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目的:错误分类的相关使用中央网站可能更大的超细粒子比颗粒物⩽2.5μm⩽10μm (PM2.5和点10),并可能导致低估的健康影响。介绍了相对之间的关联强度户外和室内暴露在超细粒子,点2.5和点10和肺功能。
方法:在四个欧洲城市(赫尔辛基、雅典、阿姆斯特丹和伯明翰),肺功能(用力肺活量(FVC)、1秒用力呼气量(FEV1)和最大呼气流量(PEF))测量一天三次在135年为1周患者哮喘或慢性阻塞性肺疾病(COPD),覆盖> 1年的研究时间。每日的粒子数浓度点2.5和点10测量在每个城市的中心站点,内外受试者的家园。
结果:每日平均粒子数浓度范围在2100 - 66年间100个粒子/厘米3。我们没有发现联系24小时平均粒子数或粒子质量浓度和FVC, FEV1和脉动电场。代替户外或家室内空气污染微粒的浓度而不是中心站点的测量并没有改变观察到的关联。分析限制在哮喘患者也没有关联。
结论:没有一致的肺功能之间的关联和24小时平均粒子数或粒子质量浓度被发现在面板的轻度至中度COPD患者或哮喘。更详细的暴露评估并没有改变观察到的关联。协会的缺乏可能是由于药物使用率高,能力有限评估超过数天或缺席的影响存在滞后效应。
来自Altmetric.com的统计
这纸补充道
短期增加颗粒物空气污染已经与儿童和成人肺功能下降有关。
一些流行病学研究发现强关联中心站点之间的测量超细粒子和肺功能与可吸入颗粒物⩽10μg (PM的精神性10),但其他研究报告类似或更小的影响。
这些不一致可能是由于更多的超细粒子比点曝光错误分类10/可吸入颗粒物⩽2.5μg (PM2.5),使用一个中央网站相关。
没有一致的肺功能之间的关联和24小时平均粒子数或粒子质量浓度在面板的患者被发现轻度至中度慢性阻塞性肺疾病或哮喘。
更详细的暴露评估通过使用户外和家室内超细粒子的浓度水平,点10和点2.5而不是中心站点测量并没有改变缺乏关联。
大量研究报道短期室外空气污染对死亡率的影响,住院的心肺疾病,呼吸道症状、肺功能和心脏功能的变化。1颗粒物,通常⩽10μm空气动力学直径(PM10)是观察到的健康影响的主要驱动力。毒理学研究表明,超细粒子在空气动力学直径(< 100海里)可能是最有毒的。23超细分数占< 1%的颗粒物的质量,但大比例的数字。245超细粒子可能是有害的,因为大量的大表面积(反应),更有效的沉积在肺部6和他们的能力渗透到肺的间质。7
很少有流行病学研究超细粒子对呼吸健康的影响。8910111213一些研究表明,超细粒子与肺功能的衰减比点101113但是其他的研究报道相似8912和更小的超细粒子与点的影响10。10
这些不一致可能是由于不同的暴露评估通常依赖于中心站点的测量空气污染。虽然有证据表明中央网站点的浓度2.5和点10是一个很好的近似的个人接触吗14它在很大程度上是未知的超细粒子如何测量在一个固定的户外网站代表个人接触。5如果曝光错误分类为超细粒子比点10/下午2.5,更多的低估潜在的健康影响的流行病学研究超细粒子可能发生。
超细的关系和细颗粒物在室内和室外空气和呼吸健康(RUPIOH)研究旨在评估更详细的暴露评估的影响,通过比较相关的健康影响的同时测量,超细粒子在一个中心站点,直接内部和外部研究参与者的住所。摘要相对之间的关联强度户外和室内接触良好和超细粒子和肺功能在主题与哮喘或慢性阻塞性肺疾病(COPD)。中心站点之间的关系户外,住宅室外和室内浓度已经出版。1516
材料和方法
研究设计
进行一项多中心研究从2002年10月到2004年3月在赫尔辛基(芬兰),雅典(希腊),阿姆斯特丹(荷兰)和伯明翰(英国)。整个研究期间参考网站在每个城市被用来监视粒子质量和粒子数浓度每天。在不同地点覆盖整个市区,房屋的主题与哮喘或慢性阻塞性肺病。空气污染监测先后进行了1周的选择房屋室内(客厅),直接在户外。在本周,呼吸健康的特点是肺量测定法,收集症状日记,呼出的气息凝结和尿样CC16决心。本文的重点是肺功能。用力肺活量(FVC)、1秒用力呼气量(FEV1)和最大呼气流量(PEF)测量与数据存储肺活量计每天三次。混合模型被用来评估之间的联系24小时平均粒子浓度从中央网站,户外和家室内位置和肺功能。
研究人群
入选标准是⩾35岁,医生诊断为哮喘或慢性阻塞性肺病和经历过慢性呼吸道症状之前的12个月。受试者无法执行令人满意的肺功能测试和严重的病人,定义为使用bronchodilating释放药物一天> 3次或使用nebulised支气管扩张剂或长期氧治疗,被排除在外。偏好给非工作话题,消除潜在的混杂职业暴露到空气中传播的粒子以及近似个人接触更紧密的室内测量。我们试图选择不吸烟者生活在一个无烟家庭,以避免混淆环境烟草烟雾。虽然在四个中心招聘方法不同,相同的筛选问卷被用来检查合格。
在芬兰,受试者从赫尔辛基市区中选择通过广告的呼吸道病人协会杂志,报纸和公告栏的肺疾病四大医院的诊所。合格的受试者通过电话访谈,邀请会话信息。
在希腊,是通过当地招募的病人从雅典大区域胸部医生。合格的受试者通过电话联系。那些愿意参与被调查人员去检查入选标准。
在荷兰,受试者在阿姆斯特丹被分配接近000信息信件和呼吁参与当地报纸。由调查人员检查合格的受试者参观入选标准。
在英国,主体生活在伯明翰更大区域的选择从呼吸道病人的胸部研究所数据库在伯明翰中心地带医院,局限于那些已书面同意着手研究研究。当地一般实践从伯明翰接洽以及有针对性的招聘胸部诊所。最后,广告被放置在一个当地的报纸。
医学伦理批准收购当地医学伦理委员会的所有中心招聘开始前。从每个主题得到书面知情同意。
肺功能
日记卡(微型医疗有限公司,罗彻斯特,英国)用于肺功能监测。这个设备是一个紧凑,电池和便携式数据记录肺活量计测量FVC, FEV1和脉动电场。肺活量计使用涡轮来衡量流动,所以没有调整卷在身体的温度和压强下饱和(btp)是必要的。符合美国胸科学会要求仪器17并已在先前的研究进行测试。1819优势比常用的小赖特米(Clement克拉克国际有限公司、伦敦、英国),主题没有记录数据和,FVC和FEV1得到的数据。
在第一次家访受试者指示如何执行用力呼气策略。受试者被要求执行一天三测试(午餐,早上和晚上)在监测。肺活量计是上午7点到10点之间测试程序,午餐测试12点至下午两点,一个晚上20:00之间测试和放送。一个测试这些时间窗口外面是允许的。在两个检查,反馈给受试者。测试包括两个可接受的演习。系统编程给每个策略后有益的信息。设备程序拒绝演习没有峰值(呼气流量峰值时间> 120 ms),与一个缓慢的开始(外推卷> 150毫升)或咳嗽或提前终止。一条警告消息也考虑到如果这些发生,奉命重复策略。之前和之后的每一个监控,五个注射器检查和两个肺量测定的现场技术员进行演习。 The syringe check had to be within 3.5% for all five checks. FVC and FEV1的技术人员必须在6%,PEF在技术员的平均值的15%。
基线特征收集问卷,包括生物统计学和日常药物使用。身高和年龄是用来计算FEV预测值1、FVC、PEF,使用性别方程。20.每天释放药物的使用的信息收集与调查问卷。在此问卷,参与者记录的使用药物和肺功能测试之前出现的症状。重点是FEV1,因为这是最努力从可用的因变量指标,具有良好的重现性和线性相关气道阻塞的严重程度。21
空气污染暴露
空气污染过程测量报告。1516简单地说,我们测量的质量和数量浓度在每个城市的城市背景中心站点,在主体的户外活动和主体的家。室外和室内监测是先后在每个主题的回家一个星期,而中央网站监控在整个研究期间持续运行。粒子数浓度(PNC)连续监测与凝结粒子计数器(TSI 3022 a, TSI公司,圣保罗,明尼苏达州,美国)。24小时平均粒子质量浓度测量与哈佛撞截止下午2.5μm(50%的大小2.5)和10μm(点10)。称重后,点的吸光度2.5过滤器使用反射计测定。相同的工具和标准操作程序(SOP)使用中央网站和家里测量四个城市。PNC转化为“noon-to-noon”24小时手段,配合点2.5测量。气象数据(环境温度、相对湿度)和气态空气污染数据(一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳、二氧化硫、臭氧)获得从现有的国家监控网络。
质量保证/质量控制
空气污染和健康进行了测量根据常见的安抚。培训班组织开始之前的实地田野调查和网站访问期间实施确定畸变SOP。
数据分析
所有分析每个城市允许联想的差异,例如,天气变量与肺功能在四个城市之间。线性回归是用来获得centre-specific效应估计,控制了主客体之间的差异在肺功能使用随机效应的方法。测试的模型进一步由“监督(是/否),一个指标变量的季节(春、夏、秋、冬),每天的时间(上午,午餐,傍晚),环境温度和湿度。调整自相关是由包括一阶自回归项(AR-1)协方差。对于每一个中心,最好的温度和相对湿度模型被确认为“FEV1从一个模型,包括模型中的其他指标变量,但没有空气污染。协会是探索使用非参数黄土的形状函数22与跨越从0.6到1。前一天(滞后0)和连续几天前(滞后1,滞后2和滞后3)的温度和相对湿度进行了评估。基于Akaike最低的标准,FEV的信息1协变量的阴谋,一个适当的选择。
我们评估当天(滞后0,从昨天中午到今天中午)和前一天(空气污染和天气)曝光(延迟1 - 3天)。对于室内和室外家里环境,接触到滞后2分析了由于时间滞后太多缺失的数据。粗颗粒浓度(PM粗)被减去点计算2.5从下午10。影响估计计算增加20μg / m−3点10,20μg / m−3点2.510 000粒子/厘米−3PNC 2 x10−5/ m−1吸光度和20μg / m−3粗粒子基于四分位范围中心站点的空气污染水平。
PNC我们也分析了每小时的数据。我们评估的平均浓度1、4、8和12 h在测试前。
获得综合效应估计,特色估计的方差的倒数作为权重计算加权平均数的特色。
由敏感度分析排除测试高(> 10%)变异系数在测试中,受试者< 10测试,吸烟者,和较低的受试者暴露测量一周的变化(小于5百分位:3.98μg / m−3对点2.5,4200个粒子/厘米−3PNC为0.54μg / m−3粗颗粒)。此外,我们排除了观察5以下,超过第95百分位每个城市的天气变量和超过第95百分位空气污染。分析也分别进行三次测试的一天不同的时间占活动模式在这些时间点之前。探索性分析与s + 2000(专业版Windows,释放1;Mathsoft是工程&教育公司剑桥,麻萨诸塞州,美国),最后分析空气污染影响了使用mixed-effects模型(PROC混合)SAS V.8.02 (SAS研究所Inc .卡里,北卡罗莱纳,美国)。
结果
面板的特点
来自135个受试者的数据用于分析(表1)。总体而言,69%的人是女性。平均年龄和年龄都差不多在所有城市。三个科目在雅典略低于⩾35年的招聘标准。总的来说,更多的受试者医生诊断哮喘(69%),特别是在赫尔辛基和伯明翰,比慢性阻塞性肺病(27%)。
大约一半的面板由抽过烟。四个受试者目前吸烟者和六个受试者暴露在家里抽烟。大多数的释放药物使用的面板(77%)。规定的22名受试者口服类固醇,其中有五个是规定为经常使用口服类固醇。吸入糖皮质激素使用的113(83%)的主题。其中,7规定每日剂量的受试者⩾1500μg(750μg fluticasone更有效)。这七个主题和五个科目使用口服类固醇经常使用被认为是严重的疾病。根据需要大约30%的面板使用糖皮质激素(因此视为轻微),但只有很少的受试者(7.4%)实际使用糖皮质激素测量一周。
29打工(22%),尤其是来自阿姆斯特丹和伯明翰。打工的人,平均19 h /周。
肺功能
平均每人17.8测试的一个可能的21个(85%)是用于分析测试。未能执行测试和存储测试结果偶尔,导致14个主题< 10测试,其中两个对象被排除在外,因为只有一个可用的测试。131例连续两个测试是在30分钟内完成。自90%是在7分钟内,这些测试被认为是重复和作为一个测试。在240例受试者进行测试在预定义的时间窗口。因为大多数的这些测试(n = 171)只是在预定义的时间窗口,我们包括测试1 h的原始时间窗口内完成。
平均预测FEV的百分比1低在雅典和伯明翰与赫尔辛基和阿姆斯特丹。这也适用于PEF和FVC,尤其是在雅典(表2)。16个主题(3在赫尔辛基、6在雅典,四个在阿姆斯特丹和三个在伯明翰)测量FEV130至50%的预测FEV吗1。一个主题的FEV1低于30%的预测价值。因此,17个主题将分为根据全球倡议严重或中度/重度慢性阻塞性肺疾病慢性阻塞性肺病的标准。
昼夜模式与最高FEV观察肺功能1在午餐。在测试的变异系数(CV在FEV)很低(< 5%)1,FVC和PEF在所有城市(表2),这表明测试圆满进行。对于FEV1103(4.3%)测试简历在> 10%,13个简历在> 20%。中位数within-person FEV的可变性1在大约18测试时刻(简历之间的)是7.4%,范围从1.8%到25.9%之间的学科。没有显著区别无监督测试,被一个技术人员监督。
空气污染浓度
中心站点的平均空气污染浓度最低在赫尔辛基和雅典最高(表3)。平均粒子数浓度最高在中央网站,其次是户外和家室内浓度,除了阿姆斯特丹。中心站点,户外和家室内位置0.5,1.3和1.6%的粗点的浓度是负面的。大部分这些值是接近于零。小数量的负浓度可能是因为下午的减法2.5从下午10。限制的检测和重复显示质量好点的测量。15检测极限点2.5和点10从1.1到4.7不等μg / m3在四个城市之间。相对标准偏差计算的字段重复从下午6至9%不等2.5和点10;9 24%粗粒子穿过四个城市。
受试接触变化小于报道表3,如受试者1星期。对于大多数学科来说,有一个相当大的范围内的浓度。平均而言,受试的中央点2.5浓度是94%(雅典)和130%(伯明翰)个人的意思是点2.5浓度。中央站点PNC,平均比例试范围是63%(阿姆斯特丹)和100%(赫尔辛基)。
特色斯皮尔曼在中央网站粒子数量和质量之间的相关性很弱到中度(范围0.20 - -0.55点10-0.47,0.21点2.5-0.39和0.00点粗)。特色斯皮尔曼测量浓度之间的相关性在中央站点和家附近的户外活动范围从0.6到0.7(粒子数)和0.8到1.0 (PM2.5)。15特色枪兵浓度之间的相关性测量在中央网站和在家里从0.1到0.4不等粒子数量和0.3到0.8点2.5。16
空气污染对肺功能的影响
没有一致的微粒空气污染和肺功能之间的联系(FEV1、PEF和FVC) (表4,图1)。有一个积极的FEV之间的显著联系1和家庭户外点2.5在落后0和滞后1,但与中央网站点没有关系2.5和室内点2.5。中心站点之间有显著负相关2.5和肺功能滞后3。浓度测量内外家没有比浓度密切相关的肺功能测量在中央网站。虽然特色效应估计范围从消极到积极的,置信区间重叠PNC和点2.5(图2)和其他空气污染物(数据没有显示)。
综合效应估计(Δml / s−1)和95%可信区间在1秒用力呼气量协会和空气污染组件在中央网站,在室内室外和家。点2.5,颗粒物⩽2.5μm;点10颗粒物⩽10μm;PNC,粒子数浓度。
结合和centre-specific效应估计(Δml / s−1)和95%可信区间在1秒用力呼气量协会(FEV1)和空气污染(粒子数浓度(PNC)和可吸入颗粒物⩽2.5μg (PM2.5)组件在中央网站、户外和家在室内。从左到右:赫尔辛基,雅典,阿姆斯特丹和伯明翰。
缺乏一个肺功能之间的联系和空气污染是健壮的模型中各种修改。消除吸烟对象(n = 4)、主题与< 10测试(n = 14),测试与> 10%的变异系数(n = 103)或学科低暴露的变化并没有改变观察到的有意义的联系。的基本模型,以主题为固定或随机效应但没有混杂因素显示几乎相同的关联模型与混杂因素。消除高空气污染和高和低的温度和相对湿度天并没有改变观察到的关联:效应估计滞后0浓度在中央PNC和点2.5在FEV111(−3 - 24)和23个(−4 - 49)毫升/秒−1,分别。
消极的肺功能之间的关联和空气污染可以通过增加掩盖药物的使用在高空气污染的日子。然而,添加β的“根据需要”使用2受体激动剂在模型中并没有透露这样一个效果。FEV之间没有一致的关联1在一天的不同时刻和空气污染被发现(数据没有显示)。
当分析仅限于93哮喘受试者面板中,空气污染和FEV之间没有联系1被发现。合并后的效果在中央网站估计滞后FEV 01和点2.517岁(−10 43)和PNC 13 (−1 - 27)。
29日工作时被排除在外,空气污染之间的关联和肺功能改变。合并后的效果在中央网站估计滞后FEV 01和点2.523岁(−4 - 49)和PNC 11 (−3 - 24)。
每小时的粒子数浓度
综合效应估计基本上是零1 h, 4 h, 8 h和12 h平均PNC浓度前中央现场和室内的试验。回家户外PNC,小显著正关联被发现,符合协会观察并发24小时平均浓度。对于FEV1综合效应估计的平均PNC前面4 h 0.3(−6 - 6), 6.5(0.4 - 13)和0.5(4)−3毫升/ s−1每10 000粒子/厘米3中央网站,国内户外和室内的位置。
讨论
没有一致的肺功能之间的关联和颗粒物空气污染被发现在四个小组的主题主要是轻度至中度哮喘或慢性阻塞性肺病。协会并没有变得更强大暴露特征时使用浓度测量/在家里附近的研究参与者而不是在一个中心站点。
本研究不一致与较早的研究不同的是,由于从观察粒子的质量或数量没有影响。然而,在以往的研究,测量粒子的质量和数量,对肺量测定法观察到的影响差异很大。德国爱尔福特在27个成人哮喘的研究发现关联的点10与日常PEF和粒子数,但超细粒子数的关联比点10。13在芬兰的一项研究协会是强大的粒子数量每天在使用最大流量测量11和更强的积累模式粒子当使用PEF测量两周一次的肺活量计在同一个小组的57成人哮喘。12另一项研究在44岁成人慢性阻塞性肺病患者发现边缘型PEF和点的重要关联10只有。10统计上显著的关联点10,但不是与粒子数,观察在芬兰面板39哮喘儿童。8在另一项研究与49个芬兰学生协会变化滞后。9
许多小组研究的短期室外空气污染的影响依赖于测量最大流量使用迷你赖特洪峰米。在目前的研究中,我们使用一个家肺活量计允许数据存储,以便受试者没有在日记记录测试结果。最大流量的记录日记可能是不可靠的2324与纸质日记和遵从性差,25使用肺活量计的肺功能,存储数据是本研究的一个主要优势。此外,便携式肺活量计允许FEV监测1和FVC PEF旁边。PEF, FEV1和PEF FVC测量不同方面更加的大气道流动。家肺量测定法已被证明是可行的,即使在5-10-year-old哮喘儿童:94%的合规和85%的可再生的肺功能测试。26在最近的研究中,合规是好的和变异系数低,这表明测试已经正常执行。大多数的测试没有监督,但是我们没有发现监督和非监督测试之间的显著差异。使用家里肺活量计的缺点是小数量的观察/主题与日记研究使用便宜的迷你赖特计。与出版单一城市面板研究相比,我们的研究包括了更多的科目。
缺乏统计的权力是一个不太可能的解释的零发现在这项研究中。综合效应估计的标准误差很小,例如,对于点2.5标准错误是9日,13岁至39岁ml / s−1每20μg / m3对于FEV1之间的分别,FVC和PEF(0.5和0.7%的人口意味着肺功能)。一些显著的影响(正面和负面)估计大约1%的人口的意思。我们不能排除发生的可能性较小影响,但短期变化小于1%的生物意义似乎不清楚。
面板包括哮喘和慢性阻塞性肺病患者,在不同比率在不同的城市。这可能导致异质性效应估计,可能掩盖了一个协会。然而,所有面板包括哮喘受试者的一大部分。总体来看,93年的135例患有哮喘。分析局限于哮喘受试者与肺功能也没有显示出负面联系。分析限制在慢性阻塞性肺病患者是不可能的,因为在赫尔辛基和伯明翰只有四个,两个COPD患者参与。因此,能力评估空气污染对健康的影响是有限的。
分析局限于哮喘病患者照顾的一个主要的差异四个面板估计可能导致异质性效应。此外,在所有的个别城市,有负与肺功能的证据。效应估计达到改变一般< 1%的人口意味着肺功能在个别城市分析(图2),除了积极的影响估计点2.5在赫尔辛基低变异性曝光导致广泛的置信区间。
浓度测量在中央网站往往高于芬兰的研究81112对肺功能确实发现负面联想,所以低暴露水平是一个不太可能的解释。虽然我们测量粒子的质量和数量,有可能是其他颗粒物的特性很重要,例如,表面积。
人们花费大部分时间在室内,空气污染的描述使用获得的数据在一个中心站点,可能导致大量曝光错误分类。然而,室内,室外粒子浓度并不比中心站点与肺功能的空气污染。曝光错误分类似乎是一个不太可能的解释缺乏空气污染的影响。
的设计研究中,测量在一个主题在1周时间内执行,限制了能力评估滞后风险敞口。因此,我们不能排除这种可能性,曝光的平均时间超过几天可能影响肺功能。与空气污染有关的一些指示滞后3天被发现在当前的研究中,虽然这可能是一个偶然的发现。1周设计的另一个缺点是较小的接触与长期测量传播相比形成鲜明对比。然而,大多数受试者有足够的变异和排斥的小变化并没有导致不同的影响估计。较小的对比在接触而且不会导致偏见,但在降低精度。
我们试图选择中重度哮喘或慢性阻塞性肺病科目,因为我们预期严重的患者可能有长期的低肺功能相对较小的时空变化。经常使用的分析口腔吸入糖皮质激素显示,只有11个科目与严重疾病包括在面板。五个规定受试者口服类固醇和七个受试者在高常规剂量的吸入类固醇,其中一个还在口服类固醇。肺功能基线< 50%的预测17科目。因此,大多数的受试者可能有轻微或中度的疾病。
一个可能的解释可能是呼吸道的高使用药物治疗(94%),这可能掩盖了任何空气污染的影响。虽然我们调整需药物使用二进制变量,我们不能调整维护潜在的掩蔽效应的药物。我们没有每日剂量的数据需药物治疗,但大多数小组的研究已经成功地评估二进制变量。
总之,没有一致的肺功能之间的关联和颗粒物空气污染在一群被发现患有哮喘或慢性阻塞性肺病一系列清规戒律。更详细的使用家庭户外暴露评估和家庭室内空气颗粒物污染水平,而不是中心站点测量并没有改变观察到的关联。
确认
项目“超细关系和细颗粒物在室内和室外空气和呼吸道健康”是由欧盟环境和气候研究计划,合同qlrt - 2001 - 00452。项目协调风险评估科学研究所,从阿姆斯特丹市政卫生服务和额外的资金。
下列人员的贡献的田野调查项目是感激地承认:Niilo Kalakoski, Jyrki Martikainen, Arto Puustinen, Marko Vallius(赫尔辛基),伊诺Vei, Evangelos Akylas, Dimitrios Papagiannis称,安东尼奥Foutougios, Spyros Lykoudis, Elena Arvanitaki Vana Athanasiadi,玛丽亚Lianou(雅典)Kees Meliefste, Hans Jongsma Marjan Tewis,尼科莱特van der Heijden-de Hartog杰克·范·Gommeren杰拉德科斯,Piet Jongejan乔普van Wijnen(阿姆斯特丹)和史蒂夫•托马斯(伯明翰)。
引用
脚注
相互竞争的利益一个也没有。
伦理批准医学伦理批准收购当地医学伦理委员会的所有中心招聘开始前。
病人的同意获得的。
出处和同行评议不是委托;外部同行评议。