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大气污染物与心脑血管疾病急性发作的病例交叉研究

叶瑜  
【摘要】: 研究背景及目的 心血管疾病(Cardiovascular disease,CVD)是一组以心脏和血管异常为主的循环系统疾病,包括心脏和血管疾病、肺循环疾病以及脑血管疾病。随着经济的飞速发展和人们生活水平的不断提高,心血管疾病对居民健康的影响日益加重。在我国,心血管疾病两周患病率已位居疾病别两周患病率第1位;在发达国家,心血管疾病列首位死因。因此心血管疾病已成为危害居民健康的重大公共卫生问题。 随着工业化进程的加快和经济的迅猛发展,大气污染正日趋严重,WHO估计大气污染导致每年约三百万早产儿死亡。流行病学调查也显示,大气污染对心血管、呼吸系统等疾病的发病、死亡存在一定的影响。因此,众多流行病学家致力于大气污染与人体健康关系的研究,以期为大气污染引发机体反应的机制、机理研究提供依据。目前,大气污染的心脑血管效应逐渐成为新的研究热点。一些研究表明在大气污染的急性效应下,引起心肌梗死、缺血性脑卒中、缺血性心脏病、心脑血管疾病等急诊、门诊、死亡的增加;然而也有相关研究未发现大气污染对心脑血管疾病的急性效应。随着研究的不断深入,大气污染急性效应易感人群的探索也已开展,但各研究结果存在差异。 由于不同国家和地区的大气污染水平、人群构成和社会经济因素都存在一定的差异,且随着大气污染流行病学研究方法的不断完善,混杂和偏倚得到了更加有效的控制,从而可以更加准确地评价大气污染暴露的健康效应。本研究采用时间分层的病例交叉设计,评价杭州市大气污染物(PM_(10)、SO_2、NO_2)对居民心脑血管疾病急性发作的影响,并进一步按季节(春季、夏季、秋季、冬季)进行分层分析。同时,为了探讨在大气污染暴露下哪些居民更易急性发作心脑血管疾病,特将研究对象分为男性和女性、65岁以上和以下、有慢性缺血性心脏病史和无慢性缺血性心脏病史、有高血压史和无高血压史、有糖尿病史和无糖尿病史、有高血脂症史和无高血脂症史、嗜烟对象和非嗜烟对象、嗜酒对象和非嗜酒对象等不同特征的研究对象,以期更全面、更细致地探讨大气污染与居民心脑血管疾病急性发作的关系,为心脑血管疾病的预防控制提供科学依据。 材料与方法 本研究以杭州市居民为研究对象,以杭州市CDC提供的2002年~2004年居民心脑血管疾病急性发作数据为基础,该数据来源于上城区、下城区、建德市、富阳市四个监测点,每个监测点监测人口数为10万人。对于监测点内急性发作后28日内再次急性发作的病例则仅记为一个病例,归入其28日内第一次发作的日期。大气污染物资料为杭州市环境监测中心提供的2002年~2004年各污染物日平均浓度监测数据,变量包括PM_(10)、SO_2和NO_2。同期的气象资料温度(T)和相对湿度(RH)由杭州市中心气象台提供。 本研究采用时间分层的病例交叉设计,即比较同一研究对象在急性事件发生前一段时间(病例期)的暴露情况与未发生事件的某段时间内(对照期)的暴露情况,以评价暴露与事件的关联。病例交叉设计同时间序列Poisson回归模型都是研究大气污染短期健康效应的方法,总体上说,两者得出的结果一致。时间分层的对照选择,指在一个时间层内,病例期和对照期处于同一年、同一个月和同一个星期几。本研究以心脑血管疾病急性发作为事件,纳入滞后0~3日及平均累积滞后1~3日的大气污染物浓度进入模型,对照期的暴露水平则不考虑此效应;其中滞后0日即为心脑血管疾病急性发作当日的污染物浓度(lag0),平均累积滞后1日的大气污染物浓度为当日与滞后1日大气污染物的平均浓度,平均累积滞后2日为当日、滞后1日、滞后2日的平均浓度,依次类推。单污染物模型的最佳滞后期根据各污染物最大效应值(OR值)确定。 统计分析过程主要分为两部分,描述性分析和病例交叉设计的模型拟合。描述性分析包括心脑血管疾病急性发作资料、大气污染物资料、气象资料的统计描述,并进行差异性分析及相关分析。病例交叉设计的模型拟合采用条件logistic回归模型,以每日心脑血管疾病急性发作人数为权重,分析大气污染物对心脑血管疾病急性发作的效应。同时进一步根据季节和研究对象的不同特征进行分层,一是探讨不同季节下大气污染物对心脑血管疾病急性发作影响的差异,二是探讨在大气污染暴露下具有哪些特征的研究对象更易引发心脑血管疾病的急性发作,为大气污染心脑血管疾病急性效应易感人群的研究提供线索。 所有的数据整理、管理和描述性分析均在SPSS for Windows 13.0中完成,以双侧P值小于0.05视为有统计学意义。时间分层的病例交叉设计中对照的选择和匹配通过Visual Basic 6.0编写的程序实现,病例交叉设计的条件logistic回归模型及大气污染物心脑血管疾病急性效应的参数估计则通过R 2.9.2软件中的survival程序包实现。 结果 1.杭州市2002年1月1日~2004年12月29日,四个监测点共报告病例1618例,5例病例因发病日期缺失,故最后纳入1613例病例进入本次研究。研究期间,报告的病例数呈逐年增加趋势。其中男性病例数略多于女性病例数,65岁以上老年人占74.89%;病例中具有高血压史的病例较多,具有慢性缺血性心脏病史、糖尿病史、高血脂症史和嗜烟、嗜酒的病例较少。 2.大气污染监测资料基本上能较为准确地反映杭州市CDC监测的40万人口的大气污染暴露水平。各变量呈偏态分布,其中PM_(10)为113.00μg/m~3(IQR,14.00μg/m~3~476.00μg/m~3),超过国家环境空气质量二级标准的天数达20.38%;SO_2为46.00μg/m~3(14.00μg/m~3~132.00μg/m~3),未超过国家二级标准;NO_2为53.00μg/m~3(18.0μg/m~3~135.00μg/m~3),超过国家二级标准的天数为10.69%。各污染物的季节日平均浓度存在统计学差异,从数值上看,夏季各污染物浓度的中位数偏低,冬季偏高。PM_(10)日平均浓度的各年中位数在研究期间存在差异,呈下降趋势:SO_2和NO_2在统计学上未见此差异。 3.调整气象因素后,PM_(10)、SO_2、NO_2单污染物模型的最佳滞后期均为lag0。此时PM_(10)、SO_2、NO_2日平均浓度每升高10μg/m~3,居民心脑血管疾病急性发作的OR值分别为0.998(0.986~1.009)、1.017(0.981~1.054)、1.006(0.969~1.045)。 4.按季节分层,春季、夏季、秋季各污染物在最佳滞后期时与心脑血管疾病急性发作的关联均未见统计学意义,冬季时PM_(10)、SO_2、NO_2浓度增高引起的OR值分别为1.018(0.999~1.036)、1.078(1.022~1.138)、1.028(0.970~1.090)。按性别分层,男性的结果未发现统计学意义,SO_2对女性的效应值为1.066(1.006~1.130),且与男性的效应值存在统计学差异。按年龄分层,65岁以上和以下居民的分析结果均未见统计学意义。结果提示冬季时大气污染物对居民心脑血管疾病急性发作的危害可能较大,女性比男性在大气污染暴露下更加易发心脑血管疾病。 5.按研究对象疾病史和生活习惯分层,得到有慢性缺血性心脏病史的对象和无慢性缺血性心脏病史的对象、有高血压史的对象和无高血压史的对象、有糖尿病史的对象和无糖尿病史的对象、有高血脂症史的对象和无高血脂症史的对象、嗜烟对象和非嗜烟对象、嗜酒对象和非嗜酒对象等不同特征的研究对象在最佳滞后期时心脑血管疾病急性发作与大气污染的关联均未见统计学意义。比较不同组效应值异质性,嗜烟对象和非嗜烟对象在lag2时,SO_2的效应值存在统计学差异,提示非嗜烟对象在大气污染暴露下更易引发心脑血管疾病急性发作。 结论 本研究采用时间分层的病例交叉设计,基于杭州市四城区提供的心脑血管疾病急性发作资料以及收集的大气污染物和气象因素数据,探讨大气污染与居民心脑血管疾病急性发作的关系。结果表明,大气污染物与心脑血管疾病急性发作存在一定的关联,且随着季节变化其健康效应大小有所差异,冬季最为显著。女性、非嗜烟对象在大气污染浓度增高的情况下可能更易导致心脑血管疾病的急性发作。


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