甄世林，陳鵬，王利榮，姜濤，楊玖永

（湖北航天醫(yī)院，湖北 孝感）

0 引言

慢性阻塞性肺疾?。–hronic Obstructive Pulmonary Disease，COPD）是一種常見的以持續(xù)氣流受限為特征的可以預(yù)防和治療的疾病，氣流受限進(jìn)行性發(fā)展，與氣道和肺臟對有毒顆粒或氣體的慢性炎性反應(yīng)增強(qiáng)有關(guān)，急性加重和并發(fā)癥影響著疾病的嚴(yán)重程度和對個體的預(yù)后[1]。近年來隨著環(huán)境污染等因素的增加現(xiàn)COPD已成為全世界范圍內(nèi)發(fā)病率和死亡率最高的疾病之一，且呈逐年遞增的趨勢。預(yù)計到2020年COPD將繼心血管疾病、腦血管疾病全球之后第三大致死病因。慢阻肺急性加重的誘因多種多樣，在美國國立心肺血液研究所、美國國立衛(wèi)生研究院和世界衛(wèi)生組織協(xié)作下，慢性阻塞性肺疾病(慢阻肺)防治全球倡議 (Global Initiative For Chronic Obstructive Lung Disease，GOLD)2015年首次提出了空氣污染也可以促進(jìn)COPD急性加重，導(dǎo)致住院率和病死率增加。在過去的十年中，空氣污染暴露和急性健康結(jié)果之間的關(guān)聯(lián)已經(jīng)在許多研究證明[2-7]。當(dāng)前隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展我國也面臨嚴(yán)重的大氣污染，而國內(nèi)關(guān)于COPD與大氣污染的相關(guān)分析研究較少，特別缺少COPD患病及流行病學(xué)特點(diǎn)與獨(dú)特的地區(qū)氣候、空氣質(zhì)量相關(guān)分析。不管是短期還是長期觀察，地區(qū)性COPD發(fā)病特點(diǎn)與空氣環(huán)境回顧性相關(guān)分析均對后期區(qū)域性個體化COPD控制指導(dǎo)具有指導(dǎo)意義。本研究采用小樣本抽樣分析的方法，我們通過抽取2016年1月1日至2016年12月31日孝感市航天醫(yī)院住院的COPD患者相關(guān)情況與同時間段孝感市空氣質(zhì)量指數(shù)（Air Quality Inden，簡稱AQI）、氣溫變化及降雨量變化進(jìn)行對比及統(tǒng)計學(xué)分析，旨在探究氣候及空氣質(zhì)量對特定區(qū)域COPD急性發(fā)作而入院患者人數(shù)及平均住院天數(shù)的影響。

1 資料與方法

1.1資料收集2016年1月1日至2016年12月31日到孝感市湖北航天醫(yī)院內(nèi)一科（呼吸科）就診的COPD急性發(fā)作而住院治療的患者數(shù)量及患者一般情況包括性別、年齡、住院天數(shù)及疾病診斷，其中納入人群為依據(jù)2015年COPD指南確診為COPD患者，通過肺功能檢查確診；吸入支氣管擴(kuò)張劑后，F(xiàn)EV1/FVC＜0.70，確認(rèn)存在持續(xù)性氣流受限。疾病診斷選用國際通用ICD-9?；颊咦≡禾鞌?shù)包括入院當(dāng)天及出院當(dāng)天。排除3例：因其他基礎(chǔ)疾病住院期間COPD急性發(fā)作加重轉(zhuǎn)入呼吸科治療后未緩解轉(zhuǎn)出其他科室（如ICU），由于COPD急性加重所致住院時間難計算而排除此病例。

1.2方法

1.2.1 收集湖北省孝感市每月平均AQI值，并按AQI等級(表1)將全年數(shù)據(jù)分為6級，空氣質(zhì)量一級(AQI≤50)、空氣質(zhì)量二級(50＜AQI≤100)、輕污染組三級(100＜AQI≤200)、中度污染四級(151＜AQI≤200)、重度污染五級(200＜AQI≤300)、嚴(yán)重污染六級（AQI＞300）比較本市區(qū)全年空氣質(zhì)量特點(diǎn)，同期孝感市 AQI數(shù)據(jù)來自中華人民共和國環(huán)保部數(shù)據(jù)中心（網(wǎng)頁：http：//datacenter.mep.gov.cn/indeN）。收集當(dāng)月日平均最高氣溫、當(dāng)月日平均最低氣溫，月平均降雨量，同期孝感市氣溫、降雨數(shù)據(jù)來自中國天氣（網(wǎng)頁http：//www.weather.com.cn/weather40d/101200401.shtml）。分析孝感市2016年全年空氣質(zhì)量特點(diǎn)，不同空氣環(huán)境下慢性阻塞心肺疾?。–OPD）急性加重住院治療特點(diǎn)。

表1 COPD患者每月住院人數(shù)及住院天數(shù)統(tǒng)計表

1.2.2 比較氣溫變化、降水量、AQI值與同時間段阻塞性肺疾病（COPD）住院人數(shù)和平均住院天數(shù)進(jìn)行相關(guān)性關(guān)系。對收集的資料運(yùn)通統(tǒng)計學(xué)方法對同一時間段氣溫（F）、平均降雨量(H)空氣質(zhì)量(A)、患病人數(shù)(X)平均住院天數(shù)（D）采用雙變量相關(guān)性分析及曲線估值作回歸分析，探討氣溫，空氣，降雨對COPD急性發(fā)作住院治療情況是否存在相關(guān)性影響。

1.2.3 統(tǒng)計分析

統(tǒng)計分析采用IMB SPSS 22.0軟件，計量資料平均值采用X表達(dá)，定性數(shù)據(jù)用百分率(%)表達(dá)，采用計量資料的相關(guān)分析比較AQI、氣溫、平均降雨量與COPD發(fā)病率及平均住院天數(shù)之間的相關(guān)性關(guān)系，采用獨(dú)立樣本t檢驗進(jìn)行，檢驗水準(zhǔn)α=0.05，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義，采取Pearson相關(guān)系數(shù)作連續(xù)變量的相關(guān)分析，以|r|＞0.5為存在中度較明顯相關(guān)性，回歸取曲線估值探求自變量與因變量之間擬合關(guān)系，以R2估值衡量。|r|＞0.95存在顯著性相關(guān)；|r|≥0.8高度相關(guān)；0.5≤|r|＜0.8中度相關(guān)；0.3≤|r|＜0.5低度相關(guān)；|r|＜0.3關(guān)系極弱，認(rèn)為不相關(guān)。

2 結(jié)果

2.1孝感市城區(qū)在不同月份月平均AQI值所反應(yīng)出孝感市2016年全年無AQI大于300，故無六級空氣質(zhì)量等級。2016年全年空氣質(zhì)量二級(50＜AQI≤100)214天，占全年59.28%。空氣質(zhì)量三級(100＜AQI≤200)80天占全年22.16%?？諝赓|(zhì)量一級(AQI≤50)57天，占全年15.79%?？諝赓|(zhì)量四級(151＜AQI≤200)9天，五級(200＜AQI≤300)1天分別占全年2.49%、0.28%。孝感市全年361天整體空氣質(zhì)量優(yōu)，全年主要以一級、二級空氣質(zhì)量為主影響AQI值污染物主要為PM2.5、PM10，少量CO、NO2及臭氧（8小時）。

2.22016年1月1日 至2016年12月1日 來 航 天 醫(yī) 院 住 院COPD患者見表3總納入168人，其中男性136人占總體人數(shù)80.95%，月平均住院天數(shù)、月住院人數(shù)、月平均AQI值、當(dāng)月平均日最高氣溫、當(dāng)月平均日最低氣溫、月平均降雨量如表1。不同空區(qū)質(zhì)量所對應(yīng)的氣溫變化、降水量、AQI值及COPD急性發(fā)作住院治療人數(shù)及平均住院天數(shù)做動態(tài)圖（見圖1），觀察單月空氣質(zhì)量AQI與該月氣溫變化對比住院人數(shù)變化情況。可以看出在全年每月人均住院天數(shù)及住院人數(shù)趨于平穩(wěn)氣溫趨于平穩(wěn)，隨著AQI值變化總住院人數(shù)及平均住院天數(shù)發(fā)生相應(yīng)的變化，特別是在空氣溫度相應(yīng)正向波動的時候，COPD總住院人數(shù)及平均住院天數(shù)變化明顯，如在孝感市進(jìn)入10月氣溫明顯下降情況下，隨著AQI值升高COPD患者來航天醫(yī)院住院治療的患者人數(shù)明顯增多，同期人均住院天數(shù)也增加。從曲線圖趨勢上看月平均降雨量波動對COPD總住院人數(shù)及平均住院天數(shù)無明顯影響，而月平均AQI值伴隨日均最低氣溫及日均最高氣溫的變化影響COPD入院人數(shù)及住院患者平均住院天數(shù)。具體相關(guān)性將通過統(tǒng)計學(xué)分析。本項研究將分別以COPD入院人數(shù)及平均住院天數(shù)對同期AQI 值、氣候溫度、降水量變化情況作相關(guān)性分析，采用回歸分析中曲線估值求相關(guān)擬合關(guān)系，以探究氣候溫度、空氣質(zhì)量、月均降水量對慢性阻塞性肺疾?。–OPD）發(fā)病入院率及平均住院天數(shù)的影響。

圖1 2016年單月空氣質(zhì)量AQI與該月單日氣溫變化、住院人數(shù)對比圖

從圖1可以看出在單月住院人數(shù)和AQI相關(guān)性的背景下，1月-3月高AQI值中等降水和回溫氣候下COPD住院率相對較低，而12月在高AQI值低溫、低降水下住院率快速高升。可以考慮可能 AQI值對COPD并非獨(dú)立影響因素。單一AQI變化可能對COPD急性發(fā)作患者住院率無明顯影響，在其他因素作用下特別是低降水的影響下AQI對COPD急性發(fā)作住院率影響明顯。無論AQI還是降水、氣溫對住院天數(shù)無明顯影響。

2.3統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)對日平均最高氣溫（Fh）、日平均最低氣溫（Fl）、平均降水量、空氣質(zhì)量(X_C)、每月患病人數(shù)(N)、每月人均住院天數(shù)（X_D），采用雙變量相關(guān)性分析及曲線估值作回歸分析。以IBMSPSS22.0軟件分析相關(guān)性，取pearson相關(guān)系數(shù)分別對患病人數(shù)(X)與日平均最高氣溫（F）、日平均最低氣溫（F）、空氣質(zhì)量(X)作雙變量的相關(guān)性分析，對患病人數(shù)(X)與日平均最高氣溫（Fh）、日平均最低氣溫（Fl）、空氣質(zhì)量(X)作雙變量的相關(guān)性分析得pearson相關(guān)性r值、顯著性（雙尾）P值。通過雙變量相關(guān)性分析可看出AQI值對COPD患者月住院人數(shù)及月人均住院天數(shù)存在中度相關(guān)0.5≤|r|＜0.8，且二者顯著性P＜0.05，AQI值對COPD患者月住院人數(shù)及月人均住院天數(shù)具有統(tǒng)計學(xué)意義上的相關(guān)性。日均最高氣溫、日均最低氣溫及月平均降水量對住院人數(shù)及住院天數(shù)的影響其顯著性P＞0.05，其相關(guān)無明顯統(tǒng)計學(xué)差異。故在本項研究中認(rèn)為AQI值對COPD患者月住院人數(shù)及月人均住院天數(shù)具有相關(guān)性，暫不認(rèn)為日均最高氣溫、日均最低氣溫及月平均降水量對住院人數(shù)及住院天數(shù)存在相關(guān)性。

對AQI值與COPD患者月住院人數(shù)及月人均住院天數(shù)進(jìn)一步采用曲線估值進(jìn)行回歸統(tǒng)計分析，探究而二者間以何種模型方程擬合。首先對患病人數(shù)(X)、空氣質(zhì)量(A)做回歸分析，取曲線估值，尋求觀察值住院人數(shù)與空氣質(zhì)量相關(guān)性以何種數(shù)據(jù)模型相擬合，選取對數(shù)、線性、二次項、立方及復(fù)合分析擬合度。

從數(shù)據(jù)上看患病人數(shù)(N)與空氣質(zhì)量(A)回歸分析擬合其擬合程度一般（R2＜0.5），其中擬合顯著性P＜0.05模型中有線性模型（P=0.021）、對數(shù)模型（P=0.027）、復(fù)合模型（P=0.033），其中擬合度最高的為線性模型R2=0.427，可認(rèn)為本項研究中患病人數(shù)(N)與空氣質(zhì)量(A)呈一般線性擬合。其間回歸曲線圖見圖2。

運(yùn)用統(tǒng)計分析軟件對患病平均住院天數(shù)(XD)、空氣質(zhì)量(A)做回歸分析，取曲線估值，尋求觀察值住院人數(shù)與空氣質(zhì)量相關(guān)性以何種數(shù)據(jù)模型相擬合，選取對數(shù)、線性、二次項、立方及復(fù)合分析擬合度，從數(shù)據(jù)上可得COPD住院人數(shù)(N)與空氣質(zhì)量(A)回歸分析，變量間擬合程度均較低（0.3＜R2＜0.4），擬合度較高的為線性模型R2=0.334，其中擬合顯著性P=0.049，患病人數(shù)(N)與空氣質(zhì)量(A)呈較低的線性擬合且顯著性不高，需進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量行大樣本統(tǒng)計分析。故可認(rèn)為在本項研究中患病人數(shù)(N)與空氣質(zhì)量(A)與線性模型、對數(shù)模型、二次項模型、立方模型及復(fù)合模型暫不存在顯著性擬合，其間回歸曲線圖見圖3。

3 討論

空氣環(huán)境的變化對人身體健康的影響很早被人所認(rèn)識。從短期和長期的觀察研究顯示，暴露于空氣污染會輕微刺激上呼吸道系統(tǒng)或?qū)е侣院粑兰膊〉母甙l(fā)病率(哮喘、慢性阻塞性肺疾病(COPD))，心臟病，糖尿病，高血壓，肺癌，和死亡[2,8-12]。Yadav等[13]研究揭示了哮喘、流感和急性呼吸道感染的發(fā)病率在霧霾爆發(fā)期間顯著增加。有研究表明短時間或長期暴露在細(xì)顆粒物(PM2.5)導(dǎo)致系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)，可以增加心肺發(fā)病率的風(fēng)險[14-16]。世界衛(wèi)生組織估計，2010年，PM2.5相關(guān)因素導(dǎo)致310萬人死亡，大約占全球殘疾致死人數(shù)的3.1%[17]。該研究同時還表明，短期暴露和長期接觸PM2.5加重哮喘，呼吸道癥狀，增加患者住院率。研究人員發(fā)現(xiàn)，空氣質(zhì)量指數(shù)增加會使死亡風(fēng)險增加即每增加1單位AQHI則增加1.2%死亡率)[18-20]，空氣污染也會增加發(fā)病率，尤其是那些患有哮喘和/或慢性阻塞性肺病[2，6，7]。在加拿大一項更加詳細(xì)的調(diào)查研究顯示每個增加1單位AQHI則哮喘門診率增加了6%，增加2%住院天數(shù)，并增加1.3%急診科呼吸疾病入診量[21]。盡管哮喘和慢性阻塞性肺病有共同風(fēng)險因素如年齡、吸煙、支氣管高反應(yīng)性等，荷蘭一項研究[22,23]推測，哮喘和支氣管高反應(yīng)性易使人在以后的生活中發(fā)展進(jìn)而患慢性阻塞性肺病，哮喘，慢性阻塞性肺病，慢性支氣管炎，肺氣腫是很大比例的呼吸道疾病在不同階段不同的表達(dá)。人們認(rèn)為這些條件或他們的反應(yīng)可能影響宿主和環(huán)境因素[24]，包括對空氣污染的暴露。迄今為止，有限的流行病學(xué)研究已經(jīng)確定和/或量化這些“可確認(rèn)的醫(yī)學(xué)疾病”風(fēng)險。隨著進(jìn)一步研究結(jié)果顯示：長期暴露在空氣污染可能導(dǎo)致明顯的發(fā)病率和導(dǎo)致慢性阻塞性肺病與既存的哮喘個體的發(fā)展。更好的完善環(huán)境的風(fēng)險窗口預(yù)警及干預(yù)治療，可能有助于緩解或（和）制定更優(yōu)的預(yù)防策略來改善肺功能進(jìn)行性惡化導(dǎo)致慢性阻塞性肺病[24]。1月-3月高AQI值中等降水和回溫氣候下COPD住院率相對較低，而12月在高AQI值低溫、低降水下住院率快速高升。可以考慮可能AQI值對COPD并非獨(dú)立影響因素。單一AQI變化可能對COPD急性發(fā)作患者住院率無明顯影響，在其他因素作用下特別是低降水的影響下AQI對COPD急性發(fā)作住院率影響明顯。為什么在低降水量條件下AQI對COPD急性發(fā)病住院率，有待進(jìn)一步調(diào)查研究。COPD急性發(fā)病入院率等發(fā)病特點(diǎn)相關(guān)指標(biāo)是否存在特定區(qū)域獨(dú)特特點(diǎn)？有待進(jìn)一步大數(shù)據(jù)動態(tài)觀察研究。

人群易感性也是空氣質(zhì)量影響呼吸系統(tǒng)疾病發(fā)病及進(jìn)展的重要因素，先前的研究表明，健康的成年人被暴露于量化的空氣污染物(即在實(shí)驗設(shè)置空氣污染環(huán)境中)觀察或測量不同人所變現(xiàn)出呼吸系統(tǒng)疾病特點(diǎn)[25]。研究表明同樣的環(huán)境因素可能會導(dǎo)致的變異性疾病(或器官組織功能異常)的風(fēng)險取決于人群自身因素如年齡、性別、生命早期暴露，家族史和疾病并存病[26]。對環(huán)境因素的敏感性在不同的高危人群可能不同程度表達(dá)。有人提出宿主因素如特異反應(yīng)性、營養(yǎng)狀況、SES，長期的壓力可能影響空氣污染對哮喘的影響[27-31]。也有研究表明慢性接觸點(diǎn)之間的聯(lián)系在兒童和脆弱性在成年期慢性阻塞性肺病[32]。在探究環(huán)境空氣污染物治病機(jī)制研究中，研究檢查基因-環(huán)境交互作用和宿主之間的相互作用可能成為未來一個重要的研究方向。這可能有助于識別容易受到空氣污染的易感人群，針對性制定預(yù)防策略。

圖2 患病住院人數(shù)(N)與空氣質(zhì)量(A)回歸曲線擬合圖

圖3 平均住院天數(shù)(XD)與空氣質(zhì)量(A)回歸曲線擬合圖

而對于國內(nèi)空氣環(huán)境對COPD的影響尚缺乏大量數(shù)據(jù)研究，國內(nèi)有學(xué)者對區(qū)域性空氣環(huán)境與兒童呼吸道疾病研究發(fā)現(xiàn)該地區(qū)PM2.5濃度值與兒童呼吸道感染就診量間呈正相關(guān)[33]，國內(nèi)研究表明地區(qū)性空氣污染和兒童哮喘發(fā)病緊密關(guān)聯(lián)，被動吸煙、近距離污染源和重度空氣污染等均作為兒童哮喘發(fā)病的獨(dú)立危險因素[34]。我國空氣污染成區(qū)域性特點(diǎn)，不同的省自治區(qū)直轄市所出現(xiàn)的空氣質(zhì)量及顆粒污染源各不相同，不同空氣質(zhì)量特點(diǎn)對不同地區(qū)人群健康影響存在人群易感不同，近遠(yuǎn)期導(dǎo)致的治病情況亦數(shù)據(jù)殘缺。這就導(dǎo)致區(qū)域性空氣質(zhì)量與疾病相關(guān)性研究的困難。一些學(xué)者也開始重視包括空氣質(zhì)量的多因素致病因素綜合分析，期間注意到空氣質(zhì)量間接致病影響。

我國在PM2.5危害方面的研究，起步于10年前左右。在廣州、沈陽和其他區(qū)域的調(diào)查研究顯示，死亡率PM2.5水平有顯著的線性相關(guān)性[35-36]。此外，在煙霧暴發(fā)期間，呼吸科門診就診次數(shù)增加。環(huán)境大氣對人群特別是患病人群的影響越來越收到人們關(guān)注，但是我國大樣本的空氣質(zhì)量對人群呼吸系統(tǒng)特別是COPD患者近期及遠(yuǎn)期臨床觀察還缺乏動態(tài)數(shù)據(jù)，不同地區(qū)空氣質(zhì)量如何在區(qū)域表現(xiàn)為獨(dú)特的特征影響COPD患者的急性發(fā)作?及以何種大數(shù)據(jù)來作為區(qū)域COPD人群控制治療的診療參考依據(jù)?而在反應(yīng)個不同區(qū)域性不同空氣環(huán)境對疾病的影響特點(diǎn)上，各地區(qū)由于環(huán)境不同、人群易感性不同而表現(xiàn)出COPD患者發(fā)病特點(diǎn)有著各自的特點(diǎn)。本項研究在回顧本地區(qū)小樣本調(diào)查資料基礎(chǔ)上探討區(qū)域性空氣質(zhì)量及氣溫與慢性阻塞性肺疾?。–OPD）急性發(fā)病相關(guān)性分析得出AQI值對COPD患者月住院人數(shù)及月人均住院天數(shù)具有統(tǒng)計學(xué)意義上的相關(guān)性。這與國內(nèi)外相關(guān)研究相符合，即空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）影響COPD患者急性發(fā)病率。在進(jìn)一步空氣質(zhì)量與住院人數(shù)、平均住院天數(shù)間關(guān)系模型時發(fā)現(xiàn)，故空氣質(zhì)量對COPD住院人數(shù)之間的關(guān)系是線性相關(guān)，患病人數(shù)(N)與空氣質(zhì)量(A)回歸分析呈一般程度擬合（R2=0.427＜0.5），其中擬合顯著性P=0.021＜0.05?？傊?，本項研究發(fā)現(xiàn)，那些被暴露于高水平的PM2.5和O3患者患慢性阻塞性肺病患者急性加重住院的風(fēng)險更高。使用大樣本數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的調(diào)查，反映地區(qū)性特點(diǎn)，納入多個潛在的混雜因素(AQI值、日平均最高氣溫、日平均最低氣溫、月平均降雨量、年齡、性別、吸煙史、家庭收入水平等)來研究COPD發(fā)病特點(diǎn)可能是未來COPD發(fā)病研究的一個新的方向。本研究為進(jìn)一步完善區(qū)域性COPD影響因素、發(fā)病特點(diǎn)及給本區(qū)域COPD患者控制治療、COPD預(yù)測、進(jìn)一步的相關(guān)研究提供一定的參考與借鑒。