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背景:慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者可由包括空气污染在内的多种因素引发反复发作的疾病恶化。短期暴露在空气污染中可直接导致急诊呼吸科就诊。本研究的目的是调查每日COPD急诊科就诊人数与每日环境空气中PM浓度之间的关系10,所以2,没有2， CO和O3.在巴西的São保罗市。
方法：样本数据是在2001年至2003年间收集的，并按性别和年龄进行了分类。采用广义线性泊松回归模型控制短期和长期的季节变化以及温度和相对湿度。利用自然三次样条函数控制非线性相关性。采用三次多项式分布滞后模型来估计大气污染物的滞后结构和累积效应。
结果:点10所以2读数显示对慢性阻塞性肺病急诊就诊的急性和滞后影响。四分位范围增加(28.3 μg/m)3.和7.8μg/ m3.分别)与COPD住院患者6天累计增加19%和16%相关。对妇女的影响是在滞后0时观察到的，而在老年人中，滞后时间较长。CO浓度的增加对女性和老年人有影响。没有2和O3.分别对老年人和妇女有轻微影响。
结论:这些结果表明，空气污染以特定性别和年龄的方式影响健康，应被视为在城市环境中加重慢性阻塞性肺病的相关风险因素。
来自Altmetric.com的统计
慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一个主要的和日益普遍的全球健康问题。预计到2020年，它将成为全球第三大最常见的死亡原因和第五大最常见的残疾原因。1据世界卫生组织(世卫组织)估计，2005年约有8000万人患有中度至重度COPD, 300万人死于COPD，相当于全球所有死亡人数的5%。2全球慢性阻塞性肺病倡议组织(GOLD)对COPD采用了新的定义，认为气流限制通常是进行性的，并与肺部对有毒颗粒和气体的异常炎症反应有关。1这一定义表明慢性阻塞性肺病是一种慢性炎症性疾病，从这个意义上说，最近的大多数研究都符合这一概念。
在发达国家，吸烟是迄今为止造成慢性阻塞性肺病最常见的原因。尽管如此，还有其他风险因素，包括燃料燃烧造成的室内空气污染、不良饮食和职业暴露。2患有COPD的患者可能具有复发性的加剧，症状恶化和降低肺功能可能无法回收。此外，COPD Exacterbations导致寿命质量受损，降低存活率和增加的医疗保健费用。3.
在过去几十年里，大气污染已被确定为慢性阻塞性肺病恶化的一个原因。45一旦与呼吸上皮接触，污染物可以激活炎症级联，导致该组织损坏。柴油颗粒，二氧化硫之间的关系（如此2)、臭氧(O3.)和二氧化氮(NO2)和呼吸道炎症也被证实。67斯顿和他的同事们8提示颗粒在肺中的沉积引发了低级别肺泡炎症，从而导致COPD加重。与慢性阻塞性肺病相关的急诊(ED)就诊已被视为空气污染短期影响的敏感结果，9这种关联得到了其他流行病学研究的支持。1011121314
在São保罗，世界上人口最密集的城市之一(1120万居民)，空气污染的主要来源是使用汽油-乙醇混合物的轻型汽车，导致排放的污染物只有一种有毒成分。在São Paulo, 40岁以上男性慢性阻塞性肺病患病率达到19.8%，40岁以上女性患病率达到14.5%。15此外，该市男性和女性的成年吸烟率分别约为23%和17%。16
由于COPD作为成人和老年人在圣保罗的健康问题和永久性暴露于污染物中，这项研究的目的是估计每日空气污染变异性对COPD加剧率的影响，通过每日编辑记录来衡量访问。
材料和方法
我们进行了一项生态时间序列研究。从2001年2月1日至2003年12月31日，我们从São保罗联邦大学的附属机构São保罗医院(SPH)获得了40岁以上患者慢性阻塞性肺病急诊科的每日就诊记录。COPD病例的定义依据国际疾病分类(ICD)第10版的标准，并考虑每次ED就诊记录的初步诊断。纳入支气管炎(J40、J41、J42)、肺气肿(J43)和其他慢性阻塞性肺病(J44)患者。SPH是一所经认证的教学医院，其急诊科每年治疗约5万名病人。因此，它被用作一个哨点保健服务中心，进行旨在评估空气污染与呼吸系统疾病之间关系的流行病学研究。
空气动力学剖面⩽10 μm (PM10)，一氧化碳(CO)，所以2阿,3.和不2在整个分析期间从São Paulo State Environmental Agency获得。13个监测站分布在整个城市。对于每个测量污染物，采用站间平均值作为全市暴露率的估计值。采用的CO(非色散红外)测量显示，在5个站点的8小时移动平均值最高。没有2(化学发光)和O3.(紫外线)，在四个监测站测得最高时平均值。24小时内最高的每小时平均雨量10在12个监测站和13个监测站测量了辐射2(脉冲fluorescence-ultraviolet);采用24小时平均值。少量缺失的数据被集中的移动平均线代替。所有的污染物都是在00:01到00:00之间测量的。每日最低温度和相对空气湿度的每日平均值来自São保罗大学的天文和地球物理研究所。
利用Pearson或Spearman相关系数估计污染物与天气变量之间的相关性。每日COPD ED就诊次数为因变量。自变量为各种污染物(PM)的日平均水平10,所以2有限公司,没有2和O3.)．我们还控制了短期(即每周的天数)、长期(即季节性)和每日的气候条件(最低温度和湿度)。使用广义线性泊松回归对整个期间的每日COPD急诊科就诊计数进行建模。17分析由性别和年龄分层（年龄40-64岁，超过64岁）。采用泊松回归模型，因为ed访问是展示泊松分布的可数事件。我们使用自然的立方样条18控制季节。样品曲线被用来解释ED访问对该协变量的非线性依赖性，并从数据中减去基本季节性模式（和长期趋势）。我们使用12度自由来平滑时间趋势。选择了时间趋势的自然样条的自由度的数量，以最大限度地减少残差和Akaike信息标准之间的自相关。19对时间趋势进行调整后，残差中没有剩余的序列相关性，无需使用自回归项。
为了控制短期趋势，将一周中每一天的指标包括在内。呼吸系统疾病与天气呈近似线性关系。因此，采用了温度和相对湿度的线性项。从滞后0到滞后2，最低温度的影响更相关。因此，我们采用了3天移动平均最低温度。相对湿度对慢性阻塞性肺病住院表现出短时间和小幅度的影响。我们采用了相对湿度的2天移动平均。为了降低对因变量中离群值的敏感性，我们使用稳健回归(m估计)。
采用不同的方法和时间滞后分析了空气污染与健康之间的滞后结构。在本研究中，我们使用三次多项式分布滞后模型来检验从就诊当天到就诊前6天的滞后。18虽然这施加了约束，但它也允许有足够的灵活性来估计生物上合理的滞后结构，比无约束滞后模型控制更好的多重共线性。对每天的估计标准误差进行了过度分散的调整。在定义了标准污染物的滞后结构后，我们估计了2天、3天和6天的累积效应。
在与copd相关的ED就诊中，空气污染物的影响以百分比增加和95%置信区间(95% CIs)表示。这是由于污染物浓度增加的幅度相当于四分位区间(即日浓度升高75%和降低25%之间的变化)。所有的分析都是使用Windows的S-Plus 2000统计软件包进行的。
结果
本研究共对48109例呼吸系统疾病患者进行了检查。40岁以上的9443人，慢性阻塞性肺病患者1769人。COPD事件的描述性分析见表格1．
所示表格1，研究期间COPD相关的ED访问罕见。然而，在3年期间每日平均均值的总数增加（2001,1.34±1.48; 2002,1.54±1.16;和2003,1.78±1.53）。
表2介绍空气污染物和天气变量的描述。
平均而言，大部分观测日的污染物均维持在各自的空气质素指引限值以下(图1)．PM10但每天的摄入量却超过了标准(150 μg/m)3.)一次。无2每日限量(100 μg/m3.CO 8 h移动平均值被超过4次，CO 1 h移动平均值被超过1次3.超过最大值54次。所以记录2在整个过程中，NO2和O3.从研究的第一年到最后一年，年平均收入有所增加。
从2001年到2003年São Paulo与慢性阻塞性肺疾病相关的急诊就诊和空气污染物的每日记录。
初级污染物表现出高度正相关(Pearson或Spearman相关):PM10有限公司,0.67;点10所以20.77;点10和不20.60;所以2有限公司,0.52;所以2和不20.63;没有2和有限公司0.56。COPD与初级污染物呈显著正相关，与O无显著正相关3.．
表3显示了PM的滞后结构10,所以2CO对所有、性别和年龄分组的copd相关ED访问的影响。
由于PM的四分之一区间增加，慢性阻塞性肺疾病相关急诊就诊的百分比增加和95% ci10(28.3μg / m3.),所以2(7.8μg / m3.)及CO (1.3 ppm)
在整个组中，COPD急性加重在PM当天增加10增加（滞后0），并且在随后的5天内减少了效果。在所有成年人中观察到这种模式，但在老年群体中只有显着差异，其中在5天的滞后期观察到阳性效果。累积效应是显着的，对于老年人，最高效果几乎是较年轻的成年人所获得的值。
SO的滞后结构模式2与PM观察到的结果相似10．此外，影响的大小与PM相似10值，除了在老年组观察到的幅度。在老年人中，效应滞后的长度比在年轻人中观察到的要长。
与PM相比，CO中的狭窄范围增加了不同的滞后结构模式10所以2．对于整个组，在空气污染增加后2天增加了COPD相关的ED访问，从而显示出持续7天的累积效果。为男性，女性和老年人观察到相同的模式。对于成年人而言，尽管效应的程度较小，但在CO增加后的一天，在CO增加后的第二天观察到COPD相关的访问增加，此后保持3天。
NO的作用2和O3.并不像PM10,所以2CO. NO2水平只影响老年人与copd相关的ED就诊。这种效应是延迟的(在延迟5时增加了7.8%，95% CI 0.8至15.3)，而且还观察到显著程度的6天累积效应(17.8%，95% CI 0.3至38.3)。臭氧对女性(2.3%，95%可信区间0.0 - 4.5)有较小的急性影响(滞后0)，但对其他组没有影响。
讨论
这项与COPD相关的ED就诊时间序列研究提供了一个难得的机会来检查广泛收集的环境污染措施与COPD恶化率之间的关联。点10,所以2通过性别和年龄分层组分析，CO与预后相关。这项研究最终得出的结论是否定的2和O3.分别对老年人和妇女提出了群体特定效应。
时间序列分析被广泛用于评估空气污染和急性呼吸系统健康结果之间的关系。虽然在控制数据的时间趋势方面有优势，但时间序列分析也有一定的缺点。时间序列分析的结果依赖于模型。20.一些作者最近选择使用案例交叉分析来估计空气污染的急性影响。但是，结果表明，案例交叉和时间序列技术如果充分使用，可以产生相当相似的估计。20.因此，在我们的研究中采用广义线性模型不应该被认为是这项工作的弱点。
关于COPD加重的定义还没有普遍的共识。它可以根据症状的增加和/或医疗保健服务使用率的增加来定义，21其特点是在气道、实质和肺血管中有强烈的炎症过程。1恶化是由多种因素引起或触发的，其中最重要的是呼吸道感染、空气污染和温度。此外，慢性阻塞性肺病恶化与预先存在的(急性对慢性)呼吸道炎症的恶化有关。22某些其他临床表现包括呼吸肌肉疲劳，导致呼吸泵衰竭，高碳酸血症和呼吸功能不全。22
强有力的流行病学证据表明，空气污染可对慢性阻塞性肺病患者产生不利影响。不利影响似乎也被不同的特性所调节。23在这些影响因素中，性别和年龄是最相关的。242526女性的COPD的严重程度高于男性。2425这些特征可能解释老年人与空气污染暴露相关的慢性阻塞性肺病死亡率的差异，这种差异在妇女中发病率较高。2425
众所周知，女性比男性表现出更明显的气道反应。这一特征与它们对环境污染物的敏感性增加有关。26此外，女性肺部较小的气道直径和较低的解剖死腔体积增加了颗粒在下气道的沉积。25与男性不同，COPD加剧的第一个表现因咳嗽和痰而增加，女性的第一个表现可能与肺功能的变化有关。
微粒可诱导呼吸道的氧化应激和炎症反应。有经验证据和实验支持表明，呼吸道黏膜的直接损伤(即渗透性增加和粘液纤毛活性降低)是由促炎细胞因子介导的氧化损伤和继发性毒性作用的结果。272829同样，由于下呼吸道颗粒沉积较深，COPD患者特有的口鼻呼吸模式也可能起到一定作用。倾向于口腔呼吸的慢性阻塞性肺病患者肺颗粒沉积显著增加。30.
所以2是燃料燃烧产生的气体。目前，大多数城市燃烧污染的主要来源是交通。因此,所以2可能是交通污染混合物的代理人。所以2是一种反应性很强的气体，其浓度季节性很强，在冬季达到峰值。11目前的生物学知识表明SO2会加剧慢性阻塞性肺病。在动物中，低和短期SO2暴露会通过反射机制加速粘液纤毛的清除，这表明会增加粘液的分泌率。31在与人类相关的研究中，SO2与正常和敏感受试者在短期(5分钟)暴露后的支气管收缩有关。32考虑到这一点，目前来自毒理学和生物学领域的知识数据表明，SO2会加剧慢性阻塞性肺病。这是由于颗粒物与SO之间存在强烈的相互作用2, Bascon等33表明微粒对健康的影响SO2和酸性气溶胶必须联合评估。在我们的研究中，PM之间的高度相关性被观察到10所以2它们相似的效应模式支持了Bascon的建议等．
COPD现在被认为是一种全身性疾病，包括肺外表现，如骨骼肌功能障碍和肌肉萎缩。34慢性阻塞性肺病急性加重期间发生外周肌力下降。34CO的毒性很大程度上归因于它与载氧铁的高亲和力2＋-血红蛋白，如血红蛋白和肌红蛋白(Mb)，一氧化碳暴露的影响通常首先表现在最氧敏感的器官系统。35因为CO与O竞争2对于心脏和骨骼肌中的MB，血液动脉氧气压力降低（PAO2)会增强碳氧肌红蛋白(COMb)的形成，可能导致一氧化碳从血液(碳氧血红蛋白)迅速转移到肌肉(COMb)室。以MbCO形式隔离Mb可能会限制O2这些组织的摄取速率和损害细胞内收缩过程的氧气输送。35一氧化碳对copd相关的ED就诊有滞后效应。CO病理生理学的研究支持以下假设:COPD的加重和随之而来的与CO浓度增加相关的ED随访滞后可能与呼吸肌肉功能障碍有关。
没有2与正常受试者小气道的肺部炎症有关。36它还可导致呼吸系统疾病的恶化，因为它能够损害上皮细胞和肺泡巨噬细胞的功能。37然而，在我们的研究和文献中发现，NO2由于难以将其影响与其他混合污染物分离开来，其影响是不一致的。38
臭氧暴露会损害灵感，这导致呼吸功能的立即损害，并在1 s（FEV）下强制呼气量（FEV）1)、气道炎症和支气管反应性增加。39这些特征支持我们对o的短期影响的调查结果3.在女性。与男性气道相比，该组的响应性增加可以通过较小的女性气道来解释。40然而，尽管在一些研究中观察到类似的结果，4142对O反应的性别差异3.保持一致。
我们的发现与Sunyer的一致等，10他对每日空气污染和慢性阻塞性肺病每日急诊入院情况进行了首次时间序列分析。它们在空气污染物(SO)之间显示出线性正相关且显著的关系2在西班牙巴塞罗那，慢性阻塞性肺病(COPD)和慢性阻塞性肺病(COPD)急诊就诊。我们用NO的数据进一步扩展了这些发现2以及它对老年人的影响。另一项研究也在巴塞罗那进行，11发现增加了25 μg/m3.在如此2在冬季和夏季，与copd相关的急诊科就诊人数分别增加了约6%和9%。颗粒污染(通过黑烟测量)在冬季也显示出了类似的关联，但在夏季则有所降低。对于这两种污染物，影响都是剧烈的，而且在滞后1时影响更大。
用O表示3.，我们在女性中发现了一个严重的影响，尽管其他作者报道了O3.和慢性阻塞性肺病急性加重。头带等12显示O3.(滞后5)和CO(滞后1)与西班牙巴伦西亚与copd相关的ED就诊人数的增加相关。作者没有发现与黑烟有关，NO2左右2．然而，值得注意的是，瓦伦西亚的研究对象包括青少年和年轻的成年人。
我们的团队在São保罗进行了一项研究13从1996年到1999年，SO的6天移动平均值的四分位区间增大2(11.82μg / m3.）在4天的o的o3.(35.87μg / m3.)增加了下气道慢性肺部疾病急诊就诊人数，分别增加了18%和14%。然而，在该研究中，只包括了老年人，我们没有使用分层分析。此外，急诊科就诊包括慢性阻塞性肺病和哮喘病例。在那项研究中，我们假设哮喘发作主要与O3.的水平。在一项合并哮喘-慢性阻塞性肺病分析中，哈洛宁等43报告指出，气体和微粒物质的影响因年龄而异。尽管他们使用的年龄组不同于目前的研究。
在《空气污染与健康，欧洲方法》(APHEA)研究中，安德森和他的同事44调查了六个欧洲城市的慢性阻塞性肺病患者。该研究提示了空气污染物的时间趋势与慢性阻塞性肺病急诊就诊之间的关系。44减少因此2阿,3.,没有2与黑烟相伴的是与copd相关的ED入院人数的减少。作者得出的结论是，有大量证据表明，空气污染，尤其是颗粒物，与慢性阻塞性肺病的恶化有关。值得注意的是，在这些研究中，大多数患者的年龄在65岁左右。皮等14发现了与copd相关的ED的增加和NO的增加之间的联系2这两种污染物都表现出短期影响。
使用与我们相似的研究设计，柯等45发现了与copd相关的住院人数和每日颗粒物(PM)水平之间的关联10和点2．5),所以2,没有2和O3.具有较长的滞后结构和较小的尺寸效应，比São保罗市观测到的要小。
尽管我们的研究与上述研究存在一些细微的差异，但所有人都同意一个主要观点:城市空气污染物对COPD患者是有害的。年龄组和特定污染物影响之间的微小分歧很可能是研究特定的设计特征造成的。
São保罗的研究讨论了空气污染对呼吸道疾病计数的影响，主要是在儿童中46和老人。47这些研究和其他研究支持了市政府、州政府和联邦政府为减少空气污染而实施的政策。当我们检查特定的疾病群体时，比如COPD患者群体，其中包括近100万São保罗居民，15我们能够发现比在普通人群中观察到的更有问题的影响。我们还注意到，这些影响开始于较低的污染浓度，低于最初用于界定空气质量标准。因此，我们认为这项研究可以支持将空气污染排放限制在比巴西目前采用的更严格的标准的努力。此外，尽管汽车发动机有所改进，排放也随之减少，但汽车的数量在过去十年中仍在增加，每天有更多的汽车上路。监测这种情况需要新的研究来评估脆弱人群和分析影响因素。
综上所述，我们在巴西圣保罗市的40岁及以上人群中发现了空气污染与慢性阻塞性肺疾病相关的ED就诊之间的明显关联。空气污染仍然是COPD恶化的一个被低估的原因。除了感染，空气污染也应该被认为是导致这种结果的一个危险因素。在São保罗，主要由汽车产生的初级污染物是必须解决的因素之一，以便将对公众健康的风险降到最低。
在这个问题上已经知道什么
呼吸道感染是众所周知的慢性阻塞性肺病的触发器。
空气污染物的作用仍然被低估了。
对空气污染物对慢性阻塞性肺病的不利影响的调查已经在不同的国家进行，但没有强调性别和年龄的影响改变剂。
这项研究补充了什么
这是第一个按性别和年龄分层评估空气污染物对慢性阻塞性肺疾病相关急诊就诊的影响的研究。
空气污染应被视为慢性阻塞性肺病加剧的危险因素。
研究表明，性别和年龄改变了空气污染对慢性阻塞性肺疾病相关急诊就诊的影响程度和滞后结构。
确定一个易受影响的群体加强了采取公共政策措施以更好地控制空气污染的必要性，主要是在发展中国家，因为这些国家仍在执行减少空气污染的有效程序。
参考文献
脚注
相互竞争的利益没有任何。
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