抽象的
本研究的目的是确定长期暴露于空气污染是否与α的临床表型相关1- 钛合金缺乏。
总共304个PIZz受试者接受全肺功能测试和定量高分辨率计算断层扫描,以识别疾病的存在和严重程度。2006年的平均年度空气污染物数据与患者房屋的位置相匹配,并用于回归模型,以识别与污染,控制协变量的表型协会。评估污染水平的相对趋势,以验证单一年度数据的使用表明长期暴露。
污染物水平彼此显着相关,初级粒子水平较高,因此2和不2与较低的臭氧水平相关联。回归模型表明,估计的臭氧暴露与较差的气体转移和更严重的肺气肿有关。回归参数表明,来自其他污染物的显着性是由于臭氧的共同性。2006年污染水平与累积年份显示线性关系,从而验证了该模型。
臭氧的较高暴露可能与α中较差的呼吸状态相关联1- 钛素缺乏,鉴定易受环境空气污染的组。
通过流行病学和毒理学研究,不良健康效应与空气污染有关。两项主要研究与肺癌和心肺病患者死亡有联系长期暴露于颗粒物质1那2.时间序列研究表明了短期暴露于颗粒物质的死亡率影响3.来自粒子4.那5.,臭氧6.那7.所以24.那8.关于医院入学和肺功能。两个关于主要污染物的长期影响的报告估计涉及污染的整体健康负担,从而允许英国政府考虑将来可能需要哪些污染物,因此,允许他们设定建议3.那4..世界卫生组织和美国胸部社会已经确定了肺功能的永久性减少,作为与空气污染有关的重要成果,并认识到遗传因素可能在确定这些影响方面很重要5.那6..
α1- 钛脂缺乏(α1-ATD)是一种遗传性疾病,易于发展慢性阻塞性肺病(COPD),并且典型与基础肺气肿瘤相关7..具有α的受试者1-ATD患肺损伤的肺部损伤,导致中性粒细胞弹性蛋白酶酶的相对未携带的作用,它降解了肺弹性蛋白8..这种过程导致受试者暴露于炎症刺激的受试者的疾病负担,主要是卷烟烟雾7..其他环境代理,主要与职业有关,可能影响α的肺功能1-ATD.9.那10.,但尚未报告空气污染效应。污染物可通过炎症,弹性蛋白酶主要途径或通过与氧化应激相关的机制有助于肺病11..通过用α学习受试者1-ATD它可能阐明哪些污染物有助于疾病的弹性酶依赖机制,因为他们的影响可能更明显的α1-ATD。在此,我们报告了英国α的受试者的空气污染和疾病严重程度之间的关联1-ATD注册表。
材料和方法
研究科目
来自英国α的所有PIZZ主体1-ATD注册表进行了研究过。受试者分为两组,那些从未从他们的出生地和那些有人那里搬家的人。在污染暴露方面,研究了从未移动过(n = 304)的人,并在临床和人口数据方面与那些搬家的人进行比较。通过询问出生,当前和以前的地址来确定住宅历史。主题通过来自初级和次要护理和家庭筛查的转介向登记处招募到登记处。PIZZ基因型由特定的PCR(赫雷西亚,盐湖城,US,USA)确认。伦理批准由当地伦理委员会(英国南伯明翰)提供。没有受试者曾经接受过α1- 钛合金替代品。烟雾暴露和终身职业史上,注意到血管疾病和恶性肿瘤的恶性肿瘤(潜在的污染的恶性肿瘤)。临床数据于2006年收集。
学习规划
这是α的横截面研究检查室外空气污染与α的呼吸表型关联1-ATD。
方法
临床表型
α.1-ATD受试者进行了肺功能测试,并如前所述进行胸部的高分辨率计算断层扫描扫描12..从扫描的视觉外观和其严重性地确定肺气肿的存在,并通过在主动脉弓的水平上的掩模分析分析,代表上部区域,下肺静脉,代表下部区域的阈值-910胡。这是检测肺气肿的最敏感的水平,被Muller视为最佳等等。13.,并验证α中的生理措施1-ATD.14..
为了评估职业暴露与肺损伤风险之间的关系,职业卫生主义者创造了工作曝光矩阵15.使用标准职业分类2000,使用计算机辅助结构化编码工具生成16.系统。根据已知职业肺病所知的药剂的可能性和可能强度,作业代码分为三组。患者在任何时候在工作中的曝光强度可能是曝光强度的约占工作场所暴露限制的30%17.被归类为低风险,强度上面被视为高风险。那些从未在曝光工作中工作的人被归类为零风险。
患者从污染数据收集年度(2006年)的地址映射到条例调查协调邮政编码目录18.,也列出了城市/农村住宅的人口普查分类。人口普查也用于在每个受试者的地址获得病房水平的停车剥夺指数。受试者的临床特征如表1所示⇓.在辅助材料中显示了英国跨国公司的分布,最常见的高风险专业及其与英国人群相比的频率。
污染数据
每年平均数据2, 不2,氮的氧化物(没有X),具有50%切断空气动力学直径为10μm的颗粒(PM10.)和二次粒子从2006年与AOT40一起获得的地理信息系统(GIS)地图(臭氧μg·m-3·H-1)和臭氧的天数>120μg·m-3.AOT40代表累积的臭氧剂量,是日光小时的每小时平均值和40ppb臭氧浓度超过该极限的差异的总和。通过从下垂减去二次粒子来计算初级颗粒的水平10..
GIS利用来自国家大气排放清单的数据和模型方法的组合,包括分散核方法和加权回归分析,在英国1 km×1公里的网格上绘制详细的污染物水平地图。在适当情况下,这些水平会考虑到主要的工业来源和路边的增长。这种方法及其有效性在别处详细描述19.那20..这些措施被用作每种污染物长期暴露的指标。使用来自网格的条例调查统一的患者映射到患者污染物水平。
对于每一种相关污染物,使用1993年、2003年和2005年的数据对当前水平与前几年的关系进行了检查,并与当前水平相关联。
统计分析
数据分析采用SPSS(12版;SPSS Inc.,芝加哥,IL,美国)。采用Kruskal-Wallis检验对不同沉降类型的污染物进行比较。斯皮尔曼的rho被用来检查污染物之间的相关性。采用线性回归模型评估NO的影响2, 所以2在1 s中强制呼气量的初级粒子和臭氧(AOT40)(FEV1),FEV.1/强制生命能力(FVC),转移系数(KCO)和上部和下部区域体素指数(uzvi和LZVI)。回归模型被调整为烟熏,年龄,性别,职业风险水平和社会剥夺水平。与使用Mann-Whitney U-Test的人进行比较,从未移动过的主题,酌情不配对T-Test和Chi Squared测试。
结果
污染物空间分布和关系相互关系
除次级粒子外的所有污染物均跨人口普查沉降类型(所有P <0.0001)不同,如表2所示⇓.臭氧在农村地区更大,而其他城市地区则更大。两种臭氧度量良好,虽然没有2和不X显示曲线关系(P <0.0001)。所有其他污染物之间的显着关系也存在(所有P <0.0001)。与这些分析有关的数据如图1所示⇓.
污染物内和内部功能性相关性。a,b)与相同污染物有关的测量之间的相关性,用于氮氧化物及其衍生物,没有2和臭氧分别。两种相关性都很显着(P <0.001)。c-e)在没有的情况下观察到的正相关2,初级粒子等2,再次都很重要(P <0.0001)。F-H)这些污染物和臭氧之间的负相关性,再次都是显着的(P <0.0001)。AOT40代表累积的臭氧剂量,是日光小时的每小时平均值和40ppb臭氧浓度超过该极限的差异的总和。a)r = 0.98,b)r = 0.85,c)r = 0.93,d)r = 0.60,e)r = 0.59,f)r = -0.41,g)r = -0.49,h)r = -0.37。
回归模型
每个回归模型首先在没有污染数据的情况下构建,以确定与人口统计特征的关联。只有那些重大的那些被包括在随后的多元回归模型中,其中包括污染物。增加年龄和卷烟烟雾暴露与较低的KCO,FEV有关1和FEV.1/FVC和较差的计算机断层扫描密度,r2值表明,吸烟占KCO和FEV的6%1/ FVC,16%的FEV1可变性,uzvi变异性的2%和LZVI变异的12.7%。男性受试者有较低的FEV1/FVC和更严重的肺气肿的密度测量。职业风险和社会剥夺对任何一个回归模型都没有显著影响,尽管这些变量是在吸烟因素调整后加入的。
由于污染物之间的多共同性,在回归中使用单一污染物模型。AOT40用于表示臭氧暴露。虽然初级粒子,没有2所以2对回归模型有显着贡献,B值表明肺功能和计算机断层摄影密度测定在高水平存在下更好。相反,臭氧的值表明KCO较低,而FEV1/ FVC,Uzvi和LZVI随着臭氧水平的增加,臭氧的城乡差异越来越高(表2⇑)与KCO的2%减少有关。添加臭氧到模型占KCO变异的1%,占UZVI和LZVI变异性的2%。回归结果总结在表3中⇓.
前几年臭氧水平的关系
对1993年、2003年和2005年污染物的分析显示,臭氧、NO的水平较低2所以22005年比1993年(P <0.0001)。从前几年没有与二级粒子有关的数据,因此无法评估初级粒子;但是,PM.10.近年来的价值较高(平均值±SEM.18.25±0.17相对22.04±0.18μg·m-3;P <0.0001)。累积臭氧值与2006年的累积臭氧值很好,而不管使用的度量(P <0.0001),即使AOT40显示比臭氧天的更近的关系>120μg·m-3(r = 0.68相对0.44)。相关性如图2所示⇓.
2006年污染物水平与累积污染水平的相关性。a,b)2006年可用的两种臭氧指标与1993年,2003年和2005年的累计措施之间的相关性2006年之间的相关性2, 不2和50%切断空气动力学直径为10μm的颗粒(PM10.)具有类似的累积措施。AOT40代表累积的臭氧剂量,是日光小时的每小时平均值和40ppb臭氧浓度超过该极限的差异的总和。所有相关性都很显着(P <0.0001)。a)r = 0.44,b)r = 0.68,c)r = 0.51,d)r = 0.88,e)r = 0.94。
搬到那些没有的人的科目比较
从未从他们的出生地和那些人那里移动的主题之间没有显着差异,性别,烟雾暴露或临床特征。在从未移动的人中,船上指数更高,表明在更具社会剥夺的流动性下降。平均值SEM.在没有移动的人中,在那些移动的人中被移动为-0.71±0.29(P <0.0001)。
讨论
我们已经显示了α的长期臭氧暴露和肺功能之间的替代衡量标准措施之间的关联1-ATD,具有更高的推定曝光,与恶化的疾病有关。
在英国测量的污染物的范围和测量站的数量在过去60年上增加了21..这将与复杂的统计建模方法一起考虑到气象效应,除了背景污染水平之外,从大来源和道路上的分散,允许产生GIS地图,这些内容在1公里×1 km网格上解决了污染水平英国。对负责生产地图的人员已验证建模数据,并已在其他地方发布19.那20..验证数据显示在网络或验证站点或验证站点的建模和测量数据之间存在良好的相关性,或者2,PM10.20.和臭氧19.,r.2相关性的值位于0.63和0.95之间。所以2在网络站点外显示不那么强大的相关性20.,可能是因为点源(例如煤炭燃烧电站)的相对贡献降低,这使得背景水平大于过去的重要性。少了解所以的背景来源2而不是目前考虑的其他污染物,这可能影响了这个GIS地图的准确性。有些,但不是全部,污染物存在广泛的纵向数据。但是,对于最近添加的数据集(例如PM2.5)数据相对较少;因此,我们无法使用累积寿命曝光进行纵向分析。然而,污染物的空间分布仍然是相对恒定的22.我们的数据显示了2006年曝光与累积暴露之间的直接比例关系。因此,仅横断面研究,包括仅在整个生命中生活在一个地区的患者仍然可以介绍寿命暴露的影响。
对疾病污染模型的解释假设目前水平与总曝光成正比,这是我们数据支持的假设。我们使用了单一的污染物模型,这可能具有一些限制,而是因为形式的相关性而是必要的。然而,对于臭氧,多污染物模型不一定提高暴露和健康终点之间的联合方向或程度(H. Walton,Heak Protection Agency英国;个人沟通)。没有明显有益的效果2, 所以2在我们的研究中看到的颗粒最有可能归因于其与臭氧浓度的反向相关性。另一种解释是,我们的模型不充分地代表长期暴露以可靠地检测效果。由于英国科目在室内花费大部分时间,因此室内曝光也很重要。室内曝光包括室内源(如燃料燃烧)和户外污染物向内散布。后者发生的程度取决于穿透系数,通风和衰减率取决于渗透系数23..因此,需要对每个人预期衡量室内曝光。然而,对于臭氧没有相关的室内来源和室内浓度可能反映户外浓度,因此我们与这种污染物相关的发现不太可能受到影响。最后,与任何长期研究一样,数据可能代表幸存者偏差。
已知臭氧诱发气道炎症,损害宿主防御对细菌侮辱,减少巨噬细胞活动,损害粘膜清除,提高支气管高反应性24..这些过程在COPD发病机制中被认为是重要的,其中任何一个或所有的过程都可以解释观察到的与肺功能的关联。α1- 肺部肺部水平在暴露于臭氧的一小时内升高25.,并提供> 80%的肺泡诱导炎症模型中的防御26..这表明在α中提高对臭氧效应的易感性的理由1-ATD,并支持弹性蛋白酶驱动的途径与臭氧暴露相关。可想而知,在α1-ATD这是如此明显,没有看到其他污染物的效果。
臭氧是一种二次污染物,其水平较少取决于排放,更多取决于气象和大气影响21..由于臭氧被淘汰了X,任何干预控制没有X,虽然有利于不降低2,也会倾向于增加臭氧。这是由于在大西洋上的运输,并预测了英国气候(可能使其更加温暖和阳光)的背景臭氧的增加,下面的15岁以下的臭氧增加了底层27.那28..这使得调查臭氧的健康影响更为重要,并突出了我们观察的重要性。
我们的研究得到了详细的临床评估,以及纠正年龄,性别,社会剥夺,烟雾和职业暴露的能力。这种同意以前的研究,增加了年龄29.和香烟烟雾曝光7.影响表型。尽管风险职业普及高,但占领没有显着影响。这是一个相对较小的数据集,可自信地排除职业暴露的效果,并且可以确定偏见影响结果,因为高风险的职业比英国人口更常见。我们使用了30%的任意工作场所暴露限制(在大多数职业风险研究中使用),并基于使用矩阵的任何先前或当前的暴露水平进行寿命风险。矩阵可能会误差30.在流行病学研究中,这是一种可以更广泛地用于纠正工作场所暴露的方法。更详细的风险量化需要面谈和/或关于每个工作环境中风险因素的即时数据。为了评估污染对一般人群的影响,需要进行大规模的研究,这种危险程度的测量将是非常复杂和昂贵的。在我们的小组中,社会剥夺对肺功能也没有影响,尽管对于这类分析来说,这是一个很小的数据集。然而,值得考虑的原因可能是这种联系的缺乏。我们使用最小的可用地理区域(IE。病房级别)以确定患者的社会剥夺,以尽量减少使用大面积可能发生的错误分类风险,但使用的措施仍然可能对个人的剥夺水平来说并不是真正反映。吸烟和职业可能与社会剥夺有关,因此对这些变量调节后对肺功能的任何影响可能非常小,反映了特别是在确定肺功能时吸烟的重要性。此外,在那些从出生地移动的人中观察到的较高的车库指数表明,受剥夺影响的人在该组中相对于所有α超出1-ATD,其可能降低功率以检测该变量的效果。
我们的研究有一些弱点,特别是该组的小规模,尽管大量α1- 就发表文献而言的情况。此外,虽然我们构建了一个长期曝光的模型,但我们承认直接测量的累积曝光将是一个卓越的研究设计,尽管这是不可能存在的污染数据不可能。与暴露水平的变化相比,我们也无法考虑绝对暴露水平的影响的不同时间窗口。然而,这种分析可以更相关,例如波动条件,例如哮喘,而不是相对固定的条件,例如COPD。最后,我们无法调整污染的区域差异,或者英国各地的规定模式的变化,因为数据集太小,无法进行有效的子分层。
总之,我们已经表明,臭氧水平与一组转基因易感个体中的肺气肿严重程度有关,尽管仅占肺功能变异性的小比例。现在重要的是要确定我们的发现是否代表了通过不同α的受试者的类似分析来代表真正的基因环境相互作用1-ATD表型和与α无关的COPD1-ATD。
附录
支持声明
作者支持自然环境研究委员会,他们没有参与研究设计或行为,手稿准备或提交。
兴趣表
可以找到对这项研究的兴趣表www.www.qdcxjkg.com/misc/statements.dtl.
致谢
我们要感谢A. Kent在AEA能源和环境(Idcot,英国),为污染物数据提供GIS地图。
脚注
本文可以使用补充材料www.www.qdcxjkg.com.
通过回答有关本文的问题,获得CME认证。您将在此问题的印刷副本的背面找到这些或在线www.www.qdcxjkg.com/current.dtl.
- 已收到2008年6月10日。
- 公认2009年3月16日。
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