陳 蕾，馬 盼，黃開龍，宋文超，張 夢(mèng)，王式功

(1.成都信息工程大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院/高原大氣與環(huán)境四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610225；2.四川省氣象服務(wù)中心，四川 成都 610072；3. 陜西省商洛市氣象局，陜西 商洛 726099)

引 言

根據(jù)中國(guó)疾病負(fù)擔(dān)研究報(bào)告，死因疾病譜中居首的依然是腦血管疾病和缺血性心臟病，且仍保持較快增長(zhǎng)趨勢(shì)[1]。在氣候異常變化的背景下，伴隨我國(guó)工業(yè)化、城市化和人口老齡化進(jìn)程加快[2]，控制和預(yù)防心腦血管疾病是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)。

大量流行病學(xué)研究揭示，心腦血管疾病的發(fā)病與平均氣溫及氣溫日較差存在緊密聯(lián)系[3-9]。中國(guó)、日本、美國(guó)、歐洲均有研究表明，冬季因平均氣溫較低，循環(huán)系統(tǒng)發(fā)病率偏高20%～40%[10-13]。高溫和低溫都會(huì)引起發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的上升，但病種間存在差異性，例如美國(guó)丹佛市的平均氣溫偏高會(huì)顯著增加急性心肌梗死、充血性心力衰竭的住院率，但會(huì)降低冠心病和肺源性心臟病的發(fā)病數(shù)[14]；紐約的平均氣溫偏高導(dǎo)致缺血性心臟病、心律失常的入院率升高，而高血壓和心力衰竭的入院率降低[15]。在平均氣溫偏低的條件下，我國(guó)臺(tái)灣冠心病和腦梗死的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)均明顯升高，且體溫調(diào)節(jié)能力較差的老年群體受影響最大[15-16]。在不同緯度帶，心血管疾病的最高死亡率基本發(fā)生在中度低溫而非極端低溫條件下[17]。

除平均氣溫外，在亞洲、歐洲、澳洲和美國(guó)，氣溫變化導(dǎo)致的心腦血管疾病風(fēng)險(xiǎn)也被廣泛報(bào)道[18-21]。北京市有關(guān)氣象條件與人群健康風(fēng)險(xiǎn)關(guān)系的研究[22-27]表明，大幅降溫會(huì)顯著增加循環(huán)系統(tǒng)的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，且老年群體最脆弱；上海氣溫日較差是冠心病死亡的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，氣溫日較差每增加1 ℃，死亡率增加1.86%[28-29]；香港氣溫日較差對(duì)心血管疾病死亡的影響在滯后3 d最強(qiáng)[30]。韓國(guó)4個(gè)地區(qū)(首爾、仁川、大邱和釜山)的氣溫日較差與心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)呈正向關(guān)系[31]；德國(guó)的氣溫大幅波動(dòng)(變溫絕對(duì)值大于5 ℃)與急性缺血性卒中的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)[32]。然而，針對(duì)24 h變溫對(duì)健康影響的研究仍有待深化，一方面，由于氣溫波動(dòng)頻繁、正負(fù)變溫效應(yīng)疊加，在一段時(shí)期內(nèi)容易相互抵消，年內(nèi)不同階段變溫所致的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)尚不明晰；另一方面，正、負(fù)變溫對(duì)循環(huán)系統(tǒng)疾病的影響應(yīng)進(jìn)行區(qū)別分析。

由于地表能量的根本來源是太陽輻射，季節(jié)性變溫亦由太陽直射點(diǎn)的位置主導(dǎo)，而“二十四節(jié)氣”作為世界性人類非物質(zhì)文化遺產(chǎn)[33]，正好可以表征太陽直射點(diǎn)的移動(dòng)規(guī)律。因此，本文以冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病(簡(jiǎn)稱“冠心病”)和腦梗死為目標(biāo)，依據(jù)24 h變溫在節(jié)氣上的平均值，將全年劃分為正、負(fù)變溫主導(dǎo)期，再分段進(jìn)行暴露-反應(yīng)關(guān)系的建模分析，并探討心、腦血管疾病間差異。

1 資料與方法

1.1 資 料

疾病數(shù)據(jù)：收集北京市3家三級(jí)甲等醫(yī)院2008年1月1日至2012年12月31日的冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病(coronary heart disease，CHD)22 735例、腦梗死(cerebral infraction，CI)13 723例。為去除先天因素影響，剔除18歲以下急診人次，再按年齡分組，分別為小于45、45～65和大于65歲。疾病資料經(jīng)嚴(yán)格的數(shù)據(jù)質(zhì)量控制，對(duì)急診病例按照國(guó)際統(tǒng)一的疾病分類方法(ICD-10編碼)進(jìn)行分類[34]。

氣象數(shù)據(jù)：利用北京站2008年1月1日至2012年12月31日常規(guī)地面氣象觀測(cè)資料，來源于中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)(http://data.cma.cn/)。包括日平均氣溫、相對(duì)濕度、水汽壓等氣象要素，個(gè)別數(shù)據(jù)缺失用內(nèi)插法填補(bǔ)[35]。氣溫日較差是當(dāng)日最高氣溫與最低氣溫之差，24 h變溫定義為當(dāng)天平均氣溫與前一天平均氣溫之差，其為正表示溫度升高，為負(fù)表示溫度降低。為量化年內(nèi)階段性變溫趨勢(shì)，計(jì)算24 h變溫在節(jié)氣上的平均值，將平均變溫為正的節(jié)氣(階段)作為“正變溫主導(dǎo)期”；反之，變溫平均值為負(fù)的階段認(rèn)為是“負(fù)變溫主導(dǎo)期”。

1.2 方 法

1.2.1 節(jié)氣劃分及對(duì)應(yīng)日期

太陽從黃經(jīng)0°起，沿黃經(jīng)每運(yùn)行15°所經(jīng)歷的時(shí)日稱為一個(gè)“節(jié)氣”，每年360°共24個(gè)節(jié)氣。研究時(shí)段的節(jié)氣起始日嚴(yán)格根據(jù)農(nóng)歷規(guī)定的日期，在公歷中日期基本固定，其對(duì)應(yīng)日期見表1。

表1 二十四節(jié)氣對(duì)應(yīng)日期Tab.1 The corresponding dates of the 24 solar terms

1.2.2 氣象要素與疾病暴露-反應(yīng)關(guān)系研究方法

廣義相加模型GAM[36](the generalized additive model)在氣象環(huán)境與健康領(lǐng)域已得到較廣泛的應(yīng)用，可將線性與非線性變量用加和的形式表達(dá)，使用靈活。GASPARRINI[37]提出的分布滯后非線性模型(the distributed lag non-linear model, DLNM)，能夠同時(shí)反映某種暴露因素及其滯后效應(yīng)對(duì)所研究健康結(jié)局的影響，其核心是“交叉基”(cross-basis)的構(gòu)建，可以同時(shí)描述非線性的暴露-反應(yīng)關(guān)系和延遲效應(yīng)的建模框架。暴露-反應(yīng)關(guān)系研究設(shè)計(jì)思路及其統(tǒng)計(jì)分析方法均為已得到普遍應(yīng)用和驗(yàn)證的方法。

本文結(jié)合應(yīng)用GAM與DLNM模型，模型參數(shù)需進(jìn)行檢驗(yàn)(AIC準(zhǔn)則，模型殘差為白噪聲)使擬合效果達(dá)到最優(yōu)。為去除時(shí)間序列本身的趨勢(shì)，以及周末、節(jié)假日等影響，模型中需加入時(shí)間趨勢(shì)項(xiàng)和相關(guān)啞變量；要素的交叉基多采用立方樣條函數(shù)擬合要素本身效應(yīng)，多項(xiàng)式函數(shù)表示其滯后維度。以相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)(relative risk, RR)量化氣象環(huán)境條件對(duì)疾病就診/死亡人數(shù)的影響程度，其定義為一個(gè)群體暴露在一定風(fēng)險(xiǎn)下與未暴露在該風(fēng)險(xiǎn)下某事件發(fā)生概率的比值，本文計(jì)算結(jié)果中，RR值及其95%的置信區(qū)間均大于1則認(rèn)為具有顯著影響。

構(gòu)建的變溫對(duì)心腦血管疾病影響的基本模型為[36-37]：

lnE(Yt)=s(time)+basis(T)+basis(T24)+s(RH)+s(DTR)+heat+weekend+holiday+season

(1)

式中：T、T24(℃)分別為平均氣溫、24 h變溫，basis(T)、basis(T24)分別為氣溫、24 h變溫“交叉基”，交叉基函數(shù)是同時(shí)描述變量非線性效應(yīng)和滯后維度的二維空間[37]，使用樣條函數(shù)和多項(xiàng)式函數(shù)構(gòu)建其二維效應(yīng)；Yt為第t日住院人數(shù)，E(Yt)為第t日住院人數(shù)的期望值；s為自然立方樣條函數(shù)，time為時(shí)間趨勢(shì)，RH(%)為相對(duì)濕度，DTR(℃)為氣溫日較差；heat、weekend、holiday、season分別表示供暖、周末效應(yīng)、節(jié)假日和季節(jié)的影響。

研究采用SPSS19.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)；采用R3.1.2中的mgcv、dlnm程序包建立廣義相加模型和分布滯后模型。

2 基本統(tǒng)計(jì)特征

圖1為2008年1月1日至2012年12月31日北京市3家三級(jí)甲等醫(yī)院冠心病及腦梗死逐日急診人數(shù)?？梢钥闯?，北京市兩類疾病急診人數(shù)均有明顯上升趨勢(shì)，其日際振蕩明顯，總體上季節(jié)性波動(dòng)或年際周期較弱。發(fā)病的增長(zhǎng)趨勢(shì)總體與我國(guó)心腦血管發(fā)病率保持較快增長(zhǎng)[1]相一致，人口老齡化加劇、氣候環(huán)境的異常改變等均是可能誘因。本文采用資料為急診數(shù)據(jù)，一定程度上可排除外地赴京就診數(shù)。

圖1 2008年1月1日至2012年12月31日北京市3家三級(jí)甲等醫(yī)院冠心病(a)及腦梗死(b)逐日急診人數(shù)Fig.1 The daily variation of emergency visits for CHD (a) and CI (b) in three tertiary A hospitals in Beijing from 1 January 2008 to 31 December 2012

表2、表3分別列出2008年1月1日至2012年12月31日北京市3家三級(jí)甲等醫(yī)院不同人群冠心病、腦梗死急診人次及同期北京市不同氣象要素統(tǒng)計(jì)。可以看出，冠心病和腦梗死日平均急診人次分別為12.3和7.5人，心血管發(fā)病數(shù)多于腦血管疾病，且老年人群占到全部發(fā)病人次一半以上。另外，2008年1月1日至2012年12月31日北京市24 h變溫、日平均氣溫、相對(duì)濕度、氣溫日較差的取值范圍依次為-8.7～6.4 ℃、-12.5～34.5 ℃、9.0%～97.0%、1.1～21.9 ℃。

表2 2008年1月1日至2012年12月31日北京市3家三級(jí)甲等醫(yī)院冠心病、腦梗死急診人次統(tǒng)計(jì)Tab.2 The emergency visits of CHD and CI in three tertiary A hospitals in Beijing from 1 January 2008 to 31 December 2012

表3 2008年1月1日至2012年12月31日北京市氣象要素統(tǒng)計(jì)特征Tab.3 The statistical characteristics of meteorological factors in Beijing from 1 January 2008 to 31 December 2012

2008年1月1日至2012年12月31日北京市逐日24 h變溫總體符合正態(tài)分布，且80%的變溫?cái)?shù)據(jù)主要集中在-2.8～2.6 ℃(圖略)。根據(jù)2008—2012年北京市24 h變溫在不同節(jié)氣的分布情況(圖2)，將24 h變溫平均值為正的節(jié)氣劃為正變溫主導(dǎo)期(小寒至次年夏至)，24 h變溫平均值為負(fù)的節(jié)氣劃為負(fù)變溫主導(dǎo)期(小暑至冬至)，各自均包含12個(gè)節(jié)氣。在正變溫主導(dǎo)期包含了不同程度的升溫、降溫過程，在負(fù)變溫主導(dǎo)期同理。

圖2 2008—2012年北京市不同節(jié)氣的24 h變溫分布Fig.2 The distribution of temperature change between neighboring days (TCN) in Beijing for different solar terms from 2008 to 2012

為量化不同程度變溫所致的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，計(jì)算北京市24 h變溫的百分位數(shù)(表4)：將24 h變溫?cái)?shù)據(jù)從小到大排序，并計(jì)算相應(yīng)的累計(jì)百分位。在正變溫主導(dǎo)期，強(qiáng)正、負(fù)變溫分別用第75至第90百分位數(shù)(P75～P90，1.6≤T24<3.1 ℃)、第10至第25百分位數(shù)(P10～P25，-2.9≤T24<-1.3 ℃)的區(qū)間表示，中度正、負(fù)變溫分別以第50至第75百分位數(shù)(P50～P75，0.3≤T24<1.6 ℃)、第25至第50百分位數(shù)(P25～P50，-1.3≤T24<0.3 ℃)的區(qū)間表示。同理，在負(fù)變溫主導(dǎo)期，強(qiáng)正、負(fù)變溫分別用第75至第90百分位數(shù)(P75～P90，1.1≤T24<2.0 ℃)、第10至第25百分位數(shù)(P10～P25，-2.8≤T24<-1.4 ℃)的區(qū)間表示，中度正、負(fù)變溫分別以第50至第75百分位數(shù)(P50～P75，0.0≤T24<1.1 ℃)、第25至第50百分位數(shù)(P25～P50，-1.4≤T24<0.0 ℃)的區(qū)間表示。

表4 2008年1月1日至2012年12月31日北京市24 h變溫的百分位數(shù)Tab.4 The percentiles of TCN in Beijing from 1 January 2008 to 31 December 2012

3 發(fā)病人次與平均氣溫的節(jié)氣分布

圖3為2008年1月1日至2012年12月31日北京市不同節(jié)氣的平均氣溫及3家三級(jí)甲等醫(yī)院冠心病、腦梗死急診人次分布?？梢钥闯觯谛牟〖痹\人次在年內(nèi)呈“雙峰型”分布，發(fā)病高峰位于雨水至清明、寒露至冬至，低谷位于芒種至夏至。而平均氣溫較低的小寒及平均氣溫較高的夏至，相應(yīng)發(fā)病人數(shù)較低。腦梗死僅在秋冬交際的寒露至冬至處于發(fā)病高峰，其余時(shí)段相對(duì)平均。

圖3 2008年1月1日至2012年12月31日北京市平均氣溫及3家三級(jí)甲等醫(yī)院急診人次的節(jié)氣分布Fig.3 The distribution of average air temperature and emergency visits of CHD and CI in three tertiary A hospitals in Beijing for different solar terms from 1 January 2008 to 31 December 2012

春季和秋季，平均氣溫與冠心病就診人數(shù)的變化趨勢(shì)相反，即春季伴隨氣溫升高，冠心病就診人次下降；秋季伴隨氣溫下降，冠心病就診人次有上升趨勢(shì)。秋季隨著氣溫降低，腦梗死就診人數(shù)也有增加趨勢(shì)?？梢?，即使平均氣溫作為影響健康的主要因素之一，但不能解釋此類疾病的高峰時(shí)段，因此需進(jìn)一步探討變溫對(duì)發(fā)病的影響，從而深入剖析其氣象誘發(fā)機(jī)制。

4 發(fā)病人次與24 h變溫的節(jié)氣分布

圖4為2008年1月1日至2012年12月31日北京市不同節(jié)氣的24 h變溫及3家三級(jí)甲等醫(yī)院冠心病、腦梗死急診人次分布?？梢钥闯觯儨剌^大的節(jié)氣為雨水、春分、谷雨，負(fù)變溫絕對(duì)值較大的節(jié)氣在霜降、立冬、小雪。冠心病在年內(nèi)的2個(gè)發(fā)病高峰正好對(duì)應(yīng)正、負(fù)變溫較強(qiáng)的時(shí)期。而發(fā)病人次最低時(shí)恰好為正、負(fù)變溫交替，變溫絕對(duì)值最低的階段。腦梗死主要對(duì)負(fù)變溫響應(yīng)明顯。

圖4 2008年1月1日至2012年12月31日北京市不同節(jié)氣的24 h變溫及3家三級(jí)甲等醫(yī)院冠心病、腦梗死急診人次分布Fig.4 The distribution of TCN and emergency visits of CHD and CI in three tertiary A hospitals in Beijing for different solar terms from 1 January 2008 to 31 December 2012

5 24 h變溫與兩類疾病風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)聯(lián)性

5.1 24 h變溫對(duì)冠心病發(fā)病的影響

圖5為2008年1月1日至2012年12月31日北京市正變溫主導(dǎo)期及負(fù)變溫主導(dǎo)期24 h變溫對(duì)冠心病總?cè)巳猴L(fēng)險(xiǎn)的滯后效應(yīng)?？梢钥闯觯儨刂鲗?dǎo)期，正變溫顯著增加冠心病風(fēng)險(xiǎn)，且存在滯后效應(yīng)，滯后1～3 d最強(qiáng)，負(fù)變溫僅在當(dāng)天有較弱影響。在負(fù)變溫主導(dǎo)期，僅出現(xiàn)極端負(fù)變溫時(shí)，冠心病風(fēng)險(xiǎn)在滯后6～7 d增加。

圖5 2008年1月1日至2012年12月31日北京市正變溫主導(dǎo)期(a)及負(fù)變溫主導(dǎo)期(b)24 h變溫對(duì)冠心病總?cè)巳旱臏笥绊慒ig.5 The lag effect of TCN on CHD patients during positive TCN period (a) and negative TCN period (b) in Beijing from 1 January 2008 to 31 December 2012

此外，在24 h變溫值為3 ℃和-3 ℃時(shí)，24 h變溫對(duì)冠心病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的影響存在顯著的年齡差異(圖6)。即在24 h變溫為3 ℃時(shí)，小于45歲人群對(duì)變溫具有即時(shí)響應(yīng)，而中年人群(45～65歲)在滯后3 d時(shí)危險(xiǎn)度最高；在24 h變溫為-3 ℃時(shí)，老年人(大于65歲)對(duì)氣溫變化最敏感，滯后5～6 d最強(qiáng)。

圖6 2008年1月1日至2012年12月31日北京市在24 h變溫為3 ℃(上)及-3 ℃(下)時(shí)不同年齡段冠心病風(fēng)險(xiǎn)的響應(yīng)(黑色圓點(diǎn)表示RR值，線段表示RR的95%置信區(qū)間，下同)Fig.6 The risks of CHD for each age-specific group when TCN was equal to 3 ℃ (the top) and -3 ℃ (the bottom) in Beijing from 1 January 2008 to 31 December 2012(the black dot for RR values, and the line segments for 95% confidence intervals for RR, the same as below)

表5、表6分別為正變溫主導(dǎo)期、負(fù)變溫主導(dǎo)期不同程度24 h變溫對(duì)各人群冠心病風(fēng)險(xiǎn)的影響，為避免表格過于冗雜，典型變溫值以前文變溫百分位數(shù)的劃分為基礎(chǔ)，選取暴露-反應(yīng)關(guān)系效應(yīng)最顯著的變溫?cái)?shù)值：24 h變溫為-2、-1 ℃時(shí)分別代表強(qiáng)負(fù)變溫、中度負(fù)變溫，24 h變溫為1、2 ℃時(shí)分別代表中度正變溫、強(qiáng)正變溫。

在正變溫主導(dǎo)期，就性別分組而言，男性主要受正變溫影響，滯后3 d最強(qiáng)；女性主要受中度正、負(fù)變溫的影響，且均為即時(shí)效應(yīng)，其中T24=1 ℃時(shí)，RR可達(dá)1.10(表5)。就年齡分層而言，正變溫主導(dǎo)期的正變溫對(duì)青年人群(小于45歲)影響最強(qiáng)，RR可達(dá)1.31，對(duì)中年人群(45～65歲)的影響次之(RR=1.12)。在負(fù)變溫主導(dǎo)期，就性別分組而言，僅女性對(duì)負(fù)變溫敏感(表6)。就年齡分層而言，負(fù)變溫主導(dǎo)期的負(fù)變溫(T24=-1 ℃)對(duì)老年人有滯后效應(yīng)，RR為1.03。

表5 2008年1月1日至2012年12月31日北京市正變溫主導(dǎo)期不同程度24 h變溫對(duì)各人群冠心病風(fēng)險(xiǎn)的影響Tab.5 Effect of different TCN on the risk of CHD for all groups during positive TCN period from 1 January 2008 to 31 December 2012 in Beijing

表6 2008年1月1日至2012年12月31日北京市負(fù)變溫主導(dǎo)期不同程度24 h變溫對(duì)各人群冠心病風(fēng)險(xiǎn)的影響Tab.6 Effect of different TCN on the risk of CHD for all groups during negative TCN period in Beijing from 1 January 2008 to 31 December 2012

另外，出現(xiàn)與主導(dǎo)性變溫相反的情況，即正變溫期的負(fù)變溫、負(fù)變溫期的正變溫，也會(huì)顯著增加中、老年組的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。

5.2 24 h變溫對(duì)腦梗死發(fā)病的影響

圖7為2008年1月1日至2012年12月31日北京市正變溫主導(dǎo)期及負(fù)變溫主導(dǎo)期24 h變溫對(duì)腦梗死總?cè)巳猴L(fēng)險(xiǎn)的滯后效應(yīng)。可以看出，在正變溫主導(dǎo)期，正變溫只在極端情形下有影響(變溫大于6 ℃)，且滯后日數(shù)在1～3 d；而負(fù)變溫則會(huì)增大腦梗死風(fēng)險(xiǎn)，且滯后2～4 d時(shí)影響最強(qiáng)。在負(fù)變溫主導(dǎo)期，僅正變溫會(huì)導(dǎo)致腦梗死風(fēng)險(xiǎn)增加，且滯后0～3 d。此外，在正變溫主導(dǎo)期，兩性對(duì)變溫的響應(yīng)存在差異(圖8)，即女性在負(fù)變溫下腦梗死風(fēng)險(xiǎn)上升，而男性對(duì)強(qiáng)正變溫較敏感。各年齡層對(duì)正、負(fù)變溫的響應(yīng)差異不明顯(圖略)。

圖7 2008年1月1日至2012年12月31日北京市正變溫主導(dǎo)期(a)及負(fù)變溫主導(dǎo)期(b)24 h變溫對(duì)腦梗死總?cè)巳猴L(fēng)險(xiǎn)的滯后效應(yīng)Fig.7 The lag effect of TCN on CI patients during positive TCN period (a) and negative TCN period (b) in Beijing from 1 January 2008 to 31 December 2012

圖8 2008年1月1日至2012年12月31日北京市正變溫主導(dǎo)期女性(a)和男性(b)腦梗死發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)對(duì)24 h變溫的響應(yīng)Fig.8 The response of CI risks for female (a) and male (b) to TCN during positive TCN period in Beijing from 1 January 2008 to 31 December 2012

表7、表8分別為正變溫主導(dǎo)期、負(fù)變溫主導(dǎo)期不同程度24 h變溫對(duì)各人群腦梗死風(fēng)險(xiǎn)的影響。在正變溫主導(dǎo)期，就性別分組而言，僅女性對(duì)負(fù)變溫有顯著響應(yīng)，滯后2 d時(shí)RR達(dá)1.18。不同程度24 h變溫對(duì)各年齡層發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)均無顯著影響。

表7 2008年1月1日至2012年12月31日北京市正變溫主導(dǎo)期不同程度24 h變溫對(duì)各人群腦梗死風(fēng)險(xiǎn)的影響Tab.7 Effect of different TCN on the risk of CI for all groups during positive TCN period in Beijing from 1 January 2008 to 31 December 2012

表8 2008年1月1日至2012年12月31日北京市負(fù)變溫主導(dǎo)期不同程度24 h變溫對(duì)各人群腦梗死風(fēng)險(xiǎn)的影響Tab.8 Effect of different TCN on the risk of CI for all groups during negative TCN period in Beijing from 1 January 2008 to 31 December 2012

在負(fù)變溫主導(dǎo)期，就性別分組而言，男性和女性均對(duì)正變溫具有顯著響應(yīng)，其中女性在滯后0 d(當(dāng)天)時(shí)，RR最大達(dá)到1.15。就年齡分組而言，青年人群(小于45歲)，正變溫在滯后2 d時(shí)對(duì)腦梗死發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)具有顯著影響，RR值最大達(dá)到1.23；中年人群(45～65歲)，同樣是正變溫會(huì)在當(dāng)天對(duì)腦梗死發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)具有顯著影響，RR值最大為1.16。

6 討 論

本文以節(jié)氣的平均變溫情況為依據(jù)，將一年劃分為正、負(fù)變溫主導(dǎo)期，在此基礎(chǔ)上探究不同幅度的24 h變溫對(duì)人群冠心病和腦梗死發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的影響。

選取冠心病和腦梗死作為心、腦血管疾病的典型代表，發(fā)現(xiàn)冠心病的發(fā)病高峰出現(xiàn)在驚蟄至清明、寒露至冬至，腦梗死在秋冬交際發(fā)病最多?？梢娖涓呙舾行怨?jié)氣均為冷熱氣團(tuán)交替頻繁、氣溫變率最大的時(shí)期。小寒、大寒雖然平均氣溫低，但天氣較穩(wěn)定，加之戶外活動(dòng)時(shí)間少，室內(nèi)有采暖措施，故發(fā)病人次反而較少，其他研究也有類似發(fā)現(xiàn)[38-39]。也有研究發(fā)現(xiàn)，腦梗死在春夏、秋冬過渡期發(fā)病增加，腦出血僅存在冬季高峰，心肌梗死的發(fā)病高峰也在11月至次年1月[40-41]。此外，血壓的動(dòng)態(tài)變化也與二十四節(jié)氣有關(guān)，高血壓患者在小寒血壓最高，大暑血壓最低；在清明、芒種，舒張壓達(dá)標(biāo)人數(shù)最多，而在立夏、大暑，收縮壓達(dá)標(biāo)人數(shù)最多[42]，其并發(fā)心腦血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)值得進(jìn)一步研究。

對(duì)人群分層研究顯示，正變溫會(huì)明顯增加大部分人群的冠心病風(fēng)險(xiǎn)，且女性更為敏感，而老年群體則對(duì)負(fù)變溫更敏感。對(duì)于腦梗死患者，與氣候態(tài)相反的變溫會(huì)導(dǎo)致額外風(fēng)險(xiǎn)，女性同樣更敏感。其他流行病學(xué)研究也顯示，氣溫的驟然變化可引起其發(fā)病、死亡率的升高，且不同地區(qū)(意大利、臺(tái)北、高雄、雅典、北京)的結(jié)果相對(duì)一致[43-55]。

變溫對(duì)兩種疾病影響的滯后時(shí)間有所差異，對(duì)于冠心病，正變溫的影響即時(shí)出現(xiàn)并持續(xù)4～5 d，而負(fù)變溫在滯后5 d時(shí)危險(xiǎn)度最大；就腦梗死而言，同樣是正變溫的影響有即時(shí)性，且正、負(fù)變溫的影響均有短期滯后(1～3 d)。以往研究[56-58]已揭示高溫對(duì)心腦血管疾病的影響具有即時(shí)性，低溫則具有顯著的滯后效應(yīng)，這與本文結(jié)論基本一致。

生理研究結(jié)果也為變溫導(dǎo)致發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)上升的現(xiàn)象提供了理論依據(jù)，例如，研究發(fā)現(xiàn)栓塞性心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)與氣溫呈U型關(guān)系，即冷熱應(yīng)激都會(huì)增大疾病風(fēng)險(xiǎn)[16]，溫、壓劇烈變化可導(dǎo)致交感和副交感神經(jīng)功能失調(diào)，腎上腺素分泌增加，導(dǎo)致細(xì)小動(dòng)脈痙攣，血壓升高，冠狀血管收縮，心肌缺氧，血小板聚集形成血栓，毛細(xì)血管的阻力加大[17,43-45]。此外，人體熱平衡實(shí)驗(yàn)及模型模擬結(jié)果也表明，在環(huán)境天氣條件、熱輻射條件突變時(shí)，由于寒顫、出汗、皮膚血流量等人體調(diào)節(jié)機(jī)制，人體的核心溫度會(huì)上升[59]。而大量實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明體溫升高會(huì)影響腦代謝，改變血腦屏障通透性，引起酸中毒和增加神經(jīng)興奮性氨基酸釋放，從而增大腦梗死發(fā)病和死亡風(fēng)險(xiǎn)[60-62]。

老年人常被認(rèn)為是受氣溫及其波動(dòng)影響最大的人群[63]。本文發(fā)現(xiàn)老年群體僅對(duì)負(fù)變溫更為敏感。一項(xiàng)美國(guó)的研究[64]指出，隨著城市化發(fā)展、空調(diào)的使用增加，老年人與熱有關(guān)的心血管死亡人數(shù)有所下降，而與寒冷相關(guān)的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)依然存在。并且老年人存在定期服藥等因素，而中、青年群體的工作壓力大，精神、身體負(fù)擔(dān)較重，受戶外環(huán)境影響較多，這也是中年組受變溫短期影響更強(qiáng)的原因。一項(xiàng)歐洲的研究[65]也揭示，季節(jié)變化對(duì)女性心肌梗死患者的影響更明顯，死亡率也更高，與本文關(guān)于腦梗的結(jié)論有相似之處。

由于正、負(fù)變溫效應(yīng)的疊加、背景溫度基準(zhǔn)值的影響，量化變溫與發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系相對(duì)復(fù)雜，本文首次采用二十四節(jié)氣劃分年內(nèi)變溫階段。而模型揭示的影響滯后期，受病種特征、資料時(shí)段、模型構(gòu)造及其他社會(huì)環(huán)境因素影響，本文結(jié)論僅基于北京市3家三級(jí)甲等醫(yī)院2008—2012年的資料，日后還需覆蓋范圍更廣、時(shí)間序列更長(zhǎng)的醫(yī)療資料來驗(yàn)證和拓展。

7 結(jié) 論

北京市24 h變溫對(duì)冠心病、腦梗死風(fēng)險(xiǎn)均有顯著的短期影響，但存在病種間差異，相關(guān)人群應(yīng)采取針對(duì)性預(yù)防措施。尤其對(duì)于老年冠心病患者，相比于降溫階段，增暖階段的負(fù)變溫會(huì)導(dǎo)致更高的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于中、青年人群，降溫階段的正變溫會(huì)增加其腦梗死風(fēng)險(xiǎn)。

DOI:10.1016/j.heliyon.2020.e04034