摘要
很少有研究探讨与交通有关的空气污染与幼儿呼吸道疾病之间的关系。在一项出生队列研究(n =∼4,000)中,作者评估了哮喘/过敏症状和呼吸道感染在生命前四年的发展。
与交通有关的室外空气污染物浓度(二氧化氮PM)2.5切断,粒子以50%的空气动力学直径2.5μm和烟尘)被分配到出生地家庭住址与土地使用回归模型。他们通过逻辑回归与医生诊断的哮喘、支气管炎、流感和湿疹的问卷数据以及自我报告的喘息、夜间干咳、耳/鼻/喉感染和皮疹的问卷数据相联系。总免疫球蛋白和特异性免疫球蛋白(Ig)E对常见过敏原在亚组(n = 713)进行了测量。
每四分位污染区间的调整优势比(95%置信区间)对于喘息(1.2(1.0-1.4)对于煤烟)、医生诊断的哮喘(1.3(1.0-1.7))、耳/鼻/喉感染(1.2(1.0-1.3))和流感/重感冒(1.2(1.0-1.4)均有提高。对于其他端点没有观察到一致的关联。空气污染与对常见食物过敏原的特异性敏感(1.6(1.2-2.2)对烟灰的敏感性)之间存在正相关,但在IgE测量的亚组中未发现总IgE。
与交通有关的污染与呼吸道感染以及在生命最初4年的一些哮喘和过敏措施有关。
许多研究表明,暴露于室外空气污染物会加剧已经存在的哮喘1,2,但目前还不清楚室外空气污染是否增加哮喘或过敏性疾病的儿童中的发病率。虽然研究有限数量的哮喘和臭氧之间的关联描述3.,4,有越来越多的证据表明,特别是与交通有关的接触空气污染物可能是更大的重视哮喘和过敏性疾病的发展5- - - - - -18。
特别是,最近的一些研究已经直接从机动车辆的排放和哮喘或哮喘症状引起的空气污染的浓度之间的关联报道5,6。横断面研究发现肺功能下降7呼吸道症状或患病8- - - - - -14为住在或就读于紧靠交通繁忙道路的学校的个人而设。几项病例对照研究也发现了交通强度和呼吸结果(如喘息发生率)之间的联系14和哮喘15或因喘息性支气管炎住院治疗(4 - 48个月大的儿童)16或治疗哮喘(5岁以下儿童)17。尽管这些研究中的大多数依赖于到主要道路的距离或交通强度作为空气污染物暴露的代理指标,但有人认为,生活在繁忙道路附近会对呼吸系统健康产生不利影响。一些数量较少的研究包括直接测量或模拟空气污染浓度。例如,最近的两项分析18,19建议哮喘和美国加利福尼亚州公路污染物的几项措施之间的关联,并在德国的一个横断面研究哮喘和咳嗽和支气管炎患病率(但不与儿童特应性)之间11,估计所有家庭及学校地址的空气污染浓度。一项使用排放模型来估计风险的研究20.显示几个与交通有关的污染物和现在的喘鸣或哮喘之间的关联,但与过敏原致敏。一系列在荷兰完成的研究表明,孩子的生活道路附近水平高的卡车交通与生活的道路上用更少的货车通行儿童相比表现出较低的肺功能多为慢性呼吸道症状21。在与交通有关的空气污染物水平的学童的呼吸健康测量中,发现了类似的关系,特别是那些特定于卡车的空气污染物,在他们的学校测量22,23。几项研究24- - - - - -26也有证据表明,交通相关的空气污染可能与幼儿呼吸道症状的增加有关,尽管缺乏有关呼吸道感染的数据,尤其是队列研究的数据。
The present authors previously reported the relationship between traffic-related air pollution and the development of asthmatic symptoms, allergic diseases and respiratory infections at age 2 yrs in a birth cohort study in the Netherlands26。在这项研究中26,暴露于空气污染,估计在现有的出生队列研究,即。哮喘、螨类变态反应(PIAMA)的预防与发病27,28。该研究的一个独特方面是使用从土地使用回归模型得出的每个队列成员的个人接触估计29- - - - - -31。暴露于交通相关的空气污染的个体估计是使用经过验证的模型基于地理数据和二氧化氮的空气污染测量来计算(NO2),粒子与空气动力学直径2.5μm(50%点2.5和过滤器反射率,即颗粒碳元素(烟尘)的测量。在2岁时,与交通有关的空气污染物与喘息有显著的正相关关系。在德国慕尼黑进行的一项相关研究32使用相同的暴露评估方法发现与交通相关的空气污染物与咳嗽之间存在关联,但结论是,年轻的队列(2岁)排除了与哮喘相关的结论。
尽管目前的作者先前的分析26提示与交通有关的空气污染与2岁时的哮喘和呼吸道感染有关,在如此年轻的年龄报告的喘息或哮喘的含义有些不清楚。因此,先前对同一出生队列的分析进行了扩展,以评估个人暴露于与交通相关的空气污染的水平估计值与4岁时报告的呼吸道症状和过敏措施之间的相关性。在4岁时报告哮喘和喘息症状有更明确的含义,尽管哮喘的诊断仍然是试验性的。此外,研究人员还分析了空气污染与客观测量的对常见过敏原的敏感性之间的关系。
方法
研究人群
PIAMA前瞻性出生队列研究在荷兰的一系列不同规模的社区中招募了4,146名怀孕后期的儿童27,28。该研究方案经各参与机构的伦理审查委员会,并从所有参与者获得知情同意书。在成立之初,该研究包括一组谁被随机分配到其中使用不含过敏原的床垫罩的控制和干预组855高危儿的。此外,研究对象包括自然历史组3291名儿童,其中包括472高危儿。高风险的孩子们被获取信息有关的自我报告的哮喘或怀孕母亲医生诊断过敏的报告,以屋尘,尘螨,宠物或花粉出生前确定。The current analysis included all children (natural history and intervention) who remained in the cohort at 4 yrs of age.
暴露评估
暴露评估的详细信息已在别处报道29- - - - - -31,33。简单地说,在出生时的家庭住址空气污染浓度,通过模型的空气污染测量相结合的地理信息系统(GIS)来计算。微粒(如PM定义2.5),没有2和煤烟(确定为PM的反射率)2.5过滤器)在设计用于从流量来源捕捉污染的最大可变性40个测量。At each location, measurements were conducted for four 2-week periods dispersed throughout 1 yr (March 1, 1999 to April 20, 2000; corresponding to a period when the cohort was on average 2–3 yrs old) and then adjusted for temporal trends to calculate long-term average concentrations. The adjustment consisted of: 1) calculation of an annual average for a single reference site where 14-day integrated samples were made for the entire study period; 2) calculation for the reference site of the difference between the annual average and the measurements for each 2-week sampling period at all other sites; 3) addition of the difference for each sampling period to the measured concentrations at each site during this period; and 4) calculation of an annual average from the adjusted values31。因此,这种暴露评估方法强调前4年长期平均浓度的空间对比,因为它比短期浓度的时间变化对慢性呼吸道疾病的发展有更大的相关性。在同一地点,还收集了每个监测地点附近交通的地理信息系统数据。建立回归模型,将40个监测点的年平均浓度与GIS变量联系起来;例如高流量的数量250米半径内道路的位置,存在一个主要道路50米的距离内,建筑物的密度在300米半径和一个指示器的地区使用模型来预测烟尘浓度。为PM开发了具有描述交通强度的相似变量的模型2.5也没有2。这些机型在年平均浓度为PM解释变异的73,81和85%2.5,煤灰及否2分别29- - - - - -31。这些模型应用于在每个队列成员的家庭住址测量的相同地理信息系统变量,以获得个人长期环境空气污染暴露估计。对出生时的地址进行了暴露评估,以反映作者对早期暴露对呼吸健康的影响的兴趣。
问卷调查数据
从队列成员的父母填写的调查问卷,同样的健康结果在本作者以前分析26选择描述哮喘、变态反应性疾病和感染指标的症状频率和医生诊断(表1⇓)。问卷是在怀孕期间,在孩子3个月大的时候,在孩子的第一个、第二个、第三个和第四个生日的时候完成的。每一份问卷都包含一组核心问题,随着年龄的增长,这些问题还会得到补充,即。additional variables describing wheeze and asthma development were added to the current analysis (table 2⇓)。在线补充材料清单的症状,诊断,准确的问题,早发性短暂,迟发性和持久性哮鸣音,并根据报告的症状和其他条件“可能/可能哮喘”的定义的定义。该定义是根据荷兰的全科医师协会的指导方针在PIAMA项目开发的,具有相同的那些哮喘和过敏症的儿童中的国际研究的相关问题34。采用与本作者先前研究相同的潜在混杂变量进行分析(表3⇓)。选择这些变量的数据,从可用的最早的调查问卷,与出生地址估计暴露一致。Details are presented in the legend of table 3⇓。
致敏性数据
在4岁时对713名儿童进行了血样采集,这些儿童在3个月时也进行了家访,并完成了第4年的问卷调查。所有家长都同意抽血。参与干预研究的儿童和队列中自然历史部分的儿童在3个月大时进行了家访35。测定了屋尘螨、猫、狗、指节、桦树花粉、黑斑病、鸡蛋和牛奶的总免疫球蛋白和特异性免疫球蛋白E水平。根据Sanquin实验室(荷兰阿姆斯特丹)使用的标准操作程序,采用类似于放射变态反应性试验的方法对IgE进行了测定。阳性反应定义为IgE水平为>0.35 IU·mL−1。致敏被定义为IgE升高到任何所测量的变应原,任何室内变应原,任何室外过敏原或任何食物变应原的。
统计分析
暴露与健康结果之间的关联通过多重逻辑回归分析,并对混杂变量进行调整。对4岁时仍在出生地址的一组和一周岁后仍在出生地址的一组进行敏感性分析。虽然主要分析集中在4岁时的健康结果和出生后第一年的危险因素之间的关系,但也进行了单独的分析,包括4岁时的问卷调查的危险因素信息(煤气灶、宠物、兄弟姐妹和家庭潮湿)。优势比(或)提出了一个四分位范围增加空气污染物浓度相当于3.3µg·m−3对于PM2.5,0.58×10−5 m−1烟尘(对应0.84μg·m−3元素碳)30.和10.6µg·m−3没有2。为了评估空气污染和症状之间的联系是否在敏感儿童中更强,还对敏感人群的子集进行了分层分析。
结果
健康结果的发生率
在第一次问卷调查时(3个月大),212名儿童退出了研究(n = 3,934)。1岁时队列人数为3745人,2岁时为3730人。在4岁时,收集了3538名儿童的数据,相当于85.3%的留存率。在4岁时仍在研究人群中的儿童中,有608名(17.2%)在干预组,这一比例(19.3%)略低于队列开始时的比例。辍学的主要原因是兴趣的丧失,缺乏可用的时间和主题的移动和变得难以追踪。虽然没有完整的数据的,该研究的受试者退出网上(见补充材料)更有可能有过敏的母亲,父母不到一个中等水平的专业教育,母亲在怀孕期间吸烟,更有可能住在房屋和一个抽烟的人,模具和一个未放气的气体加热器。这些研究对象在3个月大时母乳喂养的可能性更小,他们的母亲更年轻,而且更有可能生活在荷兰西部。最后,那些退出研究的受试者估计暴露于与交通有关的空气污染物的程度更高。
在4岁时进行的问卷或敏感化测量所定义的变量(并参考在第4年生活中所经历的诊断和症状)分别给出了健康结果;表1⇑) and cumulative indicators of disease (table 2⇑)根据前4年的经验。4岁时症状的最高患病率为耳/鼻/喉感染(表1)⇑)。哮喘病的患病率比医生诊断的哮喘高3倍。
Of the 3,538 subjects who completed the questionnaire at 4 yrs, 1,836 (52%) subjects resided in the same house since birth and 2,497 (71%) resided in the same house from 1–4 yrs of age. Prevalence of health outcomes were very similar for these subsets of the cohort (data not shown) relative to the full cohort. A slightly elevated prevalence for early wheeze was observed in the subset remaining at the birth address (23.6%) and those residing at the same address from age 1 yr (22.7%) relative to the full cohort (21.8%).
对任何过敏原敏感的患病率都很高,主要是由于对食物过敏原敏感(28.1%),而对户外过敏原敏感的儿童相对较少(8.2%)。值得注意的是,这一患病率不能与表2中非常低的自我报告过敏患病率相比较⇑,因为过敏的数据可在其出生的过敏母亲的儿童被儿童过多的亚组35。因此,采血的亚群在某些方面与整个队列不同。在线补充资料显示了这一亚人群的健康结果的流行程度和潜在的混杂变量。在4岁时,这些儿童在过去12个月的喘息、经医生诊断的哮喘、咳嗽、支气管炎、发痒皮疹和经医生诊断的湿疹的患病率明显高于整个队列。此外,这一亚人群更可能是女性,有哥哥姐姐,母乳喂养≥3个月,在怀孕期间吸烟、在家里吸烟、在家里养宠物和父亲的专业教育水平低于中等水平的患病率更低。这些差异表明,这类人罹患过敏性疾病的风险更大,但他们对相关的风险因素有更清醒的认识,并采取措施将这些风险降至最低。根据母亲的过敏状况,有孩子的家庭发展为过敏性疾病的风险增加的趋势,以避免已知的危险因素,在此之前也有相同的队列报道27。
潜在混杂因素的普遍性
表3⇑列出研究人群中潜在混杂因素的分布。吸烟率为24%。大多数家庭使用煤气做饭(79%)。只有3%的家庭安装了无排气管燃气热水器。几乎所有的孩子都是荷兰人。在整个队列和保留出生地址的子集之间,潜在混杂因素的患病率没有显著差异。
暴露于空气中的污染物
在3538名儿童中,3532名(99.8%)的家庭地址的暴露被成功计算,并总结在表4中⇓。对于6名受试者,由于无法对其家庭地址进行地理编码,或在GIS计算一个变量时出现错误,没有计算出照射量。不同污染物的暴露估计值是高度相关的。烟灰与NO的相关性2是0.96,在煤烟和PM之间2.5,0.97。NO之间的相关性2和点2.5是0.93。在整个队列和那些留在出生地址的亚群之间,只有非常微小的暴露差异(中位数或第90百分位暴露值小于2%)。考虑到整个队列人群和那些没有移动的人群在暴露程度、潜在混杂因素的患病率和健康结果方面的相似性,没有对这些人群进行空气污染暴露与主要结果之间的关系的敏感性分析。考虑到敏感措施组的规模较小,对敏感关系进行了敏感性分析。
空气污染暴露和健康结果之间的关联
表5报告了暴露于空气污染与发展呼吸道症状和敏感之间的关系⇓- - - - - -⇓7⇓。在对混杂因素进行调整之前,空气污染与喘息、夜间干咳、耳/鼻/喉感染和流感/严重感冒的发病率增加有关(表5⇓),并只以有关生命第四年的回应为依据。在对所有混杂因素进行调整后,空气污染与喘息风险增加之间的关系(例如或(95%置信区间(CI)) 1.18(0.98-1.41)每四分位区间煤烟增加),耳/鼻/喉感染(例如1.15(1.01-1.31)及流感/重感冒(例如1.18(1.02-1.36),用于烟灰)保持升高,但OR用于夜间干咳多少有些降低(例如烟灰为1.13(0.97-1.30)。由于某些混杂变量的问卷调查不完整,调整或减少了样本量。当分析仅限于调整早期生命危险因素时,结果与稍微升高或耳/鼻/喉感染(例如1.16(1.03-1.31)、流感/重感冒(例如1.19(1.04-1.37),用于烟灰)和医师诊断哮喘(例如1.30(0.98-1.71),用于烟灰;table 5⇓)。
在调整前和调整后,对任何常见过敏原的敏感性均与空气污染呈正相关,显著增加了ORs (例如调整OR(95%CI)1.45(1.11-1.91),用于烟灰;table 6⇑)。敏化和空气污染之间的联系只存在于食物过敏原中。如前所述,这部分儿童是由家族性过敏风险较高的儿童组成,但他们生活在风险较低的家庭环境中。亚组人群暴露于空气污染的程度与全组人群并无差异。
表7⇑呈现在不同年代的信息合并产生的疾病状况累积措施分析的结果。在未调整的分析中,空气污染暴露和任何报告之间有显著的关联喘息(喘鸣曾经),并与可能的哮喘,同时也有哮喘的医生诊断和持续性喘息协会的指示。In the adjusted analysis, the sample size was substantially reduced, because only those subjects who completed all questionnaires during the 4 yrs of follow-up were included (n = ∼2,500). After adjusting for potential confounders, the relationship with wheeze ever remained significant (例如OR (95% CI) 1.18(1.04-1.34),与哮喘的医生诊断有显著相关性(例如OR(95%CI)1.26(1.02-1.56)的烟灰)。在未经调整的分析观察可能哮喘的关联消失,而与其发生关系早发性短暂喘息出现了。持续性喘息协会保持边缘显著。没有协会被发现与支气管炎,湿疹或报告发痒的皮疹的医生诊断。
非敏感儿童和敏感儿童的症状非常相似。由于空气污染暴露只针对出生地址进行评估,敏感性分析也只针对那些在出生地址一直待到4岁的受试者进行。调整后的对食物过敏原敏感的or值有所降低,但对于那些从未移动过的人来说,or值仍然大大升高,对于那些从1岁起没有移动过的人来说,or值与整个队列相似。
讨论
在本前瞻性队列研究中,观察到与交通相关的空气污染物与喘息、哮喘诊断、呼吸道感染和对食物过敏原的敏感性之间的几个积极联系。这些发现扩展了在同一队列中2岁时的观察26。在回归模型中纳入潜在混杂变量或在敏感性分析中评估纳入早期(而非晚期)测量的混杂因素时,未在很大程度上改变ORs。目前作者关于暴露于与交通有关的空气污染物和儿童呼吸道症状之间关系的指标与其他地方报道的结果一致,尽管迄今很少有队列研究评估了对幼儿的影响。
早期分析的局限性26涉及疾病诊断的具体健康结果变量的有效性在非常年轻的时候。Interestingly, the associations with wheeze reported earlier largely remained, whereas at 4 yrs of age the reporting of current wheeze can be assumed to have more validity as an indicator of asthma than at 2 yrs of age. This suggests that air pollutants contributed similarly to the incidence of the different phenotypes in early life. Future studies, including longitudinal analyses of the present cohort, will also help to reveal whether these early life exposures also affect asthma at older ages. Additionally, these analyses refer to health outcomes derived from questionnaires and responses that were not verified by objective measures in most cases. One exception is the demonstration in the present cohort, that the measure of physician-diagnosed asthma, but not reporting of wheeze, was being associated with higher levels of exhaled nitric oxide36。另一个限制是,暴露是根据出生时家庭住址的室外浓度估计的,而不直接考虑个人暴露。然而,最近的工作表明,个人暴露与交通临近程度有关,并广泛支持本研究中应用的暴露评估的有效性37,38。与这些限制相平衡的是目前出生队列的庞大规模和个人暴露水平评估。
空气污染与客观测量的对常见过敏原的敏感性之间存在正相关关系的发现,支持了主观报告症状的发现。全队列的一个亚组的敏感数据是可用的,其中过敏母亲所生的孩子的比例过高。与敏化的关联似乎仅限于食物过敏原,而与室内或室外空气过敏原的关联似乎更为合理。然而,在儿童早期,敏感化首先表现为对食物过敏原,尤其是牛奶过敏原的敏感化。在目前4岁的人群中,食物过敏原敏化的流行率大约是室内过敏原的两倍,是室外过敏原的三倍多。儿童早期的食物过敏可能发展为后来对空气变应原的过敏。因此,研究空气污染和致敏之间的关系是否在年龄较大时向空气变应原转移是很有意义的。户外过敏原的低敏感性(特别是)限制了对ORs的解释,证据是较大的置信区间。令人惊讶的是,空气污染和总IgE的关联并不支持对任何过敏原过敏的关联。以前有报道,针对特定过敏原的总IgE和IgE与不同的临床表现有关,可能由不同的机制决定39,40。
儿童早期呼吸作用可能在以后的生活中发展为慢性呼吸障碍,因此,重要的是确定在生命最初几年不利的呼吸结局的可改变的决定因素41,42。
目前的分析使用了一种独特的方法来计算每个队列成员的家庭地址的个别空气污染浓度,因此,与生态分析相比,具有明显的优势,将单一空气污染浓度分配给生活在某些地区的所有个人29。特别是,曝光模型的开发纳入流量来源的空气污染浓度的影响,因此捕捉暴露于交通相关的空气污染的变化。这表示从较典型的利用政府的监测网络数据来估计在流行病学研究中暴露的主要区别。大多数网络监视器位于为了测量的城市或地区的背景空气污染浓度,并因此特异性地避免反射本地业务的影响。随着人群从整个荷兰得出,其中包括生活在城市和农村地区的个人,有在暴露于交通相关的污染物显著的变化,但还是纵向比较城市间比较的曝光差异幅度相对较小。
正如本文作者先前的分析一样26,考虑到三种污染物之间的高度相关性,在与健康结果的关系方面观察到不一致的差异。被测量的不同污染物之间的高度相关性妨碍了分析特定污染物的影响或特定成分的指标(例如重型车辆)与交通有关的空气污染。用来估计照射量的地理变量被选为一般对交通来源照射量的替代变量。
总之,在荷兰的一项大规模出生队列研究(n =∼4000)中,研究了与交通相关的空气污染与哮喘/过敏症状、呼吸道感染和致敏的发展之间的关系。验证模型被用来分配户外与交通有关的空气污染物的浓度(二氧化氮,粒子切断空气动力学直径2.5μm 50%和烟灰)在队列的家庭地址。Questionnaire-derived data on self-reported wheeze, dry night-time cough, ear/nose/throat infections, skin rash and physician diagnoses of asthma, bronchitis, influenza and eczema at 4 yrs of age were analysed in relation to air pollutants. Adjusted odds ratios for wheeze, doctor-diagnosed asthma, ear/nose/throat infections and flu/serious colds indicated positive associations with air pollutants. No associations were observed for eczema and bronchitis. The findings at 4 yrs of age confirm earlier observations made at 2 yrs of age in the same cohort26。空气污染与客观测量的对常见过敏原的敏感性之间存在正相关关系的发现,支持了主观报告症状的发现。与敏化的关联仅限于食物过敏原,没有迹象表明与室内或室外空气过敏原相关,这可能反映了这个年龄段的低敏化患病率。
脚注
对于编辑评论见825页。
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- 收到了2006年6月26日。
- 接受2006年12月25日。
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