文摘
许多时间序列研究表明积极的空气污染物和哮喘发病率之间的联系。然而,很少有研究包括花粉作为一个潜在的“当这种关系检查。
本研究分析了短期空气污染物(二氧化硫(所以之间的联系2),粒子与平均测量空气动力学直径小于10µm (PM10)、二氧化氮(没有2)和臭氧(O3))和哮喘急诊室招生在马德里,西班牙,1995 - 1998年,调整为四种类型的花粉过敏潜力(齐墩果欧洲公司,Plantago sp。,禾本科和荨麻科)。数据分析使用自回归泊松回归和广义可加模型(GAM)。
最强的协会在滞后1天观察O3,3天滞后残留的污染物。single-pollutant使用泊松回归模型显示,10µg·m−3污染物水平上升导致相对的风险:1.039点10;1.029所以2;1.033没有2;和1.045 O3。调整不同类型的花粉导致这些联系没有实质性的变化。种冷multipollutant模型的污染物(包括点10,所以2和四种类型的花粉)和光化学污染物(包括没有2阿,3和四种类型的花粉)的关联点10,没有2和O3举行,但没有关系2是显而易见的。GAM分析产生了相同的结果,无论是滞后和量化的影响的污染物。
总之,常见的空气污染水平在马德里与增加哮喘急诊室有关招生,和这种联系仍然控制环境的存在花粉。
咨询委员会的这项研究是由马德里地区哮喘预防和控制项目(Comision Asesora del下区域de Prevencion y控制del Asma de la Comunidad马德里)。答:托拜厄斯从马德里自治大学的研究生奖学金。
有广泛的证据显示,与哮喘有关的发病率近年来一直在增加1,2。在马德里地区的人口年龄2-44年,7.3%有攻击的哮喘目前一段时间,3%的人患有哮喘。也增加了在流行和医疗出席哮喘,在初级保健和医院紧急设置。发病率的增加导致了研究不同的环境因素,可能与患哮喘的风险3。
最广泛研究环境因素是空气污染,因为它可以增加患哮喘的风险通过不同的机制包括:1)直接刺激效应敏感的航空公司;2)呼吸道上皮细胞的毒性作用;3)产生支气管代答,有浓度过敏原特异性和非特异性;或4)修改免疫反应,通过增加对一个免疫触发器的易感性4,5。尽管实验在动物和人类研究显示二氧化硫(这样的效果2)、臭氧(O3)和二氧化氮(没有2),最近,微粒4,5,其他的研究也产生了矛盾的结果6- - - - - -9。此外,大量的研究调查了急性影响使用时间序列方法,但这里报道结果证明有些不一致的有关污染物有牵连8,10,11。矛盾在单一污染物和哮喘发病率之间的关系可以一定程度上是由于差异研究污染物的水平和流行的混合物6,10。因此,检查各污染物的影响感兴趣的其他调整,以及污染物的影响混合物。同时,花粉水平可能是一个潜在的混杂因素在空气污染和哮喘之间的关系。然而,很少有研究包括花粉的测量作为一个“获得一个更有效的评估空气污染物的影响10,12。最后,其他研究解决花粉和空气污染物之间的相互作用,一方面和过敏10,13。
马德里的城市提供了一个很好的挑战研究大气污染物和与哮喘有关的病人入院治疗紧急情况之间的关系。马德里是一个密集的大都市的中心。污染物排放的主要来源是道路交通。此外,马德里的地理环境气候条件与排放水平直接相关,夏季和冬季反气旋频繁的情况下,阻止污染物的扩散。此外,由于流行的植物和气候条件,马德里特别是高浓度的不同类型的花粉14。禾本科pollenisation旺季从5月- 6月占20%的哮喘发作,全年在马德里举行3。
本研究的目的是分析短期联系哮喘急诊室招生andair污染物在马德里在1995 - 1998年期间,控制了潜在的混杂效应的花粉水平,以及astocompare结果采用不同的统计方法。
材料和方法
哮喘急诊室招生
哮喘(国际疾病分类代码为493哮喘)每日急诊室招生的急诊室格雷戈里奥画以Maranon大学医院,为城市排水设施占地面积555153居民,1995 - 1998年期间进行了研究。
空气污染、花粉和天气数据
污染物和分析方法如下:1)微粒测量粒子的平均每日平均空气动力学直径小于10µm (PM10)(β辐射衰减);2)的日成交均值2(吸收的紫外线荧光);3)没有股2(chemiluminiscence);和4)的最大平均8 h O3值(紫外吸收)。污染数据得到马德里市综合自动化网络的空气污染监测、预测和信息系统。监测站的数量,提供相应的污染物是13点的信息10,152也没有2,两个O3。
花粉数据来自马德里地区卫生行政部门孢粉学网络,网络包含10个监测站。信息被收集在《每日平均水平最高的花粉过敏可能在马德里,即齐墩果欧洲公司,Plantago sp。、禾本科和荨麻科与Burkard取样(容量法)。
每日平均温度和平均相对湿度,注册在巴拉哈斯气象台,位于北东8公里的马德里。信息也获得流感病例报道显示在注册表由法定传染病监测系统,和急性呼吸道感染病例出席了格雷戈里奥画以Maranon医院急诊病房为。
统计分析
普遍添加剂模型(GAM)15已成为使用最广泛的方法,评估短期空气污染对健康的影响。GAM模型提供了一个灵活的替代参数时间序列回归模型,通过非参数平滑函数,它们使季节性的影响组件的控制变量的频率和振幅,以及混杂因素的影响和与哮喘有关的紧急情况的关系是非线性的,如温度,通常阴谋一个U或V形关系。然而,最近Dominiciet al。16有报道说,在标准情况下的研究寻找短期内空气污染对健康的影响,回归系数非常小和调整是由至少两个使用非参数平滑函数的混杂因素,估计GAM模型使用GAM函数s +统计软件包可以提供有偏见的估计。
出于这个原因,灵敏度分析,两种分析策略是追求。作者用经典的方法标准化的空气污染与健康,欧洲方法(APHEA)项目17并广泛应用于其他多中心研究18。进行参数化造型的混杂变量,利用自回归泊松模型,包括以下几点:1)线性和二次趋势,以及虚变量,每年为长期趋势控制;2)正弦条件(正弦和余弦)第六为季节性控制;3)虚变量为一周的每一天,也为公共假期(工作和学校)控制短期变化;4)线性和二次术语对温度和湿度;和5)线性fordaily流感和急性呼吸道感染病例。污染物是下一个包括一个线性的基础上,评估个人滞后四阶。最后,线性条款包括评估ofpollen混杂效应。变量包含在模型选择的分别,各自水平ofsignificance或共同的基础上,根据那些最小化Akaike信息准则(AIC)19。一旦最佳模型被选中的皮尔森残差的支持下,作者然后使用theoverdispersion参数(ϕ检测overdispersion2),residualautocorrelation使用简单的图表(ACF)和偏自相关函数(PACF)17。如果有必要,自回归条件包括正确的估计方差的影响由于overdispersion和自相关17。
另外,GAM模型被用来评估结果的可靠性。GAM分析包括以下几点:1)一立方平滑样条与自由度(df)约等于研究的几个月期间,控制时间趋势和季节性20.;2)立方平滑样条函数的四df对气象的影响控制变量(温度和相对湿度),每日流感和急性呼吸道感染的情况下,和花粉水平;和3)本周每天的虚变量和公共假期。选择df的数量为每个非参数平滑函数最小化的基础上的AIC准则和使用ACF和PACF观测残差自相关20.。分析使用更严格的比平时收敛参数,建议由国家发病率、死亡率和空气污染研究(NMMAPS)16和APHEA研究人员21,为了避免任何偏见由于迭代计算的收敛问题的估计。
结果
总共有4827哮喘发作注册1995 - 1998年期间,每天平均的3.3和一系列0-26紧急情况(表1所示⇓)。总共50%的攻击涉及0 - 14岁的儿童年,25%的人年龄< 5岁,52.3%是女性。每天的时间分布哮喘急诊室招生注册一个季节性模式,有两个流行高峰发生在1996年5月和1998年5月的第二个周(图1所示⇓)。
点10所以2注册一个winter-based为主的模式,而没有2均匀分布和O3表现出强烈的季节性的组件,在夏季达到了顶峰(图1所示⇑)。一般来说,污染水平仍低于欧洲共同体提出的标准。点10,所以2也没有2呈正相关,而阿3是负相关,这些污染物和2(表2⇓)。的水平o .欧洲公司,Plantago sp。,禾本科有很强的季节性分布显示在5月和6月的峰值水平。荨麻科显示水平低于其他花粉,以及一个双峰分布,增加了4月和6月。
核心参数模型选择包括线性趋势、正弦的第六阶,虚变量多年来,天周末和公众假期,线性和二次条件的温度和相对湿度,和alinear急性呼吸道感染。虽然这个模型没有残差自相关,但它确实显示overdispersion(ϕ2= 1.42)。因此,该模型只有overdispersion纠正。就其本身而言,核心GAM模型选择包括立方平滑样条与72 df控制趋势和季节性,虚变量数天周末和公众假期,和立方平滑样条函数四df温度和相对湿度的两个df和急性呼吸道感染。这个模型没有残差自相关,也减少了overdispersion(ϕ2= 1.11)。
表3⇓显示了相对风险(RR)哮喘急诊室招生10µg·米−3在模型污染物水平上升了一个空气污染物,评估个人滞后四阶,采用泊松回归。所有的RR证明是积极的,具有统计学意义(p < 0.01)对某些点的影响10,没有2和O3。注册了O级最高3和点10,增加哮喘紧急招生10∼4%µg·m−3空气污染物的崛起。滞后描述最强的协会是第三天,除了O3关系最好的前一天。此外,统计上显著的关联结构的观察第三和四阶滞后2,所有订单除了第四天滞后为O3。表4⇓集的结果通过泊松回归single-pollutant模型取得了最好的滞后,考虑到花粉水平,单独和联合。控制花粉失败导致巨大的变化在空气污染物的影响的大小。
Multipollutant模型适合种冷污染物(包括点10所以2会同四种类型的花粉)和光化学污染物(包括没有2和O3会同四种类型的花粉)(图。2⇓)。协会保持一致的点10(RR = 1.066, 95%置信区间:1.027 - -1.107),没有2(1.024,1.005 - -1.045)和O3(1.031、1.003 - -1.060)和未加其他污染物的引入和四个花粉类型。所以2受影响最严重的是-1.009(0.966,0.925),引入点后变得消极吗10。因为下午10也没有2显示混合模式,而是其他multipollutant模型占的组合。尽管关联点10仍具有统计学意义(p < 0.05),降低∼2%调整为光化学污染物(1.044、1.001 - -1.090和1.044,1.015 - -1.073,调整时没有2和O3分别)。结果没有2当调整所以并没有改变2(1.031,1.004 - -1.059),但它的影响引入后点10-1.032(1.001,0.971),可能由于其高度的相关性。最后,轻微的差异观察造型参数的估计获得与同GAM模型(PM10:1.058,1.025 - -1.091;所以2:0.979,0.948 - -1.010;没有2:1.022,1.005 - -1.040;和O3:1.028,1.006 - -1.049(图2所示⇓))。
讨论
主要由本研究结果表明,在thesingle污染物模型中,点10,没有2和O3与与哮喘有关的病人入院治疗紧急情况积极和统计学上显著相关。这些协会保持稳定的种冷和光化学污染物模型,每种类型的剩余污染物同时介绍。同样,没有变化在证据花粉isincluded混杂变量。协会最高规模的发生点10。最直接的影响是见过啊3,与前一天污染物水平相关。这些结果与报道的一些研究基于时间序列的方法10,22- - - - - -32。
颗粒污染物之一最常在急性健康影响的评价研究,特别是呼吸道疾病的情况。虽然微粒来源往往因地方而异,柴油发动机燃烧排放的主要来源,因为柴油机排放微粒100倍比汽油引擎配备catalysers33。实验室研究证实,柴油微粒的排放会影响免疫系统,通过扮演一个辅助提高过敏炎症34。有史以来的第一个研究分析颗粒的短期效应与哮喘有关的突发事件对一个< 65岁人口由Schwartz在西雅图et al。22下午报道积极的联系100 - 4天平均滞后;在紧急情况下每增加3.7%的图10µg·m−3上升点10非常类似于观察当前的研究。在同一时期,罗西et al。23还描述了总悬浮颗粒物和积极的关系与哮喘有关的紧急情况的人口年龄在15 - 85岁。随后,Castellsagueet al。24报道一个协会之间的0 - 3天平均滞后黑烟和急诊室在巴塞罗那在受试者年龄> 14岁。再次,大小的顺序,描述了施瓦茨et al。22和当前的研究。最近,在圣克拉拉的研究25,伦敦26和贝尔法斯特27还观察到一个重要的点之间的联系10和与哮喘有关的紧急情况。相比之下,其他作者,工作在不同的地理环境和不同年龄段的人群,未能遵守本协会28- - - - - -32,35。
此外,实验研究证明远远不够2可以在nonasthmatics诱发支气管痉挛和哮喘患者。虽然引发这些影响在健康个体所需的浓度非常高,在哮喘受试者肺功能的变化带来了低剂量36。在时间序列研究中,2被一个协会的污染物与哮喘有关的紧急情况至少经常被检测到。在温哥华,贝茨et al。37观察到这种污染物之间的关联和与哮喘有关的紧急访问对象年龄> 15岁。罗西et al。23也观察到阳性结果,其他最近的研究在伯明翰38,TelAviv39,伦敦26和贝尔法斯特27统计上显著的关系,发现与当前或前一天污染物的水平。针对这一点,其他的研究22,29日,35,40,41有没能证明与哮喘有关的影响。在西班牙,在污染条件下非常类似的在马德里,Castellsagueet al。24和纽约州立大学et al。30.在巴塞罗那,头带et al。32在瓦伦西亚,也未能观察到显著的关系。
在光化学污染物,高浓度的没有2通过氧化机制采取行动产生上皮细胞损伤,减少抵抗传染性病原体,改变肺泡巨噬细胞功能和炎症介质的释放42。在流行病学时间序列的研究中,这些污染物被描述在欧洲城市更频繁。再一次,Castellsagueet al。24描述前一天污染物水平之间的重要关联在巴塞罗那和与哮喘有关的紧急情况人员年龄> 14岁。另一方面,纽约州立大学等等。30.,也在巴塞罗那APHEA研究的框架内,未能检测到一个协会在随后的系列。最近,头带et al。32观察到相当规模的关系在瓦伦西亚。同样,在伦敦的研究26和贝尔法斯特27报道显著正相关,而其他作者没有发现这种联系35,38。
O3导致肺功能的变化,这似乎脱落在连续几天重复曝光之后,诱发支气管代答,有浓度过敏原特异性和非特异性,从而引起气道炎症变化43。虽然在马德里只有两个O3测量站,与其他空气污染物大量的站,这是位于城市的地区,他们没有直接排放的影响交通。此外,它已经有了很好的保证功能,以及数据的质量,为整个城市提供了是代表44。O3一直是最常见的污染物与哮喘有关的紧急情况。科迪et al。40在新泽西是第一批作者报告统计上显著的关联。随后,积极联系也被观察到的欧洲城市30.,32,35,以及在北美(墨西哥41、加拿大29日和内华达28,31日),尽管关系的大小变化极大,也对应于最佳关联的滞后,尽管这可能取决于其他污染物相互作用的相对发病率在那些不同的地方。然而,大多数的回顾研究,积极与O3被发现最强的协会在早期报道滞后,滞后1最频繁的报道30.,32,35,41。从这个意义上说,O3有很大的氧化剂能力,造成气管和支气管的炎症反应。它也表明,重复暴露O3因为宽容。这可以解释关系直接接触污染物。的作用机制2所知甚少,尽管其氧化剂能力小于啊39。相比之下,在其他的欧洲人24,26和北美的一些研究22,25,37类似的环境中,这种关系并没有被观察到。
在流行病学时间序列的研究,旨在评估短期内空气污染对健康的影响指标,基于结果的适用性在单一或multipollutant模型是有争议的,因为个人的分离效果可能是极其困难的,由于各种空气污染物之间的共线性。在最近的研究中,点10估计显示反应引入略有增加2在冬天,其他污染物主要。所以2相比之下,很容易的引入点10。的报道水平2在马德里很低,显示一个下降的趋势。这可能主要是由于煤气体加热器的变化。尽管如此2是一个强大的支气管收缩的,它主要是上呼吸道,当空气中吸收实验的鼻子。在实验研究中,尽管影响被观察到的在较低水平,这些都是轻微的强度和快速的改善4。然后,协会中发现single-pollutant模型2可以隐藏其他污染物的影响,和消失也调整点吗10由于其高度的相关性。没有2和O3未包含的其他光化学污染物。这种行为模式也在头带的研究证据et al。32,所以2被证明是最脆弱的污染物,而与光化学污染物的关系保持不变,当这些同时介绍。
特殊利益的一个方面是花粉混淆的可能性或修改空气污染和哮喘之间的关系45。在马德里,时间分布ofasthma突发事件阴谋流行增加第二次两周期间在5月和6月前两周,恰逢禾本科的突然释放Plantago sp。花粉3。最近,安德森et al。10在伦敦,Fauroux等等。35在巴黎还包括分析和不同类型的花粉,像目前的研究,已经观察到不同的空气污染物和哮喘之间的关系保持独立,也没有修改,这样的花粉类型的影响。实验研究表明,暴露于污染物,特别是微粒和O3(但也没2所以2),可能提高气道反应环境过敏原易感个体46- - - - - -49。在时间序列的研究中仍然有一些信息在这一点上。由于倾斜花粉分布这个变量(花粉)安装使用不同的转换,如根,或者作为一个哑变量比较天没有花粉与天与花粉水平10。然而,空气污染物的结果并没有改变调整花粉转化平方根时,在使用虚拟变量有稍微变化,< 3%,种冷污染物为1%,光化学污染物。
使用GAM模型,偏差可能发生由于过于宽松的趋同标准和concurvity16,21。然而,这一研究获得的结果的基础上,造型参数不显著不同,在协会的大小和选择最好的滞后,相比更加灵活使用GAM模型。这种一致性伴随着GAM量再分析为基础,在APHEA进行研究50评估异质性在地区选举的结果,并在西欧城市产生了类似的使用参数估计的结果初步分析的方法。在这方面,作者只能由NMMAPS同意这个建议16和APHEA21研究人员谨慎使用的效果必须由GAM模型,小心被避免自动限制默认收敛参数包括在统计项目,为了防止可能的偏见的估计。作者也认为每日急性呼吸道感染病例数,因为它被广泛证明这是哮喘的一个重要原因,甚至哮喘发作。鼻病毒是导致哮喘急性加重的主要病毒51。然而,在大部分的时间序列研究评估空气污染对哮喘的短期影响流感研究人员使用,因为它是更容易获得注册。然而,作者发现最好的拟合优度,减少核心模型的可能性,当调整每天的数量的急性呼吸道感染,而不是流感。当它应该需要使用急性呼吸道感染的信息,因为它是更直接与哮喘有关。
本研究患有常见的生态设计的局限性,尤其是因为缺乏准确性测量曝光。尽管小级的关联,这些可能是与公共卫生有关的观点。由于风险而言,该协会与点观察10意味着,如果这种污染物的水平平均下降5µg·米−3,它可以防止哮喘突发事件的0.5 - -3.3%之间,也就是说,在六岁至39岁之间年度哮喘发作。然而,这些结果必须被谨慎对待,考虑到变量在模型中没有控制或复杂的污染物之间的关系可能会影响最终的结果。例如,它最近观察到当其他污染物,通常不测量,如苯,纳入multipollutant模型,与典型污染物的关系在很大程度上降低27,52。必须小心谨慎的时候得出结论的因果性质。
总之,考虑到本研究的局限性,产生的证据评估空气污染之间的关系和与哮喘有关的病人入院治疗紧急情况在这项研究中,表明在马德里常见的空气污染水平,特别是那些粒子的测量值空气动力学直径< 10µm,臭氧和二氧化氮,与哮喘急诊室招生的增加,这种影响是独立于环境的花粉浓度。作者还建议普遍添加剂的使用模型,提供最好的健康,减少自相关和overdispersion。
确认
作者感谢m·赛斯f . Ballester匿名裁判和有用的编辑评论。他们还想感谢以下团体提供的数据:区域卫生当局孢粉学网络(红色Palinologica de la Consejeria de Sanidad),马德里市空气污染控制部门(市政厅Departamento de控制de Contaminacion Atmosferica del马德里),环境质量的环境Subdirectorate-General (Subdireccion一般de Calidad环境del Ministerio de五分镍币环境)和地区哮喘预防和控制计划(而哥伦比亚地区de Prevencion y控制del Asma),格雷戈里奥画以Maranon医院急诊病房,为马德里。
- 收到了2003年2月5日。
- 接受2003年7月16日。
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