日平均氣溫對呼吸系統疾病死亡的影響

氣候因素包括溫度、濕度、氣虛、氣流和降水。它們對身體的冷熱感覺、體溫的調節、心血管功能、呼吸功能、神經功能、免疫功能、新陳代謝等生理功能都有影響。其中,氣溫是最重要的氣象因素之一,直接或間接影響大氣環境,也影響到人類的生活和人體健康。呼吸系統疾病是一類常見疾病,這種疾病的產生和發展與人們所處的大氣環境、天氣狀況有緊密的關系。目前關于氣象因素與呼吸系統疾病的關系,國內外已有不少研究。其中,大部分是關于呼吸系統疾病門急診數和氣象因素間關系的研究,而關于人群死亡與氣象因素關系的研究大多選擇的指標是總死亡或心血管系統死亡,針對氣象因素與呼吸系統疾病死亡之間關系的研究很少。有研究指出對于呼吸系統來說,死亡是最明顯和直接的健康效應,因此關于氣象因素與呼吸系統疾病死亡之間關系的研究有重要意義。本研究采用溫度分層的病例交叉設計分析氣象因素中日平均氣溫與呼吸系統疾病死亡的相關關系,以探討氣象因素對呼吸系統疾病死亡的影響。1內容和方法1.1研究數據1.1.1死亡資料來源2004年1月1日—2008年12月31日北京市H區居民死亡統計資料來源于北京市H區疾病預防控制中心。疾病變量分類按照ICD-10編碼的呼吸疾病死亡(J00-J99)進行,主要包括肺部感染、肺炎、慢性支氣管炎、慢阻肺及肺纖維化等。1.1.2數據的收集來源于中國氣象科學數據共享服務網,為其日常監測收集的北京市氣象數據,包括2004年1月1日—2008年12月31日每日最低、最高、平均氣溫、每日平均相對濕度、每日平均風速以及每日平均氣壓。1.1.3資料來源及監測中心同期北京市“城八區”每日大氣污染物常規監測資料,來源于北京市環境監測中心。包括SO2、NO2和PM10的每日平均濃度,為城區8個國控監測點數據的算術平均值。1.2日平均氣溫特征因素的回歸分析本研究采用單向回顧性病例交叉設計,選擇死亡發生前1周的氣象因素作為對照,探討日平均氣溫對呼吸系統疾病死亡的影響。日平均氣溫是指一天24h的平均氣溫,氣象學上通常用一天中2:00、8:00、14:00、20:00四個時刻的平均氣溫作為一天的平均氣溫(即四個氣溫相加除以4)。研究期間北京市春秋季平均氣溫約15℃,夏季平均氣溫約25℃,冬季平均氣溫約0℃。但是由于0℃以下水平的天數偏少(不到300d),而且此溫度下病例天與對照天匹配情況差,可實現配對的病例太少,影響統計分析的效能。故將各年氣溫分為15℃以下、15~25℃和25℃以上三個區間(北京夏季平均氣溫約25℃,春秋季平均氣溫約15℃),分層分析各個氣溫范圍內日平均氣溫與呼吸系統疾病死亡的關系。同時,考慮到日平均氣溫對呼吸系統疾病的影響可能存在一定的滯后效應,分別觀察滯后0~3d的呼吸系統疾病死亡的變化,根據日平均氣溫單氣象因素模型的最大OR值確定最佳滯后期。采用條件Logistic回歸的分析方法,以每日呼吸系統疾病死亡人數作為權重,利用SPSS15.0中的COX回歸模塊進行擬合。考慮到大氣污染物(SO2、NO2、PM10)對呼吸系統死亡的影響,將SO2、NO2、PM10濃度作為控制變量與待研究變量(日平均氣溫)一起選入模型,比較單氣象因素和多氣象因素條件下,每日呼吸系統疾病死亡數在病例期與對照期日平均氣溫暴露的OR值,進而探討不同氣溫范圍內日平均氣溫變化對呼吸系統疾病死亡的影響。式中:ln[h(t,X)]—風險函數;ln(h0i)—基線風險函數;T、P、rH、V—日平均氣溫、氣壓、相對濕度、風速;C(SO2)、C(NO2)、C(PM10)—相應大氣污染物的濃度;β1~β7—各協變量的系數值。2結果2.1溫度范圍內污染物濃度情況如表1所示,2004年1月1日—2008年12月31日期間,北京市城八區日平均氣溫在15℃以下、15~25℃、25℃以上范圍內的天數分別為917、343、567d;各溫度范圍內平均氣溫分別為4.1、20.7、27.2℃,平均相對濕度分別為44.5%,56.6%,61.9%,平均氣壓分別為102.0、100.7、100.1kPa,平均風速分別為23.9、22.6、21.0m/s;各溫度范圍期間污染物濃度情況如表2所示。表3、4可見,2004年1月1日—2008年12月31日期間,H區呼吸系統疾病死亡共有3811人,排名前5位的是肺部感染、肺炎、慢性支氣管炎、慢阻肺及肺纖維化,各溫度范圍內日平均死亡人數分別為2.3、1.8、2.0。5年間日平均氣溫及日呼吸系統疾病死亡數變化情況如封三圖1,氣溫有明顯的季節趨勢,死亡數峰值一般在冬季或夏季,其中2006—2007年冬季為最高峰值。2.2氣溫、風速和日變化的關系如表5所示,SO2、PM10和NO2之間存在明顯正相關(P<0.05);SO2與氣溫、相對濕度、風速之間為負相關(P<0.01);NO2與氣溫、風速之間存在負相關(P<0.01),而與氣壓、相對濕度之間存在正相關(P<0.01);PM10與氣溫、氣壓、風速之間為負相關,其中PM10與氣溫的相關性無統計學意義(P>0.05),而與相對濕度之間為正相關;日均氣溫與氣壓、風速之間存在負相關(P<0.01),與相對濕度之間存在正相關(P<0.01);日死亡數與SO2、氣壓間存在正相關,與日均氣溫、相對濕度間存在負相關。2.3日平均氣溫對呼吸疾病死亡的影響在15℃以下及25℃以上區間時,日平均氣溫升高對呼吸系統疾病死亡影響的OR值在當天最大(>1),15~25℃時日平均氣溫升高對呼吸系統疾病死亡影響的OR值在滯后第2天最大(>1);15℃以下時當天日平均氣溫升高的OR值有統計學意義(OR=1.035,95%CI:1.007~1.063),而15~25℃以25℃以上時滯后0~3d內日平均氣溫對呼吸系統疾病死亡的影響均沒有統計學意義,提示日平均氣溫變化對呼吸系統疾病死亡的影響沒有明顯的滯后性。在下面的研究中選擇當日的平均氣溫進行多因素模型分析。在多氣象因素模型中,選擇當日的平均氣溫探討其對呼吸系統疾病死亡的影響。分別控制各種氣象因素,得到的結果如表7所示。在同時控制相對濕度(MRH)、日均氣壓(MP)和平均風速(MV)的條件下,在15~25℃和大于25℃時,日平均氣溫每升高1℃,呼吸系統疾病死亡數分別增加7.3%(OR=1.073,95%CI:1.002~1.149)和25.7%(OR=1.257,95%CI:1.115~1.416),關聯有統計學意義(P<0.05)。日均氣溫小于15℃時,日平均氣溫與呼吸系統疾病死亡數關聯無統計學意義(P>0.05)。提示在15~25℃的溫度區間和大于25℃時,日平均氣溫的增加可能是呼吸系統疾病死亡的一個危險性因素。3高溫和高溫間溫度的關系本研究發現,控制其他氣象因素和大氣污染物的情況下,在15~25℃時,日平均氣溫每升高1℃,呼吸系統疾病死亡增加7.3%(OR=1.073,95%CI:1.002~1.149),關聯有統計學意義。Carder等2004年在倫敦的研究發現,溫度范圍在11~25℃時,當天日平均氣溫升高1℃,呼吸系統死亡數增加88%(95%CI:0.03~1.74)。二者研究結果接近,均提示在一定溫度范圍內日平均氣溫升高是呼吸系統及死亡的危險因素。然而以往研究一般認為這一溫度區間對人體來說是比較適宜的,這其中原因可能是對呼吸系統來說,最適日平均氣溫在15℃以下,在此溫度之上,溫度升高且偏離最適溫度會導致呼吸系統死亡增加。Kovats等觀察炎熱對倫敦居民急診和死亡的影響,結果顯示在高溫天氣時,日均氣溫每上升1℃,75歲以上老年人呼吸系統疾病死亡率上升10.9%。Gouveia等對1991年至1994年巴西圣保羅每日死亡率和氣溫做線性回歸分析發現,當氣溫在20℃以上時,0~1d前氣溫的移動平均值每上升1℃,成年人和老年人呼吸系統疾病死亡率的相對危險度(RR)分別為1.021和1.023。本研究結果中,在大于25℃時,日平均氣溫每升高1℃,呼吸系統疾病死亡增加25.7%(OR=1.257,95%CI:1.115~1.416),同以上研究結果接近,證實高溫時氣溫升高是呼吸系統死亡的危險因素。而且此溫度區間(25℃以上)的OR值遠大于15~25℃區間的OR值,說明溫度范圍越高,氣溫升高對呼吸系統死亡的影響越明顯。本研究樣本中肺炎及感染死亡病例占了很大比例,有研究發現肺炎死亡率對高溫區的氣溫增加更敏感;另外很多呼吸系統疾病最終死亡原因是感染,而高熱天時感染更易發生或者加重,這兩點可能是高溫區間呼吸系統死亡人數增加更明顯的原因。有研究發現低溫是呼吸系統死亡的危險因素,即在一定溫度范圍內,溫度越低,呼吸系統疾病死亡的危險越高。如Gouveia等研究結果為,當氣溫在20℃以下時,0~20d前氣溫的移動平均值每下降1℃,成年人和老年人呼吸系統疾病死亡率的相對危險度(RR)分別為1.042和1.064;Nafstad等發現當氣溫在10℃以下時,0~7d前氣溫的移動平均值每下降1℃,呼吸系統疾病死亡率增加2.1%。而本研究發現在氣溫小于15℃時,日平均氣溫的變化與呼吸系統死亡之間沒有統計學意義。這可能是因為北京的氣溫特點與上述北歐國家有所不同,全年低溫天數和溫度范圍差別較大,人群對低溫的耐受程度有差異;或者低溫區間范圍設置過寬,未達到合適的“低溫區間”,提示后續的研究溫度區間可以分得更細。Rockl觟v等在對瑞典斯德哥爾摩氣溫與死亡之間關系的研究發現最適氣溫在11~12℃,高于這一氣溫的時候,每升高1℃,呼吸系統疾病死亡的相對危險度上升4.3%(95%CI:2.2~6.5)。Nafstad等分析1990年至1995年挪威奧斯陸居民的日死亡率與日均氣溫的關系,結果顯示呼吸系統疾病死亡率受氣溫的影響最大,最適氣溫在10℃以下。國內董英等對上海日均氣溫和居民死亡的研究得到適溫段為11.67~20.71℃,隨著氣溫的升高和降低而偏離適溫段時,每日居民死亡增加。通過本研究結果推測,北京地區呼吸系統疾病死亡與日均氣溫的關系如果存在最適宜溫度,應該在15℃以下。高于15℃時,日均氣溫增高會使呼吸系統疾病的死亡風險增加,且溫度越高的范圍影響越明顯。本研究采用按溫度范圍分層的病例交叉設計,病例交叉設計作為一種自身對照的病例對照研究,成功控制了與個體特征有關的混雜因素,如年齡、性別、吸煙情況及營養狀況等。由于全年日均氣溫變異較大,按溫度范圍分層,能夠較好地控制日平均氣溫在不同溫度范圍的聚集性,從而使研究結果更加合理。但由于室內外環境差異,使用暖氣、空調,個人活動習慣等原因,H區的外環境暴露水平不能完全代表個體的暴露水平,所以可能存在生態學謬誤,結果不能作為因果關系推斷的依據,只能提示暴露與效應的相關性。本研究采用的樣本為某區死亡病例,呼吸系統疾病死亡的總病例數比較少(日均死亡人數在