微粒空气污染在COPD组和生存

背景

几项研究已经表明横断面长期暴露于空气颗粒物污染之间的联系和在一般人群生存或方便军团。敏感性所知甚少,或者每年暴露的变化。我们调查是否与生存相关的粒子群与慢性阻塞性肺病人34个美国城市,消除常规横断面暴露和治疗点₁₀作为一个在城市时变风险。

方法

利用出院数据,我们建了一个群人出院活着与慢性阻塞性肺疾病使用医疗保险数据在1985年和1999年之间。12个月的平均点₁₀被合并到单个年度跟踪在每个城市。我们应用Cox比例风险回归模型在每个城市,个人风险因素的调整。

结果

我们发现重大协会生存分析单个和多个滞后曝光,与死亡率增加的风险比10μg / m³点₁₀在过去的4年为1.22(95%置信区间:1.17—-1.27)。

结论

人存活出院COPD有实质性的死亡率风险暴露于微粒。暴露的风险是显而易见的,4年和更高的分布滞后模型。这些风险明显大于在时间序列分析。

全球研究表明微粒污染(PM)的短期效应从呼吸道导致住院和死亡1- - - - - -6]。

流行病学研究表明,住院治疗呼吸道导致强烈相关的接触点。先进的可能的潜在机制[过一些假设7]。例如,下午可能损害通风造成的慢性阻塞性肺病患者气道狭窄和增加呼吸的工作(8]。除了一些颗粒会导致上皮细胞损伤,肺水肿,最终纤维化(9]。

粒子可存入额外的胸航空公司(口、鼻、喉),在航空trachiobronchial地区和肺泡气体交换发生地区(10]。

呼吸道沉积模式依赖于粒子的大小和分布在吸气。生物效应可能是一个函数的粒子数,组成和粒子的总表面积。

各种因素已经被证明影响粒子沉积,如年龄、通风模式和阻塞性或炎症气道疾病的存在(11]。更高的总沉积增加通风,阻塞性气道疾病,如慢性支气管炎、肺气肿、哮喘导致增加沉积的下呼吸道(12]。

保留是一个函数的粒子的粒子沉积站点和间隙,这可能与慢性阻塞性肺病人受损。慢性影响也可能来自循环周期的肺损伤和修复(10]。研究显示,高剂量的粒子会引起氧化应激和炎症的感应,增加血液凝固,受损细胞防御和免疫系统的调制13,14]。

下午的影响长期暴露在一般人群的生存已经检查了在许多研究中,主要集中在总或心血管死亡率。哈佛大学的六个城市前瞻性队列研究(15显示一个心血管死亡率和慢性暴露于空气污染物之间的联系。其他的研究(16,17),如美国癌症协会癌症预防研究人口,最近(17]报道一个协会之间的长期平均点和具体的死亡原因,死亡等所有心血管疾病以及糖尿病、缺血性心脏病、心律失常、心力衰竭、心脏骤停死亡。

另一个队列(在七个法国城市18)发现,城市空气污染与总死亡率增加有关25年来,他们也观察到一个一致的模式,肺癌和心肺的原因。

虽然这些先前的研究已经报道的协会与生存,空气污染,有时还会引起特定的生存,这些没有检查是否改变了年度变化风险。

具体来说,在大多数发表的群组研究,长期的接触被空气污染浓度的差异在地理位置,不允许考试年度变化是否暴露导致风险的变化。然而,最近的一项研究在都柏林(19)表明,减少空气污染浓度突然干预(煤禁令)减少心血管和呼吸道死亡第二年,没有在随后几年进一步减少。

这表明一个队列研究点₁₀当作一个时变协变量,年随访期暴露和生存,相当大的兴趣。此外,如果这些研究都是在城市,然后通过设计,他们消除混淆的可能性无限的协变量,不同城市或地理位置。

最近哈佛六个城市的有关研究,延长死亡率随访期间,使用年度PM2.5时变接触,并发现了一个重大协会PM2.5的死亡率,而且大部分的效果与前两年的接触20.]。然而,在这个研究中,曝光两城市之间的变化和年在城市之间造成了曝光梯度。

另一个最近的研究调查(21)在城市同比变化是否每年点暴露与疾病进展或减少有关生存在一项研究中196000人出院后存活的急性心肌梗死。我们应用这种方法34-city队列研究,与组内定义的每个城市为COPD出院。

因此,本研究的重点是检查暴露于微粒空气污染对人的影响后出院活着承认对慢性阻塞性肺疾病(COPD)。

研究人群

使用医疗保险数据的人年龄在65岁及以上的1985年至1999年,我们建了一个群幸存者与特定的条件我们猜测可能呈现在更大的风险,定义情况下作为主要或次要紧急入院出院诊断为慢性阻塞性肺疾病(COPD ICD-9: 490 - 496, 493年除外);我们排除了那些在三个月内死于他们的承认。

医疗保险数据也提供这些受试者死亡的死亡日期,因此我们可以定义他们是否还活着的1999年底;死亡日期字段来源于医疗保险登记数据库和相互参照社会保障局的主受益人记录(22]。

医疗保险提供同样的信息在年龄、性别、种族、冠状和医疗重症监护的天数,并可能修改的风险生存的因素,如主要或次要诊断心房纤颤(ICD-9: 427.3),心肌梗死(MI ICD-9:410)、糖尿病(ICD-9: 250),充血性心力衰竭(瑞士法郎,ICD-9: 428)和原发性高血压(ICD-9: 401)以前的招生,还是这些被指出是次要的诊断指数入学。我们定义了一个基于ICD编码分类变量类型的慢性阻塞性肺病(ICD-9: 491492496)。

受试者活着第一今年1月入学后进入队列,和随访期日历年。我们排除了受试者的死亡或随后承认发生在前三个月的指数承认,和那些在1999年承认。

1985年至1999年期间生存治疗可能改善了由于变化,潜在疾病状态,等。为这些变化控制,我们用地层为每个5年间隔允许不同的潜在风险。

城市人口密度特征,与中央空调的人口比例,65岁及以上的人口比例与收入> 50000美元从1990年美国人口普查(获得23];肺气肿的年平均死亡率= 65岁人从国家卫生统计中心获得。

环境数据

我们获得的点₁₀(空气粉尘与空气动力学直径小于10μm)美国环境保护署的气体测定数据信息检索系统(241985年至1999年)。

我们选择34城市颗粒物的日常监测和代表全国的地理分布(图1)。

当多个监视器是一个县,点₁₀在县平均使用先前描述的方法(25,26]。短暂,我们计算本地使用一种算法,占每日平均浓度不同监测特定均值和方差。平均之前,任何监控,没有很好地与其他相关(r < 0.8 2个或更多的监测对社区内)被排除在外,因为它可能测量当地的污染,不代表大众接触源在整个社区。

我们创建为每个主题和随访期间每年平均(January-December)污染的那一年,前3年。

点₁₀被视为一个时变生存分析中的协变量。

统计方法

定义队列我们假设每个主题进入队列,如果他/她幸存下来至少3个月和今年1月第一还活着后入学。每个主题下时间是1年时间(1月- 12月)直到他们死去(失败)或直到1999年12月(审查)。这种方法已经被先前描述(21]。

我们分析了数据和一个扩展Cox比例风险的回归模型(Proc PHREG SAS (27)允许变化的生存分析(28,如前所述21]。

我们控制了个别危险因素如年龄、性别、种族、季的承认,天数的冠状动脉和医疗重症监护,前诊断为房颤和MI和二级或前诊断为糖尿病,瑞士法郎,高血压,时间,和季节。

赛季进入队列定义的指数放电,被定义为:冷(12月到2月)、热(6月至8月)和过渡。允许可能non-proportionality存活率的时期(3类,一个为每个5年增量)、年龄(5类),性别、种族(白人,黑人,其他人)和类型的慢性阻塞性肺病治疗作为分层变量。

控制与观察我们使用适当的似然函数由Kalbfleisch和普伦蒂斯(29日]。

在第二阶段的分析,具体结果结合使用一个随机效应多元回归(30.]。保守我们的报告结果将随机效果,是否有明显的异质性。

我们检查效果修改通过城市特色进入多元回归的预测变量。这些包括措施的社会经济条件(65岁及以上的人的收入百分比> 50000美元),接触相关措施(意思是点₁₀在城市),一般社会因素(人口密度),和肺气肿的死亡率在65岁以上的人作为代理人的吸烟史的人口。

我们还研究了影响改性的年龄组(vs 76和65—75年),种族(白色和其他),和性,包括年度之间的交互项点₁₀和每个变量的模型。

对于每个主题在每个随访期间,我们考虑以下可能的暴露指标:平均点₁₀随访期间在他们的城市,一个模型同时包含曝光期间前三年的随访期间,每个(分布式滞后),来看看我们是否能确定点的效果随时间下降。我们也计算点的总和₁₀从落后0到前三年的影响。结果表示为风险比(人力资源)10μg / m³点的增量₁₀。

图1展示了一个美国地图与国家边界和城市研究中分析。

表1显示了研究人群的特点;34个城市中有更高比例的女性,和白人的平均年龄为76年。

在研究期间有1039287医院排放与慢性阻塞性肺病;其中,57%死在后续的结束。

后续的平均持续时间为4.5年的范围之间的生存时间1到14年。

最常见的一种慢性阻塞性肺病是慢性气道阻塞(55%);14%的病例有慢性支气管炎,肺气肿的占8%。

图2分别介绍了箱形图的分配1点₁₀意味着在每个城市,下令点的浓度₁₀。洛杉矶最高浓度水平,而火奴鲁鲁最小的。平均点₁₀在所有城市29.4μg / m³。

5年的测试充分性地层为世俗生存的变化控制,我们计算每年的年死亡率的队列(表2)。这些都是高在前五年,但变化很小。

表3介绍了下午的结果₁₀分析。结果表示为风险比(人力资源)10μg / m³的点₁₀。我们发现调整混杂因素显著关联分析,人力资源为1.11(95%置信区间:1.06—-1.15)10μg / m³增加点₁₀同年。

图3显示了城市点的具体结果₁₀在落后0。我们发现在大多数城市积极和显著的关联。

当看的和接触点的影响在四年(前一年和3年)分布滞后模型中我们发现死亡的危险比为1.22(95%置信区间:1.17—-1.27)。PM₁₀分布滞后模型中的尺度效应是高于模型中与一个曝光时间。时滞后,对死亡风险的影响在每年随访低接触同年,高曝光的前两年,并降低了曝光三年前。

在第二部分的分析,我们试图解释观测到的异质性在城市通过观察效果修改。我们用多元回归分析几个潜在的预测因子。这些分析的结果提出了在桌子上4。点₁₀效果与肺气肿不相关的死亡率,因此这意味着吸烟似乎没有混淆的协会。

几乎没有迹象表明检测任何修改的影响变量。

最后我们检查效果修改年龄组(65 - 75 = 0 vs 76和= 1),种族(白色= 0和其他= 1),和性别(男= 0,女= 1)。这项研究的结果发表在表5。我们发现重要的相互作用,影响老年人群,在非白人受试者,在男性。

我们发现一个重要的长期暴露在空气中传播的粒子对死亡的风险在一个大型的多城市研究老年人出院活着COPD的承认后,与一个相对较大的效果比一般人群队列之前报道。我们还发现,这种影响不仅限于暴露在每年的随访中,有较大的累积效应分布在随访一年,前3年。

这项研究是与心肌梗死的类似的研究,分析了招生。研究调查点是否与疾病进展或减少生存在一个196000人的研究来自21个美国城市排放活着急性心肌梗死后,并发现了一个显著的影响的长期暴露在空气中死亡的风险,发展为心力衰竭和随后的MI,协会持续数年的滞后,但被延迟脱落3 (21]。

这是第一次长期研究,研究了慢性阻塞性肺病的人从医院出院。本研究的一个关键特性相比,许多以前公布空气污染队列研究是基于人口的,而不是基于一个便利样本在每个城市。这是一个重要的区别。虽然个别风险不同于每年平均暴露在每个城市,它似乎是合理的假设曝光错误是伯克森,和没有产生向下的偏见的估计效果(31日]。也就是说,每个人的人口平均曝光曝光随机波动,减少权力的情况,但没有产生偏见效应估计。相比之下,便利样本群,如ACS的研究中,这是不太清楚,因为他们不捕捉城市人口平均死亡率经验或人口平均曝光。ACS志愿者在城市可能代表健康,和更少的暴露部分城市b,然后他们在城市很明显,可以引入偏差估计。

另一个关键的区别是关注短期,在城市不同的曝光。证明效果可以看到几年之内的变化对健康影响评估有重要意义。如果粒子引起的风险敞口变化是永久性的,我们将不得不等待几十年公共卫生改善后暴露的变化。这些结果表明,他们应该看到,而在年。

死亡率的相对风险我们所有四个结果高于一般报道人口研究等六个城市研究(RR = 1.088, 95%置信区间CI: 1.03 - -1.13) (32]。这可能是由于关注老年人,但是以往的研究并没有提出如此大的风险由于年龄的差异,以及限制与慢性病认为科目增加易感性可能发挥作用在增加的效果。我们的风险也高于一个观察到在短期效应的研究中,例如我们同年的风险定量(1.11(95%置信区间:1.06—-1.15)高于先前的结果14日发表美国城市(6]报告RR为1.02(95%置信区间:1.01—-1.02)接触在几天前死亡。

这项研究和以前的队列研究的另一个区别在于该变化的接触源。在本研究中进行了基本的分析在城市,接触变化来自世俗污染浓度的变化。在其他群组研究,接触源变化是跨地理区域的。例如美国癌症协会研究[17)对比协变量调整与长期生存在每个城市平均污染城市。在某种程度上,地理的变化无法预测的混杂因素如饮食,通常治疗疾病,这些研究等存在潜在的混杂因素,我们的研究设计中现有问题。相反,我们必须对付无边无际的时态混淆。我们使用单独的每个城市5年内地层间隔捕捉这些变化,但与任何研究,这可能是不完美的控制。然而,发现之间的关系长期暴露在空气中传播的粒子以及生存与不同药物敏感性研究混杂的证据增加了相当大的力量更大的长期暴露于微粒对死亡风险的影响。

纵向的使用而不是横向接触梯度在这项研究中也可以解释的一些差异效应值估计,随着中央车站的变化监测和个人接触比类似的变化随着时间的推移可能更相关的空间。此外,美国癌症协会研究使用监视器multi-counties大都会区域内分配风险敞口,而我们的主题通常与显示器在同一城市或县。最近有关美国癌症协会的研究限于主体生活在同一县监控报告更高的相对风险(33]。

本研究提出了一些限制;一是医疗保险不提供死亡的根本原因,研究敏感性限制我们的能力。

主要的限制,然而,是缺乏信息的学科特征,如吸烟、体重指数、或医学使用。在我们的模型,我们控制了所有可用的个人特征,如年龄、种族、性别、入学的严重程度指数和详细数据之前和辅助诊断。此外,我们进行了特色分析删除具体地点的差异的分析。因此城市之间的吸烟率差异等不能混淆协会,因为只有颞可变性在城市污染导致协会。我们不认为每年的变化点₁₀浓度与每年的变化吸烟率在城市,但我们不能完全排除这种可能性。此外,肺气肿死亡率在65岁以上的人,这是与吸烟密切相关的历史,没有修改点相关的风险。

我们的研究表明,长期接触颗粒物会增加死亡的风险在易感人群定义为慢性阻塞性肺病招生。发现效果似乎越来越暴露的前两年,这对公共卫生具有重要的意义。这表明,减少空气污染应遵循迅速通过改善公共卫生,而不是几十年的一些建议。这是按照其他一些最近的研究(20.,21,34,加剧了这些措施的紧迫性。

资金:这项研究是由美国环保署/哈佛大学环境中心粒子健康影响环保局点中心:美国环保局授予RD83241601 NIEHS 00002。

从属关系

1. 哈佛大学公共卫生学院环境卫生学系,美国波士顿

   安东内拉·Zanobetti·拉斯泰利,Marie-Abele C绑定和乔尔·施瓦兹

相应的作者

对应到安东内拉·Zanobetti·拉斯泰利。

相互竞争的利益

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

阿兹参加了这项研究的设计,进行统计分析,起草了手稿。MACB准备数据集,进行了统计分析。JS参与的设计研究,并帮助写手稿,修改它至关重要的知识内容。所有作者阅读和批准最终的手稿。

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