文摘
背景改善空气质量的有益作用对肺功能发展仍然可以理解。我们评估协会环境空气污染水平的变化与肺功能增长从童年到成年早期在瑞典的队列研究。
方法在未来出生队列BAMSE(儿童、过敏、环境、斯德哥尔摩、流行病学(瑞典),肺量测定法进行了8年(2002 - 2004),16年(2011 - 2013)和24(2016 - 2019)的跟进。参与者与肺量测定法测量数据在8年和至少一个其他在后续跟进中(与3837年1509名参与者肺量测定法测量)。环境空气污染水平(颗粒物直径≤2.5μm (PM2.5),微粒直径≤10μm (PM10),黑碳(BC)和氮氧化物(NOx)在住宅地址使用色散模型估计。线性混合效应模型被用来估计空气污染暴露之间的关联肺功能变化和发展。
结果总的来说,空气污染水平在研究期间逐步下降。例如,中位数(四分位范围(差)的点2.5减少从8.24(0.92)μg·m−3在2002 - 2004年的5.21(0.67)μg·m−3在2016 - 2019。在个体层面,为每一位差减少点2.5肺功能增长率增加了每年4.63 (95% CI 1.64 - -7.61) mL (p < 0.001),用力呼气量在1 s和每年9.38 (95% CI 4.76 - -14.00) mL用力肺活量(p < 0.001)。类似的协会也观察到公元前,没有减少x。协会坚持为潜在的混杂因素,没有修改调整后哮喘、过敏敏化作用,超重,空气污染暴晒或膳食摄入抗氧化剂。
结论长期减少空气污染是伴随着积极的从童年到成年早期肺功能发展。
文摘
减少空气污染暴露,即使在相对较低的水平,与肺功能的改善有关增长从童年到成年早期https://bit.ly/3jAFZTq
介绍
环境空气污染对儿童的不利影响的呼吸健康良好的文档记录(1,2]。大量的流行病学研究支持之间的关系长期空气污染暴露和随后的肺功能障碍在儿童时期(1,3- - - - - -5]。此外,越来越多的纵向研究利用重复肺功能测量表明,空气污染暴露也可能导致肺功能下降的增长(6- - - - - -9]。在肺功能描述增长轨迹研究[10,11),肺功能通常在青春期期间生长迅速,达到一个峰值在十八九岁女孩20岁出头,而男孩(12]。水平降低或减少肺功能的发展在儿童和青少年在成年后可以增加慢性阻塞性肺病的风险(13]。
一直在努力减少室外空气污染水平,但改善空气质量的有利影响对儿童的肺部健康不太理解1,14]。空气质量改善的最有益的证据来自剂量反应关系的推断估计在观察性研究15),而研究基于实际减少空气污染暴露仍然稀缺。(n = 110)的一个子集的儿童健康研究(CHS),孩子们搬到空气污染水平较低的地区有更大的肺功能增长率从- 11岁到15年相比那些搬到空气污染水平较高的地区(16]。最近CHS的分析研究表明,改进的空气质量在美国南加州与肺功能的改善有关增长从11至15岁之间的2120名儿童(17]。然而,CHS研究评估社区空气污染暴露和儿童只有随访15岁左右,杜绝与成年时期的峰值肺功能分析。因此,还需要长期的研究提供经验证据和减少不确定性的有益作用的实际下降在个体层面的空气污染暴露18]。
我们以前报道,交通空气污染暴露在生命的第一年,降低肺功能水平衡量肺量测定法在儿童时期(19和青春期6BAMSE](儿童、过敏、环境、斯德哥尔摩、流行病学(瑞典))出生队列。在当前的研究中,我们扩展了先前的数据集新一波的肺量测定法测量(2016 - 2019)和研究协会与肺功能改善空气质量增长从童年到青年,以及潜在影响修改按性别、哮喘、超重,过敏敏化作用,膳食摄入抗氧化剂、空气污染暴露在生命的第一年和住宅。
方法
研究人群
BAMSE研究是一个持续的人口基数从斯德哥尔摩,瑞典,其中包括4089名1994 - 1996年新生儿。详细研究设计、招聘程序和数据采集提供了其他地方(20.,21]。后续进行年龄的1、2、4、8、12、16和24年了。在8 - 16 - 24跟进,2613(64%)、2312年(57%)和2039年(50%),分别提供肺功能肺量测定法测量的数据。目前的研究参与者组成的人口和可用的肺量测定法数据至少8年和另一个肺量测定法在16或24年(n = 1509)。本研究瑞典伦理审查批准的权威和所有的参与者,或其照顾者在童年,给书面知情同意。
肺功能测量
肺功能测量的细节,描述了在其他地方(22,23]。简而言之,肺量测定法进行了8年的后续使用2200肺功能实验室肺活量计(美国SensorMedics,阿纳海姆,CA),在16年的后续使用Jaeger MasterScreen IOS系统(CareFusion技术、圣地亚哥、钙、美国)和24后续使用Vyaire Vyntus系统(美国IL Vyaire医疗、Mettawa)。使用相同的肺量测定法协议跟进。所有测量进行根据美国胸科学会(ATS) /欧洲呼吸学会(ERS)标准(188bet官网地址24]。我们拟合线性回归模型使用性别、年龄和身高预测1 s (FEV的用力呼气量1)、用力肺活量(FVC)值分别在每个后续。用这个方程,FEV的人的剩余价值1和FVC计算及主要分析作为因变量。FEV的z得分1肺和FVC基于全球倡议(GLI)引用值也计算(25]。
空气污染暴露评估
长期暴露与直径≤2.5μm颗粒物(PM2.5),微粒直径≤10μm (PM10),黑碳(BC)和氮氧化物(NOx的35米)计算网格地址在人口密集地区和100年或500年的人口稠密的农村地区。此外,街道峡谷贡献计算地址位于繁忙的市中心的街道两侧相邻高层建筑使用Airviro街道峡谷模型(直到2012年;www.airviro.com/airviro/modules)和OSPM操作街污染模型(从2013年起;www.au.dk OSPM)。作为输入的色散模型,1990年历史的排放清单,1995年,2000年,2011年、2015年和2020年。多年来,使用线性插值。色散造型更详细地描述补充材料。比较测量的计算水平年平均值在交通监测站点和两个城市背景网站(BC)导致R2值的0.99点2.5,0.99点10没有,公元前0.98和0.98x2002 - 2020年期间(2007 - 2020 BC由于监测数据的可用性)。年平均空气污染暴露前的肺量测定法测量日期在当前地址后续计算。的差异之间的年平均曝光8年随访和后续跟进被认为是改善空气质量的主要风险指数(补充图E1)。时间加权平均空气污染暴露的时间考虑住宅、幼儿园和学校地址(为每个后续分裂到8 - 16个,24年1 - 8岁,分别)也被用作替代曝光指数。
此外,短期暴露估计基于测量数据从一个城市背景监测站位于斯德哥尔摩中央考虑到潜在的短期空气污染对肺功能的影响。日均浓度的那天前肺功能测量计算点2.5下午,10也没有x。
协变量
协变量的信息获得基线问卷(性、自治区出生时,父母的教育,父母的职业和母亲在怀孕期间吸烟),8年问卷(抗氧化剂摄入、哮喘和环境烟草烟雾),16年的问卷(主动吸烟)和24问卷(主动吸烟和教育)。过敏敏化作用是基于IgE水平在血液8年随访(26]。身体质量指数(BMI)是一个时变变量计算在每个后续测量身高和体重。8年随访后改变住宅地址信息是来自于问卷调查和与瑞典税收机构补充记录。详细的提出了协变量的定义补充材料。
统计分析
描述性分析的空气污染水平,肺量测定法和共执行最初的变量。提高水平的不同空气污染物之间的相关性估计使用斯皮尔曼相关指数。我们使用线性混合效应模型与随机拦截和随机斜坡年龄,允许inter-individual不同肺功能不同程度的肺功能在基线和随访期间增长。剩余价值和GLI z得分都模仿的结果。交互项的长期改善空气质量和年龄被添加到混合效应模型和交互项的系数是主要感兴趣的估计,可以被解释为该协会的一个单位增量改善空气质量的年增长率在肺功能。
混合效应模型的协变量调整后确定先天的包括:出生时父母的职业,出生时父母的教育水平,自治区出生时,母亲在怀孕期间吸烟,空气污染暴露在生命的第一年,8年,环境烟草烟雾和变化因素包括体重指数在8,16和24年,主动吸烟16岁和24年,教育水平在24年。改变空气污染暴露被建模为一个连续变量假设一个线性我们关系和相应的95%置信区间估计提出了按四分位范围(差)的变化。
子群进行了分析性测试是否影响大小不同,哮喘状态,超重,过敏敏化作用在8年,空气污染暴露在生命的第一年基于中值(高或低),抗氧化剂摄入基于中值(高或低)和8年随访后,移动和交互测试通过添加exposure-modifier交互条款到模型中。我们也调查了空气污染与肺功能增长协会在不同时期(即。从8到16年,16到24年分别建模)。此外,我们探讨之间的关系改善空气质量和正常的下限(LLN) FEV的z得分1和FVC(定义为<−1.645sd使用广义线性混合效应模型)。
至于敏感性分析,我们:1)跑的分析基于相对变化空气污染暴露;2)另外调整为每日空气污染浓度肺量测定法测量日期前1天;3)时间加权平均空气污染暴露自使用日期以前随访的肺功能测量计算改善空气质量和模仿暴露;4)取代了24年的随访数据与最近的冠状病毒病2019年(COVID-19)后续的数据从2020 - 2021年(平均年龄25.7岁)(详细描述补充材料)[27,28]。
所有分析使用R版本你www.r-project.org与双边p值< 0.05),显示统计学意义。
结果
提出了包括参与者的基本特征表1。均值±sd年龄在每个后续为8.3±0.5,16.7±0.4,22.6±0.6年,分别。人体测量学数据,肺功能的原始值和z分数在每个后续给出表2。包括研究样本之间的比较,提出了完整的队列补充表E1。
总的来说,长期空气污染暴露水平下降在研究期间(表3),但并不是所有的参与者经历减少空气污染暴露(补充表E2)。点的中值水平2.5从8.24下降μg·m−3在8年随访5.21μg·m−324年随访,个人从−0.50到6.12范围的减少μg·m−3(正值表示减少)。类似的观察整体下降趋势对于其他空气污染物,减少的范围从7.64−10.9μg·m−3对点10,−0.19到1.78μg·m−3公元前和−44.4到48.40μg·m−3没有x。空气污染暴露的分布是相似的包括参与者相比,那些可用的空气污染数据的完整的队列(补充表E3)。相似的空气污染水平下降趋势观察时间加权平均曝光以来,使用前后续肺量测定法测量(补充表E4)。并发估计点的变化2.5下午,10,公元前,没有x是高度相关(斯皮尔曼相关指数0.76 - -0.98为8到16年和0.73 -0.92 8到24年)(补充表E5)。
减少空气污染水平是增加FEV增长率1和FVC (表4)。我们发现在FEV的平均增长率1增加了4.63 (95% CI 1.64 - -7.61) 2.19毫升每减少每年μg·m−3在下午2.50.72 (95% CI 0.91−-2.35) 1.00毫升每减少每年μg·m−3在下午10通过2.80 (95% CI 0.66 - -4.93) 0.28毫升每减少每年μg·m−3在公元前和1.70 (95% CI 0.16−-3.57) 6.17毫升每减少每年μg·m−3在任何x。积极的协会也观察到当造型GLI FEV的z得分1作为的结果。类似的协会和大尺度效应与降低空气污染水平FVC的观察。
减少空气污染对FEV的有利影响1和FVC强劲增长相对变化的灵敏度分析包括使用空气污染暴露,进一步调整短期空气污染暴露,以及使用平均跟进之间的接触和使用最近COVID-19后续在2020年至2021年收集的数据(补充表E6)[27]。
在子群分析,明显增大效果观察在FVC增长率与女性相比,男性但不是FEV1增长率(图1)。没有观察到效果修改为哮喘、超重、敏化作用、抗氧化剂摄入和FEV的空气污染暴晒1增长(补充图E2)和FVC增长(补充图E3)。空气污染水平的变化对行动者和人口和领土都排在很大程度上是相似的(补充表E7),而且没有观察到估计的差异(补充图E2和E3)。当我们模仿连续两个单独跟进,大大大减少空气污染对肺功能的影响增长从童年(8年)观察到青春期(16岁),尽管积极的协会也观察到从青春期(16年)青年成年期(24岁)(补充表E8)。保护协会观察的点2.5和肺功能低于LLN 16和24岁(或FEV 0.90 (95% CI 0.84 - -0.97)1或0.78 (95% CI 0.70 - -0.86) (FVC)补充表E9)。
讨论
在这个基于人群的前瞻性研究中,我们发现更多的浓度迅速下降点2.5,公元前,没有x是持续增加的年增长率FEV吗1和FVC。这些协会并不修改哮喘、超重、过敏敏化作用,膳食抗氧化剂摄入或幼年时期的暴露,建议一般的有益效应改善空气质量。
我们之前报道的逆矩阵之间的关联与交通有关的空气污染(PM10也没有x在生命的第一年,FEV)1值8和16岁(6,19,29日]。当前的研究扩展了先前的调查结果,后世的空气质量改善,特别是青春期的期间,肺功能发展有正面影响,不管水平的空气污染暴露在生命的第一年。符合我们的分析,有小组研究表明,迁往空气污染水平较低的地区是与肺功能水平增加有关30.]。我们所知,迄今为止,只有CHS研究[17]报道积极的联系减少空气污染超过20年和改善肺功能开发从11到15岁。尽管研究设计的差异,暴露评估和研究人口的年龄,我们的发现同意CHS的结果研究,除了减少的关联点10比那些不太清楚点吗2.5公元前和一个潜在的可能的解释是减少点10浓度在我们的研究是在研究期间,我们分析这有限的力量。公元前的绝对浓度的减少也小,但观察大幅增长对肺功能。灵敏度分析使用空气污染暴露的相对变化的8年随访显示类似的协会(补充表E6),认为重要的是要考虑到背景浓度相比的有利影响减少暴露在不同的空气污染物。
当前研究的一个扩展,包括肺量测定法测量24年随访(平均年龄25.7岁和一个后续COVID-19大流行期间作为敏感性分析的一部分)。我们的研究添加证据知识差距,改善空气质量的有益作用在肺功能仍然存在从青春期到成年早期,尽管这一时期的效果比青春期时期要小得多。额外的纵向研究是必要的来证实这些发现对预防和管理策略,显得非常重要。在成年后肺功能降低是与后续的风险增加有关呼吸道发病率(31日],过早死亡[32,33)和其他健康状况(34,35]在晚年,暗示更大的潜在好处在减少疾病负担从改善空气质量。
我们观察到显著减少空气污染和增加肺功能之间的关联增长在瑞典,空气污染水平与全球许多城市相比普遍较低(如。年平均浓度的点2.52019年5.9μg·m−3在斯德哥尔摩,9.0μg·m−3在洛杉矶,15.5μg·m−3在巴黎,37.0μg·m−3105年在北京和μg·m−3在德里(36]),在不同的敏感性分析和观察协会仍然重要。与我们的分析一致,C母鸡et al。(37发现长期下降点2.5暴露由于搬迁是降低死亡率相对较低水平的点2.5在加拿大。分析健康效应研究所(美国波士顿),尤其关注行业的设置(38- - - - - -40),强调需要不断减少空气污染。道路交通是空气污染的主要来源在当前的研究中区域(41]。由于高相关性的变化不同的空气污染物在同一时期,我们无法区分每个空气污染物的独立影响。然而,我们的研究结果表明,宽带努力针对汽车废气污染改善一般空气质量可能实现公共卫生利益。
我们观察到较大的增长率FVC男性与女性相比,这是符合CHS研究[17和我们之前的BAMSE研究6),尽管证据关于空气污染可能×性互动,而混合(3]。不同的自然增长率,青春期的分段和sex-switch哮喘可能需要考虑在将来的研究中调查空气污染×性相互作用对肺功能。在最近的研究中,我们观察到有利于肺功能的影响增长改善空气质量超重儿童和体重正常儿童。一项研究从SAPALDIA(瑞士队列研究空气污染和肺部疾病的成年人)队列报道,改善空气质量与减毒肺功能的下降率低和正常BMI成年人,但不是超重或肥胖的成年人(42]。然而,唾液的研究(研究空气污染对肺功能的影响,炎症和老化)队列没有发现影响改性BMI在改善空气质量和肺功能变化43]。不同的年龄范围在这些研究中排除研究之间的可比性。证据关于哮喘的效果修改,敏化作用和抗氧化剂摄入也稀缺(1,3]。识别潜在的修饰符空气污染和肺功能的增长之间的关系仍有待解决的未来的研究合作的理想multi-cohorts提供足够的统计能力。
优势和局限性
我们研究的优点是可用性三个重复的长期随访肺量测定法测量从童年到成年早期,使用高分辨率时空建模计算空气污染空气污染暴露在个人层面的变化,和详细的信息关于潜在混杂因素和效果修饰符。一个潜在的限制是不同的肺活量计用于8,16和24年,但所有设备满足了人/ ATS的建议。因为相同的肺活量计和检查协议是用于所有个人在相应的后续,我们相信任何偏见由于使用不同的肺活量计的non-differential协会估计。一些曝光错误分类也可以作为我们缺乏详细的个人信息存在的时间活动和室内暴露。选择性偏差可能会关注的,但包括参与者和完整的群体之间的比较表明,只有细微的差别在背景特征和分布非常相似的空气污染暴露在研究期间。此外,其他时变环境因素可能作为潜在的混杂因素,如噪音和周围的绿色,虽然不知道这些风险敞口和肺功能的增长之间的关系。我们承认我们不能排除可能存在的测量时变的混杂因素,共同减少空气污染和可能对观察肺功能改变。我们也只能评估空气污染水平的绝对变化之间的联系和肺功能的增长,而变化的颗粒物化学成分的变化,并没有被纳入当前的分析。
结论
我们的研究结果表明,减少环境长期空气污染水平,即使在相对较低的水平在斯德哥尔摩,瑞典,与肺功能的改善有关增长,支持不断努力改善空气质量。
补充材料
可共享的PDF
确认
我们感谢所有的孩子和他们的父母参加BAMSE队列,护士和其他工作人员在BAMSE工作项目。
脚注
作者贡献:z . Yu, o . Gruzieva和大肠Melen完全访问所有的数据在这项研究中,并负责数据的完整性和数据分析的准确性。z, o . Gruzieva e . Melen g . Pershagen t Bellander和p . Ljungman导致的概念和设计研究。z玉做了统计分析和写了初稿的监督下o . Gruzieva和大肠Melen。e . Melen a . Bergstrom a Georgelis和i高尔获得数据。k . Eneroth o . Gruzieva t Bellander和g . Pershagen导致了空气污染暴露的评估。j . Hallberg导致肺功能测量。o . Gruzieva e . Melen a . Bergstrom Georgelis和i高尔获得研究资金。王,s . Klevebro Merid g和m . Stafoggia导致数据的解释。所有作者的修订手稿的重要知识内容,批准的最终版本,并同意负责所有方面的工作。
利益冲突:作者没有潜在的利益冲突披露。
支持支持声明:BAMSE瑞典研究理事会(参考号码2020 - 01886;2016 - 03086年),欧洲研究委员会(757919年部落、数量),瑞典心肺基础,瑞典研究理事会对健康,工作生活和福利(福特,2017 - 01146年),和地区斯德哥尔摩(阿尔夫协议和职业与环境医学中心)。资助者没有参与这项研究的设计和实施;数据的收集、管理、分析和解释;准备、审核或审批的手稿;并决定提交出版的手稿。资金信息,本文已沉积的Crossref资助者注册表。
- 收到了2022年9月13日。
- 接受2023年1月29日。
- 版权©2023年作者。
这个版本分布在Creative Commons归因执照的条款4.0。