胡繼宏，靳利梅，趙 翊，陳 麗，李金娟，李 欣，馬彥平，魏晉林，劉家基

·調(diào)查研究·

大氣主要污染物與兒童呼吸系統(tǒng)疾病住院率關(guān)系調(diào)查研究

胡繼宏1*，靳利梅1，趙 翊1，陳 麗1，李金娟1，李 欣1，馬彥平1，魏晉林2，劉家基2

背景 兒童呼吸系統(tǒng)疾病發(fā)病率呈上升趨勢，大氣污染對兒童健康的影響越來越受重視。目的 比較蘭州市2014年和2015年大氣主要污染物對1～5歲兒童呼吸系統(tǒng)疾病住院率影響的差異。方法 于2016年5—6月通過“中國空氣質(zhì)量在線監(jiān)測平臺”收集2014—2015年蘭州市大氣主要污染物〔PM2.5、PM10、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、臭氧(O3)〕每月平均污染水平的數(shù)據(jù)，并通過“甘肅省衛(wèi)生系統(tǒng)疾控機構(gòu)進醫(yī)院信息平臺”收集同時段蘭州市1～5歲兒童呼吸系統(tǒng)疾病每月住院率數(shù)據(jù)。采用Pearson相關(guān)分析大氣主要污染物與住院率及污染物之間的關(guān)系，并采用線性回歸分析大氣主要污染物對住院率的影響。結(jié)果 2014年和2015年P(guān)M2.5、PM10、SO2、O3水平比較，差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；2015年NO2水平、兒童呼吸系統(tǒng)疾病住院率高于2014年(P<0.05)。2014年，PM2.5、PM10、SO2、NO2水平與住院率呈正相關(guān)(P<0.05)，O3水平與住院率呈負相關(guān)(P<0.05)。2015年，PM10和NO2水平與住院率無直線相關(guān)性(P>0.05)，PM2.5和SO2水平與住院率呈正相關(guān)(P<0.05)，O3水平與住院率呈臨界負相關(guān)(P=0.050)。多元線性回歸分析結(jié)果顯示，2014年，PM2.5〔t=3.79，P=0.004，方差膨脹因子(VIF)=1.45〕和NO2(t=2.64，P=0.027，VIF=1.45)是住院率的影響因素(P<0.05)；2015年，SO2(t=3.01，P=0.013，VIF=1.00)是住院率的影響因素(P<0.05)。結(jié)論 蘭州市2015年兒童呼吸系統(tǒng)疾病住院率高于2014年，可能是由于2015年影響住院率的因素(SO2)與2014年(PM2.5和NO2)不同造成。

呼吸道疾病；空氣污染物；兒童，學齡前；住院率

急性呼吸系統(tǒng)疾病是發(fā)展中國家5歲以下兒童死亡的主要原因[1]。大氣污染已經(jīng)成為嚴重影響居民健康的危險因素之一，兒童呼吸系統(tǒng)的發(fā)育、結(jié)構(gòu)和生理特點決定了其對大氣污染危害效應的敏感性[2]。有研究表明，大氣污染能夠?qū)和斐啥喾矫娴牟涣加绊慬3]。各地污染程度不同，同一地區(qū)不同時間污染物也有差別，引起的危害也不盡相同。蘭州市是全國大氣污染較嚴重的城市之一[4]，近年蘭州市通過灑水工程改善環(huán)境，有關(guān)大氣污染與兒童呼吸系統(tǒng)疾病關(guān)系的研究主要進行了區(qū)域比較[5-6]，并沒有直接觀察大氣污染物與呼吸系統(tǒng)疾病的關(guān)系。為此，本研究初步分析比較2014年和2015年大氣主要污染物對兒童呼吸系統(tǒng)疾病住院率相關(guān)性的差異，為確定大氣污染重點防治的污染物提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)收集 于2016年5—6月通過“中國空氣質(zhì)量在線監(jiān)測平臺”收集2014—2015年蘭州市大氣主要污染物〔PM2.5、PM10、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、臭氧(O3)〕每月平均污染水平的數(shù)據(jù)，并通過“甘肅省衛(wèi)生系統(tǒng)疾控機構(gòu)進醫(yī)院信息平臺”收集同時段的蘭州市1～5歲兒童呼吸系統(tǒng)疾病每月住院率數(shù)據(jù)。

1.2 疾病定義 小兒常見呼吸系統(tǒng)疾病主要包括急慢性上呼吸道感染、哮喘、支氣管肺炎和支氣管炎等。根據(jù)國際疾病分類(ICD10)，各類上呼吸道感染編碼為J09-J11；哮喘編碼J44-J45；年齡<15歲兒童如果未指明支氣管炎急慢性的情況，可假定為急性支氣管炎J20；某些傳染性病原體感染的疾病或外因所致的疾病，必要時可用附加編碼說明(急性咽炎J02.8，腺病毒感染B97.0)；支氣管肺炎編碼J18。

2 結(jié)果

2.1 2014年和2015年大氣主要污染物水平和住院率的比較 2014年和2015年P(guān)M2.5、PM10、SO2、O3水平比較，差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；2015年NO2水平、兒童呼吸系統(tǒng)疾病住院率高于2014年，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05，見表1)。

2.2 2014年和2015年大氣主要污染物水平與住院率相關(guān)性分析 2014年，PM2.5、PM10、SO2、NO2水平與住院率呈正相關(guān)(P<0.05)，O3水平與住院率呈負相關(guān)(P<0.05)。2015年，PM10和NO2水平與住院率無直線相關(guān)性(P>0.05)，PM2.5和SO2水平與住院率呈正相關(guān)(P<0.05)，O3水平與住院率呈臨界負相關(guān)(P=0.050，見表2)。

Table 1 Comparison of the levels of major air pollutants and hospitalization rate between 2014 and 2015

時間(年)PM2.5(μg/m3)PM10(μg/m3)SO2(μg/m3)NO2(μg/m3)O3(μg/m3)住院率(%)201457.3±13.2117.3±25.025.6±9.341.2±8.467.6±16.033.9±7.1201550.1±13.2116.9±21.021.6±10.249.8±7.280.6±24.254.9±9.0t值1.340.050.99-2.47-1.55-6.34P值0.190.960.330.040.13<0.01

注：SO2=二氧化硫，NO2=二氧化氮，O3=臭氧

表2 2014年和2015年大氣主要污染物水平與住院率的相關(guān)性

Table 2 Correlation between the levels of major air pollutants and hospitalization rate in 2014 and 2015

指標2014年r值 P值2015年r值 P值PM2.50.8500.0010.6600.018PM100.7700.0030.5700.052SO20.8200.0010.6900.013NO20.7600.0040.2100.520O3-0.7300.007-0.5800.050

2.3 多元線性回歸分析 以住院率為因變量，以PM2.5(X1)、PM10(X2)、SO2(X3)、NO2(X4)、O3(X5)為自變量進行多元線性回歸分析，結(jié)果顯示，2014年線性回歸方程為Y=-12.280+0.760X1+0.380X2+1.150X3，R2=0.97，F(xiàn)=32.87，P<0.001。多個變量存在共線性問題〔PM2.5、PM10和SO2方差膨脹因子(VIF)均>10.00〕。進一步采用逐步回歸分析校正共線性問題，逐步回歸方程為Y=-0.300+0.330X1+0.360X4，R2=0.84，F(xiàn)=23.59，P<0.001，進入方程中的PM2.5(t=3.79，P=0.004，VIF=1.45)和NO2(t=2.64，P=0.027，VIF=1.45)是住院率的影響因素，且不存在共線性。

2015年線性回歸方程為Y=71.135-0.920X4，R2=0.82，F(xiàn)=5.44，P=0.031。多個變量存在共線性問題(PM2.5、SO2和O3VIF均>10.00或接近10.00)。進一步采用逐步回歸分析校正共線性問題，逐步回歸方程為Y=-41.690+0.611X3，R2=0.48，F(xiàn)=9.04，P=0.013，進入方程中的SO2(t=3.01，P=0.013，VIF=1.00)是住院率的影響因素，且不存在共線性(見表3)。

表3 2014年和2015年大氣主要污染物對1～5歲兒童呼吸系統(tǒng)疾病住院率影響的多元線性回歸分析

Table 3 Multivariate linear regression analysis on the effect of major air pollutants for hospitalization rate of respiratory diseases among children aged 1-5 years in 2014 and 2015

變量2014年2015年βSEt值P值VIFβSEt值P值VIFPM2.50.7600.203.810.00923.320.6490.511.270.25018.72PM100.3800.094.160.00617.950.0570.120.470.6602.67SO21.1500.343.340.01634.640.1200.470.260.8109.22NO20.1800.161.150.2905.84-0.9200.34-2.720.0354.94O3-0.0770.06-1.280.2603.37-0.1500.20-0.740.4909.86

注：VIF=方差膨脹因子

2.4 2014年和2015年大氣主要污染物之間的相關(guān)性 進一步對造成共線性的變量進行相關(guān)性分析，結(jié)果顯示，2014年，PM2.5與SO2、NO2、O3存在強相關(guān)(r>0.800)，SO2與O3存在強相關(guān)，可能是造成共線性的原因；2015年，PM2.5與SO2存在強相關(guān)，PM10與SO2、NO2存在強相關(guān)，可能是造成共線性的原因(見表4)。

3 討論

近年來兒童呼吸系統(tǒng)疾病有明顯增加的趨勢，其原因除了兒童自身免疫系統(tǒng)特點，也與近年來空氣污染加重等有關(guān)[7-8]。本研究分析比較了蘭州市2014年和2015年大氣主要污染物與1～5歲兒童呼吸系統(tǒng)疾病住院率之間的相關(guān)關(guān)系，發(fā)現(xiàn)蘭州市2015年1～5歲兒童呼吸系統(tǒng)疾病住院率顯著高于2014年，其原因可能與兩年的大氣主要污染物不同、不同污染物的效應不同有關(guān)。通過比較發(fā)現(xiàn)，2015年大氣主要污染物NO2水平顯著高于2014年，O3水平與2014年比較無統(tǒng)計學差異，但數(shù)值上高于2014年，推測可能NO2和O3是造成2015年住院率高于2014年的主要原因。本研究進一步進行了相關(guān)性分析和多元線性回歸分析，結(jié)果顯示，2015年與住院率相關(guān)性最強的為SO2，其次為PM2.5，住院率影響因素為SO2(且為危險因素)；2014年，PM2.5、PM10、SO2、NO2與住院率呈正相關(guān)，住院率影響因素為PM2.5和NO2(且為危險因素)。大氣主要污染物對兒童呼吸系統(tǒng)的影響取決于污染物本身的效應，大氣污染物作為哮喘和慢性阻塞性肺疾病等下呼吸道疾病的誘因已經(jīng)較為明確[9]，大氣污染物以巨噬細胞或上皮細胞為靶細胞，產(chǎn)生免疫反應和氧化損傷，而對于上呼吸道的作用可能也與之類似。SO2具有較強的刺激性，會刺激眼結(jié)膜和鼻、咽部黏膜，且易溶于水，會被上呼吸道和支氣管黏膜的黏液吸收，從而作用于上呼吸道系統(tǒng)，損傷呼吸道及其支氣管，引發(fā)氣管炎和慢性阻塞性肺疾病，若長期接觸低濃度SO2，會引發(fā)慢性鼻炎以及肺氣腫等。NO2會侵入肺部的巨噬細胞內(nèi)，然后釋放出蛋白分解酶，進而破壞肺泡；PM2.5微粒小，沉降極為緩慢，在空氣中停留時間長，飄散的距離遠，在空氣環(huán)境中可吸附大量有機物或者微生物，并可直接沉積于肺，對兒童呼吸系統(tǒng)造成損害，有研究提示粗顆粒物引起短期效應比細顆粒物更強[10-11]。有研究發(fā)現(xiàn)空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)與醫(yī)院兒科呼吸系統(tǒng)疾病總門診量呈正相關(guān)[12]，但有些研究發(fā)現(xiàn)PM10、NO2與呼吸系統(tǒng)疾病門診量無關(guān)聯(lián)[13-14]。本研究也發(fā)現(xiàn)2014年和2015年并不是所有大氣污染物對住院率有影響，這可能與不同時間受調(diào)查區(qū)域大氣污染物水平不同有關(guān)。

另外，本研究發(fā)現(xiàn)無論2014年還是2015年，PM2.5與SO2均存在強相關(guān)性，2015年P(guān)M10與SO2及NO2均存在強相關(guān)性，這可能是造成共線性的主要原因。已有研究發(fā)現(xiàn)當SO2吸附到PM2.5表面進而進入呼吸道深處時，SO2的毒性會增加3～4倍[10]，大氣污染物對健康的影響可能存在聯(lián)合作用。

本研究數(shù)據(jù)監(jiān)測主要來源于室外，而室內(nèi)污染也會影響呼吸系統(tǒng)疾病的住院率，兒童呼吸系統(tǒng)疾病發(fā)生率與家庭成員的每日吸煙量和吸煙年限呈正相關(guān)[15]，家養(yǎng)寵物也可增加兒童呼吸系統(tǒng)疾病和癥狀發(fā)生的危險性[16]，有待于進一步研究。另外，本研究屬于生態(tài)學研究，存在生態(tài)學謬誤。

本研究背景：

兒童好發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病，大氣污染是呼吸系統(tǒng)疾病重要的危險因素。蘭州市是全國大氣污染最嚴重的城市之一，近幾年通過各種措施進行治理。目前，有關(guān)大氣污染對兒童呼吸系統(tǒng)疾病的影響僅做了地區(qū)比較，而大氣主要污染物對蘭州市兒童呼吸系統(tǒng)疾病的影響如何，目前尚未見報道。本研究有助于對蘭州市影響兒童呼吸系統(tǒng)疾病的重要污染物進行針對性的重點治理提供依據(jù)。

表4 2014年和2015年各大氣主要污染物之間相關(guān)性分析

注：-為數(shù)據(jù)重復，未再表示

作者貢獻：胡繼宏進行試驗設計與實施、資料收集整理、撰寫論文、成文并對文章負責；靳利梅、趙翊、陳麗、李金娟、李欣、馬彥平、魏晉林、劉家基進行試驗實施、評估、資料收集；胡繼宏進行質(zhì)量控制及審校。

本文無利益沖突。

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(本文編輯：賈萌萌)

Correlation of Major Air Pollutants and the Hospital Rate of Respiratory Diseases among Children

HUJi-hong1*，JINLi-mei1，ZHAOYi1，CHENLi1，LIJin-juan1，LIXin1，MAYan-ping1，WEIJin-lin2，LIUJia-ji2

1.DepartmentofEpidemiology，SchoolofPublicHealth，GansuUniversityofChineseMedicine，Lanzhou730000，China

2.LanzhouMunicipalCenterforDiseaseControl,Lanzhou730030,China

Background As the prevalence of respiratory diseases in children presents an upward trend，the influence of air pollution on children′s health is being taken more seriously.Objective To compare the influence of major air pollutants on the hospitalization rate of respiratory diseases among children aged 1-5 years between 2014 and 2015 in Lanzhou city.Methods From May to June 2016，we collected the data of monthly level of major air pollutants(PM2.5，PM10，SO2，NO2and O3) of Lanzhou in 2014 and 2015 from China′s Air Pollution Online Monitoring Platform，and the data of hospitalization rate for respiratory diseases among children aged 1-5 years in Lanzhou during the same two years from the Information Platform of Health System from CDC into Hospital in Gansu province.The Pearson correlation was used to test the correlation of major air pollutants with hospitalization rate，and that between the major air pollutants.The linear regression was used to analyze the influence of major air pollutants on hospitalization rate.Results The differences in the levels of PM2.5，PM10，SO2and O3in Lanzhou between 2014 and 2015 showed no statistical significance(P>0.05).The level of NO2was significantly higher in 2015 than it in 2014(P<0.05)，and the hospitalization rate of respiratory diseases among 1-5 years old children was significantly higher in 2015 than it in 2014(P<0.05).Results of Pearson correlation showed that in 2014，PM2.5，PM10，SO2，NO2were positively correlated with the hospitalization rate(P<0.05)，while O3was negatively correlated with it(P<0.05)；in 2015，PM10and NO2had no linear correlation with hospitalization rate(P>0.05)，PM2.5and SO2were positively correlated with the hospitalization rate(P<0.05)，and O3was critically negatively correlated with hospitalization rate(P=0.050).The results of multivariate linear regression analysis showed that in 2014，PM2.5(t=3.79，P=0.004，VIF=1.45)and NO2(t=2.64，P=0.027，VIF=1.45)were significant risk factors for hospitalization rate(P<0.05)；in 2015，SO2(t=3.01，P=0.013，VIF=1.00)was the significant risk factor for hospitalization rate(P<0.05).Conclusion The different air pollutants(PM2.5and NO2in 2014，and SO2in 2015) might lead to the higher hospitalization rate of respiratory diseases among children aged 1-5 in Lanzhou in 2015 than it in 2014.

Respiratory tract diseases；Air pollutants；Children，preschool；Hospitalization rate

R 725.6

A

10.3969/j.issn.1007-9572.2017.05.016

2016-10-20；

2017-01-20)

1.730000甘肅省蘭州市，甘肅中醫(yī)藥大學公共衛(wèi)生學院流行病學教研室

2.730030甘肅省蘭州市疾病預防控制中心

*通信作者：胡繼宏，副教授，碩士生導師；E-mail：hujihonghappy@163.com

胡繼宏，靳利梅，趙翊，等.大氣主要污染物與兒童呼吸系統(tǒng)疾病住院率關(guān)系調(diào)查研究[J].中國全科醫(yī)學，2017，20(5)：586-589.[www.chinagp.net]

HU J H，JIN L M，ZHAO Y，et al.Correlation of major air pollutants and the hospital rate of respiratory diseases among children[J].Chinese General Practice，2017，20(5)：586-589.

*Correspondingauthor：HUJi-hong，Associateprofessor,Mastersupervisor;E-mail:hujihonghappy@163.com