抽象
合理越来越多的证据,空气污染可导致儿童哮喘等过敏性疾病的发展。在这个后续的多伦多儿童健康评价问卷(T-CHEQ)的研究中,我们通过检查青春期早期的生活暴露在空气污染和哮喘,过敏性鼻炎和湿疹发病率之间的关联从出生。
方法1286Ť-CHEQ participants were followed from birth until outcome (March 31, 2016) or loss to follow-up, with a mean of 17 years of follow-up. Concentrations of nitrogen dioxide (NO2),臭氧(O3) and particulate matter with a 50% cut-off aerodynamic diameter of 2.5 µm (PM2.5)自1999年1月1日至2012年12月31日被分配到使用地面观测,化学/气象模型,遥感和土地利用回归模型在出生时根据自己的邮政编码参与者。研究成果包括医师诊断为哮喘,过敏性鼻炎和湿疹的发病率。Cox比例风险回归模型被用于估计风险比每暴露和结果的四分位数间距,调整潜在的混杂因素。
结果观察到总氧化剂1.17(95%CI 1.05-1.31),用于治疗哮喘和1.07(95%CI 0.99-1.15),用于湿疹的风险比(O3和不2) 出生时。在风险没有显著上升发现PM2.5。
结论接触氧化性空气污染物(O3和不2),而不是PM2.5用事件哮喘和湿疹患儿的风险增加有关。这表明,改善空气质量可能会导致儿童和青少年预防支气管哮喘等过敏性疾病。
抽象
这项研究发现,暴露于出生时总氧化剂的7%,17%和湿疹增加患哮喘的风险。暴露于空气中的污染物,特别是臭氧和二氧化氮,的不利影响可以具有它们在生命早期起源。http://bit.ly/33PClYN
介绍
此前有研究表明,怀孕期间的免疫学的发展和成熟,并开始在儿童早期继续[1]。从健康风险的暴露在出生时可作为暴露在整个孕期的替代指标。ËXposures during the first 3 years of life represent a critical period of immune development that may modify immune responses and cells, and thus influence the risk of allergies and other immune diseases later in life. Recent systematic reviews by Khreis等。[2)和Bowatte等。[3]认为从小接触交通相关的空气污染(TRAP)有助于哮喘的发展。无论是在出生和生命早期暴露评估是非常重要的。
虽然一些研究已经检查哮喘或其它变应性疾病[童年空气污染暴露和发病率之间的纵向相关联3-8],很少有人研究这种关联到青春期后期。此外,更少的已审查独立或并发关联与其它环境暴露例如绿色[9]。因此,关于空气污染如何影响哮喘和其他过敏疾病新发和流行病例的发展和持续存在的纵向研究存在证据缺口(如。过敏性鼻炎和湿疹)的青少年人口。
Ťhe Toronto Child Health Evaluation Questionnaire (T-CHEQ) study in Canada established a population-based cohort of 5619 grade 1 and 2 (aged 5–9 years) Toronto school children in 2006 using modified International Study of Asthma and Allergies in Childhood (ISAAC) methodology [10]。在这个人口多伦多儿童的家长报告终生哮喘患病率较高(16.1%)10]。本研究报道二氧化氮(NO2),TRAP曝光的替代测量,用在儿童早期的发展和持续性哮喘相关联的[11,12]。在2006年的T-CHEQ调查中,参与者被要求提供许可/同意使用其独特的健康卡号码(HCN)的数据联动在今后的研究。谁是出生于安大略省的同意T-CHEQ参与者被链接到安大略省人口为基础的健康管理数据库。有人曾建议臭氧(O3) 和不2可在肺内触发氧化应激过程,导致细胞死亡、发炎、受伤及功能丧失[13]。因此,除了测量个别空气污染物与疾病风险之间的关系,我们目前的研究还估计了这些污染物作为总氧化剂的影响。通过这一关联的出生队列,我们的目标是:1)通过从出生到青春期的前瞻性随访,确定儿童哮喘和其他常见过敏性疾病(过敏性鼻炎、湿疹)的发病率;2)检查空气污染与哮喘和其他过敏性疾病发病率之间的关系。
方法
人口研究和数据联动
最初的T-CHEQ研究包括5619名5-9岁的1年级和2年级儿童,他们于2006年从多伦多(加拿大)283所随机抽样的公立学校中被招募来参与调查。大约一半的T-CHEQ参与者(n = 2735(48.7%)同意用他们的独特HCN未来数据链接,和1286年出生在安大略省,成功与安大略省注册人员数据库位于临床评价科学研究所(冰)和协变量对所有完整的数据。这些孩子组成了这项研究的T-CHEQ出生队列。更多详细信息可以在找到补充材料。
措施
结果措施
哮喘儿童和年轻人被划分事件按国际疾病分类(ICD)代码(ICD-9: 493和ICD - 10: J45, J46)如果他们:一个或多个哮喘住院或两个或两个以上的哮喘安大略健康保险计划(OHIP)申请医师服务连续2年(首先声明被认为是诊断日期)。该病例定义已被84%的敏感性和76%的特异性验证[14]。过敏性鼻炎(ICD-9:477和ICD-10:J301-J304)和湿疹(ICD-9:691.8和ICD-10:L20)通过任何医师健康服务的这些条件可以通过各自的ICD代码权利要求确定。由于独特的HCN,谁符合纳入标准的T-CHEQ参与者被追溯到他们的出生记录重新这项研究的出生队列。在此研究中的所有儿童从出生前瞻性随访感兴趣,死亡,学习或损失随访结束成果的指标日期。在这项研究中所使用的卫生行政数据库包括全国门诊护理报告系统(急诊),加拿大卫生研究院信息出院摘要数据库(住院)和OHIP索赔数据库(医生门诊索赔),以捕捉卫生服务利用。
空气污染暴露
安大略省注册人数据库(RPDB)被用来编译出生人群的居住地址的历史从出生到研究结束。由于哮喘等过敏性疾病的发病高峰在儿童早期[15], we focused on air pollution exposures at baseline (birth) and early life (0–3 years of age). The exposures in the first 3 years of life were calculated based on all reported addresses during the first 3 years of life.
污染物
颗粒物切断空气动力学直径2.5 50%µm (PM2.5)暴露从总列气雾剂深度检索由其衍生的中分辨率成像光谱仪(MODIS),这些相关的近表面PM2.5使用GEOS-CHEM化学传输模型,并通过地理加权回归本地地面观测调整[16]。没有2暴露是根据国家空气污染监测(nap)固定站点监测数据(卫星编号:NO2estimates, road length within 10 km, industrial land-use areas within various buffers and summer rainfall [17]。Øzone exposures were estimated for the months of May to October (8 h daily maximum) using a temporally adjusted model combining modelled O3来自加拿大半球区域的臭氧和NOX系统(CHRONOS)操作区域的空气质量预测模型[18]与来自监视器在加拿大和美国[地面观测19]。除了个别的污染物,我们还采用总氧化剂作为复合量度,等价于它们各自的氧化还原电位的污染物的重量(总氧化剂=((1.07×NO2)+(2.075×○3))/ 3.145)[20.]。暴露在空气污染表面的浓度,然后分配给参与者使用他们出生时的邮政编码中心,并从出生开始累积。PM2.5测算结果显示良好的一致性(R2= 0.82)超过北美监视器;该NO2土地使用回归模型在固定站点解释的变异性的74%内监测城市NO浓度和43%2从一个独立的数据集使用浓度小川被动采样在七个加拿大城市[测17]。
绿色
归一化植被指数(NDVI)陆地卫星系列的时间是用来衡量绿色[16-19]。一种nnual NDVI metrics were linked to all six-digit DMTI Spatial single postal code locations and surrounding areas within 100 m [9]。NDVI值的范围通常从-1到+1,其中-1表示水,0对应于裸表面(如。岩石、沙子、屋顶和道路)和+1代表健康的绿色植被[21]。安大略省1996至2015年的绿色数据面是从加拿大的城市环境健康研究协会(CANUE)(获得https://canue.ca)。更多详细信息可以在找到补充材料。
协变量
有三个领域由2006年T-CHEQ调查收集协变量:孩子,父母/人口和家庭环境因素。Child factors include age, sex, low birthweight (<2500 g), prematurity (<37 weeks gestation), breastfeeding and enrolment in childcare. Parental/demographic factors include parental asthma and atopy, parental education level, and income adequacy. Home environmental factors include crowding (number of people living in household) and home exposures during first year of life (damp spots, use of gas to cook or heat, exposure to environmental tobacco smoke, pets, cockroaches and mould in the home). More details can be found in the补充材料。
统计分析
数量和谁开发哮喘患儿的比例,过敏性鼻炎或湿疹是由孩子,家长/人口和家庭环境因素分层来比较谁开发的兴趣,这些结果与那些谁没有孩子。卡方检验用于按组来评估的比例的差异,其中的p值<0.05表示有统计学差异显著。使用Cox比例风险回归模型研究的兴趣和曝光结果之间的关系。所有风险比以95%置信区间和每污染物/ NDVI计算四分位数间距(IQR)。Ťhe Cox proportional hazards regression models were repeated for exposures: at birth, averaged over the first 3 years of life and by three health outcomes (asthma, allergic rhinitis and eczema). All three domains of covariates (child, parental/demographic and home environmental factors) were included in the multivariable Cox proportional hazards regression models to adjust for potential confounding. Plots of the Martingale-based residuals were examined to check for evidence of violation of the proportional hazards assumption [22]。不符合比例的风险假设从协变量回归模型被拆除。保存在最终Cox模型协变量没有违反比例风险假设。
我们使用莫兰一世衡量整体空间自相关和测试风险和案件的聚集。我们莫兰一世上空气污染物和箱子 - 值是指示没有自相关的所有<0.2(接近于0)。
我们也仿照NO2和O3一起作为总氧化剂,并检查PM的危害2.5和结果由总氧化剂的三分位数分层[23],一种方法由W建议eichenthal等。[23],这表明PM2.5用在氧化剂的风险比的最高三分位死亡率而不是在较低的三分位数相关联。所有的分析都进行了使用SAS Enterprise Guide中6.1(SAS软件研究所,卡里,NC,USA)。
伦理审批
从医院获得病童和加拿大卫生部研究伦理委员会(多伦多和渥太华,加拿大,分别)伦理委员会批准这项研究。个人知情同意的研究,从每个研究参与者的父母或监护人在T-CHEQ参与调查的时间收到,并给予许可用于数据连接的HCN。
结果
1286个孩子们连接到使用其独特的HCN出生记录和健康管理数据库。Ťhey were born between 1996 and 2001, and were followed to March 31, 2016, for an average of 17 years.
描述性统计
图1结果显示,1286名儿童中,有28.5%患有哮喘(366例),39.7%患有变应性鼻炎(511例),74.5%患有湿疹(958例),而近14%(177例)同时患有这三种疾病。仅有2.3%的人患有哮喘(n=30), 12.4%的人患有哮喘和过敏性鼻炎或湿疹(n=159)。表格1谁的孩子患有哮喘,过敏性鼻炎和湿疹谁没有中比较子女,父母/人口和家庭环境因素。儿童哮喘与谁没有哮喘的儿童相比,较高比例的出生与低出生体重(9.0%与5.8%;P = 0.035),为男性(62.0%与49.2%;P <0.001),未母乳喂养(11.5%与6.4%;P = 0.002)和有哮喘的亲代历史(28.7%与19.5%;P <0.001)。相反,儿童哮喘的比例较低曾在他们家的宠物在生命的第一年(31.1与38.0%;p值= 0.02)。类似的模式,观察比较儿童与那些没有和孩子湿疹与无过敏性鼻炎(表格1)。
暴露的平均水平
表2shows the mean distributions of exposures to pollutants and greenness at birth and averaged over the first 3 years of life. The levels did not differ significantly between those with与没有哮喘,过敏性鼻炎或湿疹。Furthermore, the mean levels of pollutants at birth did not differ significantly from those averaged over the first 3 years of life.表3曝光中示出的相关性。Ø3和不2出生强烈负相关,而Ø3和PM2.5出生时为中度正相关,和NO2和PM2.5出生时呈弱负相关。带O除外3和不2在美国,基于前3年暴露的相关性较弱。
从Cox回归模型的危险比
单和多污染物调整Cox比例风险回归模型的结果显示在表4和图2。所有的回归模型都根据儿童、父母/人口统计学和家庭环境因素进行了充分的调整(详见方法部分)。接触啊3在单污染物模型中,出生时与哮喘、变应性鼻炎或湿疹无相关性,但在校正NO后,每IQR中哮喘(HR 1.22, 95% CI 1.04-1.43)和变应性鼻炎(HR 1.15, 95% CI 1.00-1.31)的风险增加了1.2倍2,PM2.5和NDVI在多污染物模型。暴露于NO2在出生时被更强烈地与哮喘和湿疹多污染物模型还包括O操作带来3,PM2.5和NDVI (HR 1.17, 95% CI 1.05-1.31和95% CI 0.99-1.15)。在多污染物模型中,NO2和O3in the first 3 years of life showed a similar trend of increasing the risk of asthma, allergic rhinitis and eczema. Total oxidants (the weighted sum of NO2和O3)用在这两个单哮喘和湿疹(HR 1.14,分别为95%CI 1.02-1.28和HR 1.07; 95%CI 1.00-1.15,)和多污染物模型与PM相关联2.5,NDVI和其他协变量(分别为HR 1.17; 95%CI 1.05-1.31和HR 1.07; 95%CI 0.99-1.15)。w ^e repeated the multi-pollutant regression model to examine the association stratified by age groups (onset of asthma ≤4 and >4 years old). Results from the age-stratified analysis (表5)表明,发病年龄对危险比无影响。PM的危害比2.5和成果时总氧化剂的三分位分层的结果相似于总氧化剂和PM的多污染物模型2.5(补充材料)。我们的结果没有显示出氧化剂对PM的梯度效应2.5和结果。
讨论
本研究是对加拿大学龄儿童健康状况最长的纵向研究,随访17年。T-CHEQ队列的哮喘终生发病率(28.5%)略高于我们之前的估计,我们使用的是基于1996年至2007年安大略省范围内数据的相同病例确定方法,即到20岁时哮喘发病率为22% [15],这可能是归因于T-CHEQ队列和安大略人口之间的差异。我们发现在制定对暴露于总氧化剂每个IQR增加过敏性鼻炎的哮喘风险和8%的增长的风险增加17%(O3和不2) 出生时。带O协会3和不2在单与多污染物模型均高于总氧化剂稳定少,可能是因为其较强的负相关性。这些发现非常重要,因为他们研究生命早期暴露于空气污染及其对健康的青春期后续影响整个童年的影响。
我们的研究提供,因为我们根据整个这些时期的住址从出生编译完整地址的历史和分配风险可靠性的曝光测量。我们的研究结果表明,暴露和结果的整个幼儿教育协会是相当一致的。Ťhe point estimates of the hazard ratios at birth and those at the first 3 years differed by <10% and the direction of the point estimates was consistent over time. The wider 95% confidence intervals of hazard ratios at the first 3 years could be partially attributable to a larger variance of exposures from year to year.
暴露于环境空气污染物,包括O3,PM2.5和不2已与恶化的肺功能和哮喘症状的儿童[相关24-27]。呼吸道病毒和空气污染物如O3特别以气道上皮作为进入下气道的通道;当与抗氧化反应能力受损相结合时,就会导致气道上皮易感,更容易受损[28]。w ^endt等。[29]使用来自得克萨斯州的数据,在美国2005年和2007年,在高风险的哮喘和生活在一个地区与历史高位Ø人口众多之间3水平,研究事件哮喘和O的风险3。类似我们的研究中,Wendt等。[29]发现暴露的显著关联至O3并引发儿童哮喘。
我们的出生队列研究没有发现生命早期接触到的PM的正相关2.5以及患上儿童呼吸道疾病或过敏的风险。这种相关性的缺乏可能反映了研究区域中微弱的或部分未解决的空间梯度。ÿ昂等。[30.] used the Netherlands Prevention and Incidence of Asthma and Mite Allergy (PIAMA) birth cohort data to measure the associations of long-term exposure to oxidative potential with respiratory health in 3701 children until they turned 12–14 years of age. Our risk estimates of exposure to NO2哮喘和鼻炎与Y值一致昂等。[30.]报道PIAMA出生队列。他们也没有发现呼吸系统健康和PM之间的显著关联2.5质量。
Gehring等。[31] used a combined cohort of 14 126 participants from four prospective birth cohort studies from Germany, Sweden and the Netherlands to measure the longitudinal associations between exposure to air pollution and development of asthma and rhinoconjunctivitis throughout childhood and adolescence. This multiple birth cohort study found that the risk of incident asthma up to age 14–16 years increased with increasing exposure to NO2和PM2.5在出生地址,并建议暴露于空气污染在生命早期可能整个童年和青春期有助于哮喘的发展。Gehring等。的[31哮喘和风险的估计NO2与我们的研究结果是一致的。
乙owatte等。[3]进行了系统回顾和荟萃分析,其中包括19项研究,其中11个出生队列研究,从上世纪90年代末到2014年,尽管在各研究的比值比一个很大的可变性,NO的点估计2at age 1, 2, 3, 4 and 6 years were consistent with ours in the single-pollutant model. The results of this study highlighted that early childhood exposure to TRAP from birth to 5 years of age was associated with new onset of asthma throughout childhood and there was evidence to suggest that TRAP exposure may have an ongoing effect with a lag time of ∼3 years [3]。
ķhreis等。[2]发表了系统的回顾在2017年并列入其定量分析21项研究。我们的总体没有风险的估计2和哮喘是与他们的发现为NO即增加曝光一致2在婴幼儿期会增加哮喘的危险。然而,k时hreis等。[2]建议在暴露的风险PM整体上升2.5和哮喘,我们没有发现在生命早期接触到PM的风险独立增加2.5和哮喘在我们的多污染物模型中。ķhreis等。[2]得出的结论是基于他们的荟萃分析,他们所支持的假设,即从小接触TRAP有助于哮喘的发展。
最近的研究表明,住宅的绿色可在过敏性呼吸系统疾病的病因中发挥作用。然而,文献已经不一致,有些报告的保护作用[9,32],而另一些人则认为路边的树木会污染空气,令附近的空气质素下降[33],因此可能会造成对健康产生负面影响[32,34]。最近的系统评价和荟萃分析用L进行ambert等。[35,36]评估住宅的绿色对儿童和青少年过敏性呼吸系统疾病的作用。荟萃分析结果显示绿色住宅和哮喘或过敏性鼻炎之间没有显著的整体关联。同样,我们的研究并没有发现有对住宅绿色和过敏性呼吸道疾病显著关联。
众所周知,短期暴露于空气污染可使肺功能下降、哮喘恶化、增加呼吸道感染的风险,并导致住院和死亡[37],并且已经报道了长期暴露可导致疾病进展,如哮喘慢性阻塞性肺疾病[38,39]。18-41初步研究的荟萃分析一直没有报告之间的关联显著正汇集估计2和哮喘的患病率和/或发生率,同时用颗粒物质协会不太一致[2,3,五,40]。最近的臭氧和哮喘发病率的系统性回顾报告说,研究结果不一致的11周主要的研究[41]。我们的T-CHEQ出生队列研究有17年的随访,这使我们能够研究出生时和生命早期暴露于空气污染的情况,并量化他们在儿童常见呼吸系统和过敏性疾病(如哮喘、过敏性鼻炎和湿疹)发展中的长期后续风险。一些研究表明,臭氧消耗抗氧化活性,增加呼吸道液体衬里发炎的迹象,并影响肺的生长[42,43]。短期暴露于臭氧可降低肺功能,增加儿童呼吸道感染的风险。儿童是在更高的风险,因为他们的肺等呼吸器官越来越小,他们的免疫,代谢和解毒系统并不发达[44,45]。我们观察到的升高的用于治疗哮喘和与暴露于臭氧,和湿疹成二氧化氮相关过敏性鼻炎的风险,意味着暴露于空气中的污染物,特别是臭氧和二氧化氮的不利影响,可以使它们的起源在生命早期。
这项研究有几个优势,包括使用一个出生队列设计,有17年的随访和每个孩子的居住历史(家庭住址)的完整数据。数据与人口健康管理数据库相关联,以确定医生诊断(而不是自我或父母报告)哮喘、过敏性鼻炎和湿疹的发病率。本研究还通过调整多种潜在的混杂风险因素(包括儿童、父母/人口统计学因素和家庭环境因素)而得到加强。此外,虽然要求受访者回忆过去的事件/行为的调查问题可能存在潜在的回忆偏倚,但在本研究中回忆偏倚似乎并不存在。例如,在有或没有哮喘或湿疹的儿童中,第一年的家庭环境变量在患病率上没有显著差异。尽管有这些优势,还是有一些局限性值得注意。首先,本研究中的暴露是根据居住地估计的空气污染浓度来分配的。因此,错误分类(过高或过低估计)的曝光是可能的。虽然样本量小,但本研究有足够的统计能力检测NO的影响2和O3对哮喘,O-3在过敏性鼻炎和NO2在多污染物和多协变量调整模型湿疹。然而,这是一个限制,我们可能没有足够的统计力量来衡量污染物对一些成果的影响较小。此外,我们并没有对条件按月发病率以允许通过分析季节或数据来区分哮喘的类型,如过敏性和非过敏性哮喘的数据。最后,虽然我们已经调整了许多潜在的混杂风险因素,干扰因素可能仍然存在相对于不可测量的干扰因素。未来的研究应探索污染物,以及他们如何可以由气象因素如风速和相对湿度的影响之间的时空相关。
总之,这个出生队列研究增加生命早期暴露之间的关联空气污染物的证据和幼儿重大呼吸道及过敏性疾病的风险。改善空气质量,减少空气污染暴露至O提供建议尤3和不2可能有助于儿童和青少年预防支气管哮喘等过敏性疾病。
补充材料
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致谢
卫生行政数据由临床评价科学研究所(ICES)提供。然而,ICES在研究设计、分析、解释数据或撰写报告方面没有任何作用。本报告中提出的意见、结果和结论均为作者的观点,与资金来源无关。国际移民理事会不打算或不应推测背书。空气污染数据由加拿大统计局提供,NDVI指标由加拿大城市环境健康研究协会(CANUE)提供,NDVI指标以DMTI空间公司邮政编码为索引。landsat5和landsat8 TOA数据和greenest像素数据分别由美国地质调查局和谷歌提供通过谷歌地球引擎。
脚注
这篇文章有提供补充材料www.qdcxjkg.com
作者投稿:T.要和D. Stieb发起并设计了研究,研究结果解释的起草和手稿。朱军进行的所有统计分析。N.灰色和我方进行了搜查文献,总结了相关的研究成果,并审查了原稿。S.戴尔和M. Jerrett解释调查结果,审查和评论草稿。L.皮诺进行年度调整,以空气污染的表面,并将它们映射到邮政编码。A.罗比肖,R.默纳德和J.R.布鲁克创建的臭氧表面,A.面包车Donkelaar和R.V.马丁创建的颗粒物表面和P. Hystad创建的二氧化氮表面。所有作者都阅读过并同意最终版本。
利益冲突:T.为了有没有透露。
利益冲突:朱军有没有透露。
利益冲突:D. Stieb有没有透露。
利益冲突:N. Gray还没有透露。
利益冲突:一,方有没有透露。
利益冲突:L.皮诺特有没有透露。
利益冲突:M. Jerrett研究进行期间报告从加拿大卫生部,助学金。
利益冲突:A. Robichaud没有什么要披露的。
利益冲突:R. Menard没有什么要披露的。
利益冲突:A.面包车Donkelaar有没有透露。
利益冲突:R.V.马丁在研究进行期间报告从加拿大卫生部,助学金。
利益冲突:P. Hystad没有什么要披露的。
利益冲突:J.R.布鲁克没有透露。
利益冲突:S.戴尔没有透露。
支持声明:本研究由加拿大卫生部资助(合同HT421-163216 / 001 / SS)。本文资金的信息已交存Crossref资助者注册表。
- 收到了2019年5月7日。
- 公认2019年11月7日。
- 这项工作的内容是作者或他们的雇主的版权。设计和品牌是版权©ERS 2020
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