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黄存瑞教授团队研究揭示极端气温影响哮喘发作的事件特征及行为因素的作用

柳絮纷飞、花粉激增的季节已经到来,许多哮喘患者防不胜防,一不小心就容易中招。然而,相较于这些“美丽杀手”,极端气温等“隐形杀手”往往因患者疏于防范而造成更大的风险。已有大量研究证据表明,炎热或寒冷的天气都与哮喘发作存在关联,高温可通过刺激迷走神经增强反射性支气管收缩,而低温可通过使气管收缩诱发气道高反应性,从而提高哮喘发作的风险。在全球气候变化的背景下,极端天气和气候事件频发,与温度相关的哮喘疾病负担可能会越来越严重。

持续多日的极端温度事件对人类健康的影响更为强烈,可能造成额外的哮喘风险。热浪、寒潮导致的健康效应受持续时间、事件强度等因素影响,甚至因事件出现在一天内的不同时段或不同的季节而有所不同。既往研究大多发现极端温度事件与哮喘发作存在关联,但仍缺少对导致哮喘风险的事件特征的准确刻画,需进一步明确具有什么样持续天数和强度阈值的热浪、寒潮事件造成的哮喘风险更高,以及事件的不同发生时间又将如何影响到人群的健康效应?



近期,清华大学万科公共卫生与健康学院教授黄存瑞课题组在Environmental Research期刊上发表题为“极端温度对哮喘就诊的影响:事件特征和健康行为的修饰作用”(Effect of extreme temperatures on asthma hospital visits: modification by event characteristics and healthy behaviors)的论文。


研究发现,热浪和寒潮事件会显著增加哮喘发作的风险,且事件的持续时间越长、极端程度越高,导致哮喘发作的风险越大。相较于夜间气温,白天的极端气温暴露更容易造成哮喘发作的风险。从季节初期到末期,极端气温导致的哮喘发作风险依次降低,发生在暖季或冷季初期的极端气温对哮喘发作的影响最大。疫情期间佩戴口罩等行为改变因素,虽然可能增加了热浪相关的哮喘风险,但却有助于降低寒潮导致的哮喘风险。


研究方法

本研究收集深圳市2016-2020年期间所有医疗机构哮喘就诊的门急诊数据,以及气象观测站点数据和空气质量监测数据,包括每日平均温度、相对湿度、气压、臭氧和PM2.5浓度等。研究结合百分位数温度阈值和持续时间定义热浪和寒潮事件,并基于时间序列研究和分布滞后模型的方法,分析了热浪、寒潮事件对哮喘就诊的相对风险及其滞后效应。

研究评估了不同定义下热浪、寒潮的哮喘风险,从而识别具有高风险的热浪、寒潮事件特征。此外,研究还根据事件出现的时间,对白天和夜晚,季节初期、中期和末期的极端天气事件进行分层分析,揭示了事件发生时间和出现季节对哮喘影响的修饰作用。最后,通过对比疫情发生前和常态化防控时期的热浪、寒潮健康效应,探讨了疫情期间的健康行为改变对极端气温相关的哮喘发作风险的影响。


研究发现

暖季热浪和冷季寒潮对全人群哮喘就诊的相对风险分别为1.07(95%CI:1.00-1.14)和1.22(95%CI:1.10-1.35)。气候条件的健康效应往往存在滞后,即热浪、寒潮发生不仅影响当日的健康结局,还会对后一段时间的人群健康产生影响。热浪对哮喘就诊的效应在事件发生后2-3天内显著,而寒潮的效应则更加急性,在事件发生当天和后一天内显著(图2)。




图2极端温度事件与哮喘就诊的滞后效应

注:90th-D2,持续两天及以上日平均温度大于90%分位数;10th-D2,持续两天及以上日平均温度小于10%分位数。



在深圳市,随着极端温度事件持续天数和发生强度的增加,热浪、寒潮对哮喘就诊的效应增强,90%(30°C)和10%(14°C)可能分别是热浪和寒潮引起哮喘就诊风险的关键阈值(图3)。当环境中的冷和热超过人体的体温调节系统的适应能力,并持续若干天后,哮喘患者可能由于受到累积的极端热和冷的伤害,而具有更高的发作风险。



图3不同持续天数和温度阈值下的极端温度事件的哮喘就诊风险

注:RR,相对风险;*,结果具有统计学意义(P<0.05)



由于尚未适应温度变暖或变冷,哮喘患者可能对发生在季节早期(暖季5-6月,冷季11-12月)的热浪或寒潮更敏感。从季节的早期到后期,热浪和寒潮导致的哮喘就诊的风险逐渐降低(图4),这可能跟季节中后期人们充分利用空调、及时增减衣物等适应性行为有关。另一方面,白天发生的极端温度事件对哮喘就诊的影响更大,白天人们室外活动增加,暴露于环境中极端气温的时间增多,受影响程度更高。




图4极端温度事件的哮喘就诊相对风险在不同时期的变化

注:研究期间暖季末期无夜间热浪事件



在2020年1月开始的“新冠”大流行期间,封城、居家隔离等疫情防控措施大幅度降低了哮喘就诊的门急诊人次数。随着疫情逐渐被控制,常态化防控期间哮喘门急诊人次数恢复至接近疫情前水平,但其整体水平有所下降,季节性规律有所改变(图5)。佩戴口罩、保持社交距离、常通风勤洗手等健康行为可能通过影响人群脆弱性而改变极端温度与哮喘就诊的关联。由于佩戴口罩可能会增加面部局部温度以及阻碍呼吸,暖季热浪的哮喘相对风险提升至1.35(95%CI:1.00-1.80)。但在冷季,这些健康行为能够有效抑制呼吸道病毒传播,抵御冷空气侵袭呼吸道,寒潮的哮喘相对风险下降至1.03(95%CI:0.91-1.16)(图6)。




图5深圳2016-2020年每日哮喘就诊人次数和平均温度的时间分布

注:Before COVID-19 outbreak period,疫情发生前:2016.01.01-2020.01.18;Lockdown and quarantine period,疫情暴发期:2020.01.19-2020.05.31;Healthy behaviors maintaining period,常态防控期:2020.06.01-2021.05.31


图6 疫情前与常态化防控时期极端温度事件与哮喘就诊的关系


气候变化将导致极端天气事件出现时间更早、发生强度更高、持续时间更长,亟需采取更加积极的防控策略以避免温度相关的哮喘风险。政策制定者和医疗卫生专业人员在采取预防哮喘发生的防控策略时,应充分考虑导致哮喘发作风险的极端事件特征以及行为因素等方面的影响,从而实施更加早期、精准、有效的极端气温相关的哮喘风险应对措施。


原文标题:

Effect of extreme temperatures on asthma hospital visits: modification by event characteristics and healthy behaviors

发表链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013935123004711

DOI: 10.1016/j.envres.2023.115679