测人员，并收集记录每条预警信号的响应处理信息^[4]。数据来源于2016年1月1日至12月31日预警系统产生的所有预警信号和预警信号的响应处理结果。数据下载时间为2017年3月31日。

预警系统主要采用固定阈值法和时间模型方法两类方法进行异常探测。

根据疾病危害和影响较大、较为罕见及我国疾病防控形势与疾病消除实际需要，分别针对鼠疫、霍乱、肺炭疽等15种传染病，采用固定阈值法进行实时探测，即在传染病报告信息管理系统中录入1例病例，预警系统就发出1条预警信号^[12]。各省也可根据当地疾病防控需要，将重点关注的其他病种纳入实时探测。

目前预警系统采用3种时间模型方法(移动百分位数法、累积和控制图法、聚集性疫情法)对18种传染病进行异常探测，3种方法均以县(区)为空间探测范围，每日运算1次。对于流行性腮腺炎等16种传染病采用移动百分位数法^[4]，若当前7 d病例数的发病水平超过过去5年历史同期基线数据的第n百分位数(P_n)水平时，预警系统将发出1条预警信号，各病种百分位数阈值P_n设定为：登革热等4种疾病阈值为P₅₀，甲型病毒性肝炎为P₇₀，流行性乙型脑炎等其他疾病阈值为P₈₀；采用累积和控制图法每日分析手足口病监测数据，累积计算当前3 d发病水平超过近7 d历史基线数据的程度来判断是否预警^[13]；采用聚集性疫情预警方法分析疟疾监测数据，当同一乡(镇)30 d内的报告病例数达到2例时，系统即在所属县(区)发出1条预警信号^[6]。各地区也可根据疾病实际防控需要，将重点关注的其他病种纳入时间模型法进行探测，如水痘。

预警系统运行流程分为预警信号发送、预警信号初步核实和现场调查确认3个步骤^[4-5]。基层疾控机构需要通过预警系统报告预警信号的初步核实结果和现场调查结果。①预警信号发送：预警系统通过异常探测方法运算发现疾病发病水平异常时，就会发出1条预警信号。②预警信号初步核实：预警系统用户接收到预警信号手机短信后，将通过数据分析或电话联系报告单位等方式进行信号的初步核实，若病例可能存在空间、时间和(或)人群聚集性，或发生当地罕见(少见)病种，或疫情有扩散趋势，则判定为疑似事件，否则信号被排除。③现场调查确认：对于判断为疑似事件的信号，需要进一步开展现场调查以确认是否为一起真正的暴发，并通过“突发公共卫生事件报告信息管理系统”进行报告。

本研究采用的分析指标为预警信号数、已初步判断数、响应率、响应时间、2 h内响应数、2 h内响应率、24 h内响应数、24 h内响应率、疑似事件数和疑似事件率，分别进行定义。

(1)预警信号数：预警系统发出的预警信号数量。

(2)已初步判断数：对预警系统发出的预警信号进行初步判断的信号数量。

(3)响应率(%)=已初步判断数/预警信号数×100。

(4)响应时间：指县(区)级系统用户接收到预警信号时间与信号初步核实结果反馈至预警系统时间的间隔。

(5)2 h内响应数：预警系统发出的预警信号在2 h内进行初步判断的信号数量。

(6)2 h内响应率(%)=2 h内响应数/预警信号数×100。

(7)24 h内响应数：对预警系统发出的预警信号在24 h内进行初步判断的信号数量。

(8)24 h内响应率(%)=24 h内响应数/预警信号数×100。

(9)疑似事件数：在预警系统中，疑似事件是指初步核实预警信号后，不能排除疾病发生暴发或流行，需要进行现场调查的事件数。

(10)疑似事件率(%)=疑似事件数/预警信号数×100。

2016年全国预警系统共发出325 208条预警信号，涉及2 996个县(区)。其中已初步判断数323 271条，响应率为99.40%；2 h内/ 24 h内(固定阈值法预警信号响应时间为2 h内，时间模型法预警信号响应时间为24 h内)响应数为275 895条，2 h内/24 h内响应率为84.84%；24 h内响应数为300 614条，响应率为92.44%；疑似事件数为15 964起，疑似事件率为4.91%。

2016年，预警系统产生预警信号数居前5位的省份依次为山东、河南、广西、广东和湖南，占全国预警信号总数的34.77%。31个省(直辖市、自治区)有18个响应率达到100%。2 h内/24 h内响应率居前5位依次为贵州、湖南、浙江、天津和海南省(直辖市)。疑似事件率居前5位依次为山东、福建、湖南、重庆和北京市(省)，见表 1。

2016年全国固定阈值法共发出97 689条预警信号，占预警信号总数的30.04%。其中已初步判断数96 547条，响应率为98.83%；响应时间中位数为0.74 h(P₂₅=0.17 h，P₇₅=4.23 h)；2 h内响应数为63 780条，响应率为65.29%；疑似事件数为12 566起，疑似事件率为12.86%。2016年固定阈值法产生预警信号数居前5位的依次为山东、河南、新疆、广西和安徽省(自治区)，占全国预警信号总数的41.22%。有19个省(自治区、直辖市)响应率达到100%。2 h内响应率居前5位的省份依次为贵州、天津、浙江、湖南和海南省(直辖市)。疑似事件率居前5位的省份依次为山东、福建、湖南、重庆和河南省(直辖市)，见表 2。

2016年我国规定15种疾病采用固定阈值法产生的预警信号数90 793条，占采用固定阈值法信号总数的92.94%，预警信号居前5位的病种依次为麻疹、手足口病(重症或死亡)、疟疾、丝虫病和人感染H7N9禽流感，占预警信号总数的99.20%。15种疾病中有9种响应率达到100%，其他6种疾病响应率均≥95%。响应时间中位数为0.72 h(P₂₅=0.16 h，P₇₅=4.09 h)。2 h内响应数为59 618条，响应率为65.66%，2 h内响应率居前5位的病种依次为鼠疫、人感染高致病性禽流感、人感染H7N9禽流感、霍乱和脊髓灰质炎。疑似事件率居前5位的病种依次为埃博拉出血热、人感染H7N9禽流感、不明原因肺炎、霍乱和麻疹。

各省增加的病种产生的预警信号数6 896条，占采用固定阈值法信号总数的7.06%，响应率为99.58%，响应时间中位数为1.06 h(P₂₅=0.27 h，P₇₅= 6.10 h)，2 h内响应数为4 162条，响应率为60.35%，疑似事件数为348起，疑似事件率为5.05%，见表 3。

2016年全国时间模型法共发出227 519条预警信号，占预警信号总数的69.96%。其中已初步判断数226 724条，响应率为99.65%；响应时间中位数为0.99 h(P₂₅=0.50 h，P₇₅=2.44 h)；24 h内响应数为212 115条，响应率为93.23%；疑似事件数为3 398起，疑似事件率为1.49%。预警信号数居前5位的依次为河南、山东、广东、湖南和广西壮族自治区(省)，占全国预警信号总数的34.55%。有20个省(自治区、直辖市)响应率达到100%。24 h内响应率居前5位的依次为贵州、湖南、上海、浙江和海南省(直辖市)。疑似事件率居前5位依次为重庆、山东、湖南、安徽和福建省(直辖市)，见表 4。

2016年国家规定的18种疾病时间模型预警信号为222 243条，占时间模型法产生信号总数的97.68%，预警信号居前5位的病种依次为手足口病、其他感染性腹泻病、流行性感冒、流行性腮腺炎及细菌性和阿米巴性痢疾，占预警信号总数的89.20%。18种疾病中有7种响应率达到100%，其他11种疾病响应率均≥99%。响应时间中位数为0.99 h(P₂₅=0.50 h，P₇₅=2.44 h)。24 h内响应数为206 901条，响应率为93.10%，24 h内响应率居前5位的病种依次为流行性出血热、猩红热、手足口病、伤寒/副伤寒、流行性乙型脑炎(乙脑)。疑似事件率居前5位的病种依次为登革热、钩端螺旋体病、风疹、流行性感冒和乙脑。

省级增加的病种(仅水痘1种)产生预警信号5 276条，占时间模型信号总数的2.32%，响应率为100%，响应时间中位数为0.99 h(P₂₅=0.53 h，P₇₅=2.27 h)，24 h内响应数为5 214条，响应率为98.82%，疑似事件数为152起，疑似事件率为2.88%，见表 5。

2016年预警系统可稳定地对传染病报告数据进行自动运算并能及时生成预警信号。共发出325 208条预警信号，涉及2 996个县(区)。以县(区)为单位，平均每周发出预警信号2.04条。全国预警信号响应率为99.40%，2 h内/24 h内响应率为84.84%，24 h内响应率为92.44%。有研究表明，预警系统具有良好的灵敏度和特异度，促进疾病暴发的早期发现与响应处理，有助于控制疾病的暴发规模^[13-14]。

预警系统中固定阈值法主要针对一些危害和影响较大、较为罕见的疾病。固定阈值法的响应率为98.83%，2 h内响应率为65.29%，24 h内响应率为90.59%。根据《全国传染病自动预警(时间模型)试运行工作方案》要求，固定阈值法预警信号发出2 h内，需登录预警系统填报《异常信息卡》。分析发现，麻疹和手足口病(重症或死亡病例)预警信号量较大，2 h内对预警信号进行响应的工作要求可能偏高，下一步可考虑将手足口病和麻疹的单病例预警响应时限要求进行适当调整，或调整预警方法。此外，预警信号发出的某些时间点(如午餐/午休时间、下班后等)可能影响预警信号的及时响应，当预警系统不能正常运行(如生成短信推送至发送平台出现故障)，影响预警信号响应的及时性。固定阈值法的疑似事件率为12.86%，生成的预警信号大多被排除，大多因医疗机构通过法定报告传染病信息报告管理系统报告时，错误地选填了疾病名称；或在临床诊断时，填报为固定阈值病种，后期被订正为其他传染病。

预警系统对一些常见传染病采用移动百分位数法、累积和控制图方法和聚集性疫情预警方法进行探测。从运行结果看，时间模型方法可对全部传染病暴发发出提示信号。时间模型方法为基于当前报告病例数与历史基线数据进行比较分析，故当前报告病例数越多，预警信号数可能越多。2016年时间模型方法预警信号的响应率为99.65%，24 h内响应率为93.23%。总体上，时间模型的疑似事件信号占其预警信号的比例较低(1.49%)，提示需要进一步提高预警信号的特异度，减少假阳性。分析显示，不同传染病预警效果存在较大差异，各病种的疑似事件信号占其预警信号的比例不同。不同省份的预警信号响应率和及时性均处于较高水平，但各地预警信号数和疑似事件率差异较大，预警效果仍存在较大差异。因此，提示全国各地采用统一的预警方法等参数设置也无法满足实际工作需要，下一步可考虑通过区分疾病的发病水平地区^[15]和不同流行季节^[16]或区分基线数据的工作日和周末^[17-18]，进一步提高预警系统的探测效果。也可根据不同疾病特点，深入比较基于短期和长期基线数据的时间模型方法的效果，为不同疾病选择最优方法和相关参数。各地传染病在时间空间上流行特征不同，疫情管理也不尽相同，因此，应研究开发适用于不同地区的预警方法和阈值。对于手足口病、其他感染性腹泻、流行性感冒、流行性腮腺炎、细菌性和阿米巴性痢疾常见病，累计信号量占我国规定采用时间模型法的18种疾病预警信号总量的89.20%，也可优先考虑优化其时间模型预警方法和阈值^[12]。

良好的监测数据来源和质量是有效预警的基础，采用法定报告传染病数据作为暴发探测数据来源具有明显优势，积极探索新的预警数据资源，如学校或单位因病缺课、缺勤监测、医疗机构的症状监测、药店的药品监测等，也将大大提高预警的及时性。目前，预警系统以县(区)为单位进行异常探测，空间范围仍较大。国内大多省份传染病个案报告信息填写要求已细化到乡镇(街道)甚至村(社区)一级，同时幼托儿童、学生等人群在报告卡中录入了单位信息，具备基于乡镇(街道)为探测单元的条件^[19]。考虑采用采用以乡镇(街道)为单位或基于特殊人群的单位进行异常探测，也将大幅提高预警系统的准确性。

根据不同疾病流行规律和防控需要，在预警系统中针对不同疾病个性化设置多种预警方法。目前，预警系统疑似事件率较低，在某种程度上为基层工作人员增加了工作负担。预警系统作为辅助基层工作人员早期发现疾病暴发的工具，早发现疾病暴发的可能态势后，只有借助疾控工作人员的工作经验和专业判断，才能真正实现疾病暴发的早发现和早处理。在追求预警准确性高(灵敏度和及时性好)的前提下，不能保证系统的特异度，导致阳性预测值偏低，是国际上传染病预警领域普遍面临的现实问题。实际工作中也可根据各地不同疾病防控需求，通过适当地提高方法的预警阈值，将系统灵敏度降低至可接受范围内，以此大幅度提高系统的阳性预测值。

综上所述，预警系统已成为各级疾控机构开展传染病暴发探测的辅助工具，下一步将重点探索通过区分疾病的发病水平地区和流行季节，挖掘新的预警数据源及缩小空间探测范围等方式，丰富和优化预警方法，从而提高其探测的准确性。

作者贡献:

张洪龙  ORCID：0000-0002-0352-0023

曾令佳  ORCID：0000-0002-8325-7527

张洪龙、曾令佳、王丽萍、李中杰：设计研究思路

张洪龙、曾令佳：收集和整理数据

曾令佳、赖圣杰、王丽萍：提供数据分析方法

张洪龙、曾令佳、赖圣杰、王丽萍、李中杰：共同完成文章撰写