协会之间的横向研究通风燃气灶具和慢性呼吸道疾病在美国孩子参加NHANESIII

背景

燃气灶具排放污染物,呼吸道刺激。美国6岁以下儿童居住在家庭燃气灶具用于烹饪或加热有哮喘的风险增加,喘息和肺功能的降低。然而,很少有研究调查了是否使用通风操作时燃气灶具与减少呼吸道疾病的患病率在这个人口。

方法

第三次全国健康和营养检查调查是用来识别美国- 18岁儿童呼吸道结果信息(哮喘、喘息和支气管炎)住在家庭燃气灶具使用在前面的12个月,父母已经提供通风。逻辑回归模型评估之间的关系普遍呼吸的结果和通风在家里使用天然气炉灶做饭和/或取暖。线性回归模型评估肺量测定法测量之间的关系和通风在分裂到8 - 16个年岁的儿童使用。

结果

调整后哮喘的几率(优势比[或]= 0.64;95%可信区间[CI]: 0.43, 0.97),喘息(或= 0.60,95% CI: 0.42, 0.86),和支气管炎(或= 0.60,95% CI: 0.37, 0.95)较低的儿童的父母报告使用通风相比,孩子的父母报告时不使用通风操作燃气灶具。一秒钟用力呼气量(FEV₁),FEV₁/ FVC率也高的女孩住在家庭与通风相比,家庭使用燃气灶具使用燃气灶具不通风。

结论

在家里使用燃气灶具,孩子的父母报告使用通风时操作他们的炉子肺功能和降低哮喘的几率更高,喘息,支气管炎相比家庭从未使用过通风或没有通风为其他风险因素调整后。额外的功效研究通风作为改善呼吸道症状的干预在儿童哮喘是必要的。

儿童哮喘是最常见的慢性疾病,特点是反复气道阻塞,支气管hyper-responsiveness,气道炎症1]。这也是儿童住院的主要原因和学校旷工(2]。有相当多的证据表明空气污染——特别是粗和细颗粒物,臭氧、二氧化碳、硫和氮的氧化物,与利率的增加哮喘,哮喘发病率、呼吸道疾病和减少儿童肺功能(3- - - - - -8]。

在室内环境中,燃气灶具是一个常见的空气污染来源,包括combustion-related颗粒物和氮氧化物9- - - - - -16]。虽然燃气灶具主要是用于烹饪,大约有770万美国家庭(9.3%)报告使用煤气炉或烤箱热在前一年至少一次(17]。从发达国家的流行病学研究,有相当多的证据显示,燃气灶具用于烹饪和/或热与儿童哮喘和呼吸道症状的风险增加(9,18- - - - - -33]。虽然其他研究检查燃气灶具或二氧化氮水平之间的关系在家庭不观察重要的关联与儿童期的哮喘症状(34- - - - - -36]。

住房特征已被证明影响室内空气污染水平。例如,室内空气中的二氧化氮浓度可以高于环境水平在家里如果有未放气的燃烧设备,如燃气灶具(37]。通风也已被证明能够降低等室内空气污染物的浓度甲醛和挥发性有机化合物(38]。有许多不同类型的家庭通风系统,其中一些是自动,其中一些需要接入点厨房火炉通风头罩等操作。虽然一些研究已经检查通风对室内空气污染物的作用,室内空气污染对儿童的慢性呼吸道疾病,对行为的作用与接入点通风和这种行为如何影响儿童呼吸道健康(39- - - - - -41]。随后,我们认为如果在房屋和燃气灶具排放量哮喘及其相关症状的儿童,然后使用通风操作时燃气灶具应减少室内空气污染水平,造福儿童呼吸系统健康状况。具体来说,我们假设使用通风操作时燃气灶具应与儿童慢性呼吸道疾病的患病率较低。

研究人群

第三次全国健康和营养调查(NHANES III)是一个全国性的横断面调查的平民进行的非制度化美国人口从1988 - 1994年国家健康统计中心的。参与者管理标准化的访谈在家中移动检查和接受体检和实验室测试中心(42]。NHANES III包括儿童呼吸道健康数据,肺量测定法数据和住宅特点,提供一个独特的机会来评估之间的关系,父母的习惯当使用燃气灶具和美国儿童呼吸系统疾病。

专注于呼吸系统疾病之间的关系在儿童和父母的家庭中使用通风在厨房燃气灶具,当前的分析仅限于- 18岁儿童(n = 12570)的父母:我)报告说,在过去12个月内使用煤气炉孩子的主要居所(是的);(二)提供信息的存在通风在煤气炉(yes / no)和使用的通风(从不,很少,有时,或总是);3)提供孩子的呼吸健康信息(医生诊断哮喘(是/否),医生诊断支气管炎(是/否),和胸部喘息(是/否));和(四)报道了他们孩子的身体质量指数,父母的哮喘和花粉热的历史(是/否),存在一个宠物家庭(yes / no),和历史的室内吸烟(yes / no)。十二个受访者没有回答关于通风问题。更少的参与者同意考试部分的调查,计算身体质量指数进行测量。这导致了7378年的数据,7380年,7378名儿童居住在家里,在厨房煤气炉和世卫组织提供信息哮喘、喘息,分别和慢性支气管炎。此外,肺量测定法测量测量只在≥8岁儿童的一个子集(N = 2400)。详细推导了样本容量提供了额外的文件1:图S1。缺失的数据被认为是完全随机的。

NHANES III是批准的国家健康统计中心的机构审查委员会。参与者12到17岁,他们的父母提供知情同意;参与者提供7到11岁的同意和他们的父母提供的同意;,父母提供知情同意的< 7岁。

使用燃气灶具和通风特性时的行为

父母问:“有煤气炉或烤箱用来煮在这所房子里(是/否)。“只有父母回答“是的”被要求通风的跟进问题。由于跳过NHANES III的图案设计问卷,分析样本局限于儿童的父母煤气炉的问题回答“是”。孩子被归类为生活在家庭燃气灶具用于热(yes / no)基于父母对这个问题的反应,“这是煤气炉或烤箱用来加热房子过去12个月(yes / no)”。

通风特点是基于父母的回应,“这附近有一个排气扇炉子发送烟雾在外面(yes / no)”,“这是多久使用排气扇(从不,很少,有时,或总是)。“我们分类的孩子生活在一个家庭,没有使用通风如果家长说没有排气扇或从未使用排气扇。我们分类的孩子生活在一个家庭使用通风如果家长报告说他们很少,有时或总是使用排气扇。

呼吸系统健康状况

- 18岁儿童的年龄、二分呼吸道健康结果可用包括家长反映:我)医生诊断哮喘,(二)胸口喘息或吹口哨在过去12个月,3)医生诊断慢性支气管炎。

肺功能测试在移动考试中心进行分裂到8 - 16个岁之间的儿童肺量测定法协议后发表了由美国胸科学会(43]。

社会人口因素和协变量

选择特征的关系进行了评估呼吸结果关于燃气灶具和父母的行为。其中包括年龄、性别、种族,父母的教育,父母的历史哮喘或花粉热,身体质量指数百分位年龄的否决后,美国疾病和预防中心推荐指南(44)、贫困收入比,家庭收入< 20000美元,在室内吸烟,用煤气炉加热,宠物在家庭的存在(只猫、狗和鸟),类型的住宅地区(农村与城市)和美国人口普查。

统计方法

解释复杂的抽样设计,数据分析使用适当NHANES样本权重在占据version 12.1中使用“svy”命令(StataCorp、大学城、TX)。参与者与呼吸道健康结果的加权比例和95%置信区间计算为儿童家庭居住在四个不同的设置:(1)在父母报告使用通风时操作天然气炉灶做饭或取暖;(2)父母报告没有使用通风操作时煤气炉做饭或加热;(3)父母报告使用通风时操作天然气炉灶做饭;和(4),父母报告没有使用通风操作时只煤气炉做饭。卡方测试评估普遍呼吸道健康结果之间的关系和通风用。协变量是包含在模型如果他们与α< 0.20的呼吸健康结果。此外,家庭收入低于20000美元,最少的缺失的数据,包括在每个模型是因为先前的研究已经证明了一个强大的协会之间的收入和报道通风用。

多元线性回归模型评估预测肺量测定法测量的百分比之间的联系(一秒钟用力呼气量(FEV₁)、用力肺活量(FVC), FEV₁/ FVC比率)和燃气灶具分裂到8 - 16个年岁的儿童。这些模型也按性别分层。参考人口呼吸量测定法计算值使用NHANES III种族和性别特定估计方程占FEV的年龄和身高₁和FVC,导出了Hankinson et al。45)和Collen et al。46]。Percent-predicted值计算通过观察肺量测定法测量的比率超过预测值,乘以100%。模型共占环境和宿主因素如室内吸烟,宠物在家里,家庭收入小于20000美元,使用煤气炉加热的目的,和哮喘状态。

人口特征和儿童呼吸道疾病的患病率居住在房屋使用煤气炉展示在表1。总的来说,未经调整的喘息发生率(14.2%比19.3%,p = 0.01, N = 7380)和支气管炎(3.2%比5.0%,p = 0.02, N = 7378)是降低儿童居住在家庭使用通风操作时他们报道燃气灶具相比,家庭没有使用通风操作他们的煤气炉。未经调整的哮喘患病率(8.1%比11.1%,p = 0.11, N = 7378)没有明显不同家庭之间通风状况。未经调整的哮喘患病率(8.86%比13.54%,p = 0.04)和喘息(15.7%比23.26%,p = 0.003),但不是支气管炎(3.94%比4.48%,p = 0.62),较低的儿童居住在家庭报告没有使用煤气炉加热相比,家庭使用热煤气炉。在未经调整的模型中,哮喘的患病率也与性别、体重指数、父母的哮喘和花粉热史,家庭收入< 20000美元,年龄组。慢性支气管炎的未经调整的患病率与年龄,种族,父母的哮喘和花粉热的历史,室内吸烟,家庭收入< 20000美元,人口普查区域。未经调整的喘息发生率与年龄、父母的哮喘和花粉热的历史,一个宠物的存在与毛皮或一只鸟在家里,室内吸烟,种族,家庭收入< 20000美元,BMI。父母的教育和城市与农村住宅没有与任何健康相关的结果(数据未显示)。

多元逻辑回归模型被用来评估慢性呼吸道疾病的几率在孩子住在家里,燃气灶具通风和仅用于烹饪,同时为其他混杂因素(表调整2:模型1)。调整混杂因素后,住在家庭的孩子,父母称,他们使用通风不太可能被诊断为哮喘(优势比= 0.64,95% CI: 0.43, 0.97),被诊断为慢性支气管炎(优势比= 0.60,95% CI: 0.37, 0.95),或报告喘息(优势比= 0.60,95% CI: 0.42, 0.86)。当父母的习惯关于使用煤气炉加热作为一个额外的协变量(表3:模型2),只有喘息(aOR = 0.62, 95% CI: 0.44—-0.89)和慢性支气管炎(优势比= 0.61,95% CI: 0.38—-0.98)仍然明显与排放相关的燃气灶具为其他混杂因素调整后(分别为p = 0.01, p = 0.04)。在家中由父母报告使用燃气灶具只做饭而不是加热,孩子们更少可能诊断为哮喘(优势比= 0.56,95% CI: 0.34—-0.94)和喘息(优势比= 0.57,95% CI: 0.38—-0.85),在家庭的孩子相比,使用煤气炉做饭和取暖为其他混杂因素调整后。慢性支气管炎的几率,但是,没有明显不同仅供家庭使用煤气炉做饭相比,家庭用煤气炉做饭和取暖(优势比= 1.12,95% CI: 0.66—-1.92)为其他混杂因素调整后。

表4检查潜在的共同影响通风实践和使用煤气炉加热在儿童呼吸道疾病。相比,生活在家庭的孩子,父母不使用通风和世卫组织报告也用热煤气炉,使用通风儿童哮喘的几率下降了14%;不使用炉子取暖的几率下降了38%;和使用通风和不使用炉子取暖的几率下降了59%。喘息也发现类似的结果。然而,没有明显的观察协会联合通风效果和使用煤气炉加热对慢性支气管炎的几率。

肺功能之间的关系和行为因素有关燃气灶具展示在表5。FEV₁测量范围468毫升到5683毫升的加权平均值和标准偏差2658毫升和882毫升。FVC的测量范围在864到6846毫升的加权平均值和标准偏差为FEV 3069毫升和1036毫升。₁/ FVC比率,我们观察到一个介于31.6%和100%之间的加权平均值和标准误差为86.9%和0.2%。分裂到8 - 16个年岁儿童提供肺量测定法测量,调整意味着FEV₁和FVC高住在家庭的孩子,父母用一个排气口相比,孩子住在家里,没有排气孔或父母报告操作时不使用排气孔燃气灶具(表5)。表6比较预测的百分比(或规范化)肺量测定法测量的差异分裂到8 - 16个年岁儿童家庭经营燃气灶具与通风相比,家庭经营燃气灶具不通风。全面调整模型,总体percent-predicted FEV₁(p = 0.08), FEV FVC (p = 0.20)₁/ FVC (p = 0.11)在生活在家庭的孩子高出适度发泄燃气灶具相比,没有通风的燃气灶具,尽管这些尚不具备统计学意义(表6)。尽管按性别分层后,我们观察到percent-predicted FEV₁女孩几乎高出3% (p = 0.02),住在家里父母报告使用通风相比,房屋通风不习惯的地方。没有明显关联发泄FVC的燃气灶具女孩(p = 0.13)。的percent-predicted FEV₁/ FVC比率为1.6%(95%置信区间ci: 0.16, 3.0, p值= 0.03)高于女孩住在房屋通风相比,女孩在家里使用报道,报道不使用通风燃气灶具(表6)。没有观察到肺量测定法测量之间的关联和通风男孩。此外,之间没有联系肺量测定法和用煤气炉加热观察整体或sex-stratified分析。

结果表明,儿童用煤气炉居住在家庭厨房用具,儿童呼吸道疾病的患病率最低通风时使用时操作时的煤气炉和煤气炉不用于热。我们的发现支持前面分析NHANES III的拉斐尔et al。28),发现使用煤气炉加热增加儿童哮喘的可能性。我们的分析表明,通风很可能影响这个协会的修饰符。此外,我们观察到更好的生活在家庭儿童肺功能在操作时使用的是通风的煤气炉比家庭没有通风或者没有使用通风。本协会与肺功能只是重要的女孩,目前尚不清楚这是否源于对煤气炉排放或微分行为更加敏感,会导致更频繁的接触燃气灶具。儿童肺功能,然而,并没有与父母报告使用煤气炉的热量。

而室内空气污染测量在NHANESIII并不可用,有相当多的证据表明,燃气灶具排放污染物,严重影响呼吸健康以及生物合理性借给我们的发现。气体做饭和取暖的主要来源二氧化氮在室内环境34- - - - - -36]。在动物模型中,二氧化氮存在剂量依赖的相关性的影响包括激活核因素(NF-kB)在气道上皮细胞,导致中性粒细胞炎症和炎性细胞因子释放的增加(47]。其他机械的研究一直描述,二氧化氮辅助属性嗜酸性粒细胞在过敏性哮喘的发展促进和抗原IgE抗体和免疫球蛋白的生产48]。在流行病学研究中,短期和长期暴露于二氧化氮与FEV1在儿科人口的负相关49,50]。最近的一项前瞻性流行病学研究发现哮喘儿童哮喘发病率的风险暴露于二氧化氮含量低于美国环保署室外空气标准(51]。多环芳烃(多环芳烃),另一个燃气灶具排放污染物,也是增加过敏反应,增强免疫系统释放的炎症介质(52,53]。多环芳烃与常见细颗粒物(PM_2.5),已与FEV成负相关₁在学龄前儿童(54]。最近的一个病例对照研究发现儿童环境之间有着紧密的联系接触到的多环芳烃和多与哮喘有关的生物标志物包括IgE和炎性细胞因子(55]。

使用一个排气扇可以改善室内空气质量,减少污染物产生的燃气灶具(9- - - - - -16,56- - - - - -58]。因此,它似乎是合理的,孩子生活在家庭使用排气扇当操作他们的燃气灶具有更好的肺功能和呼吸系统疾病的几率更低。评估一个排气扇的存在与否与燃气灶具在家里可能会是一个重要的环境因素时要考虑接触史。医生、护士或健康教育工作者可以鼓励家长操作时使用排气扇燃气灶具作为额外干预改善孩子的呼吸系统健康。进一步,医生、护士和健康教育者可以阻止使用煤气炉家庭加热源。

需要注意的是,这项研究也有一些局限性。而研究可归纳的所有美国非制度化的孩子年龄在- 18岁,横断面,所以我们不能评论之间的时序关系家庭燃气灶具,父母利用通风和呼吸道疾病。NHANES III不测量室内空气污染水平也限制我们的能力来定量评估煤气炉排放之间的关系,通风实践,和呼吸的结果。这种分析没有控制空气污染浓度,因为这些数据没有收集NHANES,虽然有可能链接“全国健康和营养检查调查”数据环境空气污染这将需要访问限制数据超出了本研究的范围。也没有这个调查收集信息在特定类型的通风系统或其有效性。收集信息类型的通风和其有效性通过定量测量室内空气污染在全国代表性调查,NHANES一样,将是非常有用的为未来研究燃气灶具和呼吸道健康之间的关系。另外,曝光和本研究结果依赖父母的回忆可能是偏见的根源。因此可能受访者低报吸烟行为可以解释为什么室内烟雾暴露不是哮喘的危险因素虽然接触环境烟雾暴露在此示例是支气管炎的风险因素。然而,我们的研究结果的一致性之间parental-reported儿童呼吸道疾病和定量肺功能测量提供额外的信心通风实践和儿童呼吸道健康之间的联系。也有丢失的观察,尤其是对BMI因为少人同意的生理测量部分调查。 However, when we analyze the data without BMI using the larger sample size, the statistical significance of the observed associations did not change in any meaningful way for asthma or wheeze (data not shown). Missing data could lead to selection bias but the consistency in the results (with or without BMI) makes this seem unlikely. Finally, the survey only queried respondents about ventilation if they indicated that they had a gas stove making it impossible to evaluate the effect of ventilation on respiratory outcomes in homes that electric stoves. Moreover, we opted to categorize ventilation usage using an extreme dichotomy (no exhaust fan or never use exhaust fan versus rarely, sometimes and always using exhaust fan) rather than four gradations of ventilation use (never, rarely, sometimes and always) because the division between rarely and sometimes is somewhat ambiguous and only 15 people with asthma and 17 people with bronchitis reported “rarely” using their exhaust fan.

本研究观察到操作时使用通风排气扇煤气炉做饭或取暖与哮喘和其他慢性呼吸道症状的患病率较低的美国孩子在调整了其他风险因素。确保通风安装燃气灶具附近操作时,使用燃气灶具是很重要的,,只有使用天然气炉灶做饭,而不是作为辅助热源。建筑环境和人们对建筑环境的相互作用,如燃气灶具,可以随时间变化,是很重要的国家调查继续问燃气灶具,通风,和行为与其使用相关调查也收集信息关于儿童的呼吸系统健康。此外,家庭中使用的类型的炉灶和加热由卫生保健提供者往往被认为是评价室内空气质量风险因素在儿科患者,其他问题涉及一个排气扇的存在可能会提供一个机会来预防干预和改进的结果。

置信区间:

置信区间

FEV₁:

在1秒用力呼气量

FVC:

用力肺活量

NHANES:

国家健康与营养考试调查

氮:

氮氧化合物

或者:

优势比

病人:

假定值

多环芳烃:

多环芳烃

Pct:

百分位

SES:

社会经济地位。

这项工作是支持由美国国家环境卫生科学研究所NIEHS格兰特第42页ES016465和e ES000210。

从属关系

1. 公共健康和人类科学学院15米拉姆科瓦利斯,俄勒冈州立大学或97331,美国

   莫莉L凯乐,埃里克·科克,艾伦Smit,约翰·莫利托&安娜K哈丁

2. 环境和分子毒理学、农业科学学院科瓦利斯,俄勒冈州立大学,97331年,美国

   丹尼尔Sudakin

相应的作者

对应到莫莉L凯乐。

相互竞争的利益

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

灵魂:协调数据分析和解释,起草了手稿,并批准提交最后的手稿。ESC:进行数据分析,导致了手稿的起草,提交和批准最终的手稿。ES:监督数据分析、批判性回顾了手稿,手稿和批准最终的提交。DS:导致数据解释,导致手稿草案,提交和批准最终的手稿。JM:导致的评论和解释统计结果提交和批准最终的手稿。维也纳总医院:研究概念化设计,导致起草手稿,手稿和批准最终的提交。

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