空氣花粉濃度的變化及其與人群呼吸系統疾病的相關性研究

花粉癥是一種由花粉引起的一系列病理生理過程。患者主要表現為呼吸道和眼的卡其性炎癥，輕度噴射、流鼻涕、流淚，嚴重導致支氣管炎、哮喘和呼吸困難，偶爾也會發生過敏皮炎、皮疹和其他皮膚和其他器官疾病。2003年,Claudia等報道,人群中有10%~25%的人患有花粉癥或過敏性哮喘,發病率是過去30年的兩倍多,歐洲地區的季節性變應性鼻炎患病率約為15%,哮喘的患病率為2.5%~10%,過敏性皮炎的患病率為9%~24%。葉世泰報道,我國花粉過敏者至少有500~1000萬人,發病率為0.5%~1%,高發區域達5%。在北京地區的呼吸道過敏患者中,1/4~1/3患者存在花粉過敏問題,在變態反應臨床上10%的病人有花粉過敏。馬煜等對2001年與1994年北京城區13~14歲在校生哮喘及過敏性疾病的患病率進行對比研究,結果表明,2001年北京地區過敏性疾病(過敏性鼻炎、季節性花粉癥)較7年前上升,喘息性疾病的患病也呈增加態勢。近年來,隨著我國城市綠化及旅游業的發展,人們接觸花粉的機會將更多,發病人數有進一步增多的可能。目前,空氣致敏花粉的研究已取得了較大進展,尤其是在花粉及其致敏蛋白的分類鑒定、花粉癥防治方面。近年來,國外有一些空氣花粉濃度與醫院過敏患者就醫情況關聯研究的報道,而國內該方面的報道較少,因此,分析空氣中花粉濃度的高峰期、持續時間及其與呼吸系統疾病就醫人次的相關性對花粉癥的診治和預防有一定的意義。1材料和方法1.1象中心提供了學生中心提供了提供服務的中心2000—2002年4—9月北京市海淀區花粉濃度資料由國家氣象中心提供。采樣點位于北京市海淀區海淀公園內,監測方法為重力沉降法,每日7:00更換采樣膜,置顯微鏡下觀察,以24h內每1000mm2面積沉降的花粉顆粒數表示空氣中的花粉濃度。1.2空氣中tsp濃度2000—2002年4—9月北京市空氣中TSP濃度由國家氣象中心提供。每周連續監測4日(周五至下周一),通過采樣膜稱重及采樣總體積計算出空氣中TSP濃度(單位為mg/m3)。每日TSP濃度數據為8個國控監測子站(定陵站、車公莊站、前門站、東四站、天壇站、奧體站、農展館站以及古城站)TSP濃度的平均值。1.3地面氣候資料2000—2002年4—9月北京市氣象資料來源于國家氣象信息中心,中國地面氣候資料日值數據來源于北京站(臺站號:54511)的每日常規監測數據,包括日均氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫、日均氣壓、24h降水量、日均相對濕度等。1.4花粉癥相關的員工人群疾病就醫人次數據來源于北京市海淀區醫療保險中心數據庫,集合了海淀區14家二級甲等以上醫院2000—2002年公費醫療人群門、急診就醫人次。該14家醫院為享受公費醫療人群的指定醫療單位。由于《國際疾病分類標準編碼第九版》(ICD-9)中沒有對花粉癥做出單獨的分類,本研究選取5種癥狀表現與花粉癥相似的呼吸系統疾病。根據ICD-9中的疾病編號,對患有急性咽炎、急性喉炎、急性氣管炎、變應性鼻炎、哮喘的病例進行篩選。3年間海淀區每年參加公費醫療的人數約為5萬人,各年間人數變化較小,可忽略不計。參加醫療保險的人群主要分布在中小學、基層衛生機構和政府事業單位,3年中該人群的性別、職業構成比例基本不變。上述單位中女性比例偏高,約占64%,包括在職人員(37~38歲)約占71%、離退休人員(66~67歲)約占28%和離休人員(71~72歲)約占2%。1.5各研究變量的時間變化圖以周為單位合并原始數據,研究變量為各周每日花粉濃度、TSP濃度、6種氣象因素以及5種疾病門、急診就醫人次數的平均值。用Excel2003對各研究變量做時間變化趨勢圖。用SPSS15.0統計軟件,在控制各周平均日TSP濃度及6種氣象因素的基礎上,分別對北京市海淀區3年花粉濃度的春季高峰期(4月1日—6月16日)和夏秋季高峰期(7月15日—9月30日)內各周平均日花粉濃度和5種疾病就醫人次進行偏相關分析。2結果2.1平均日花粉濃度參考文獻中花粉高峰期的定義,并結合北京地區空氣花粉播散的實際情況,在計算每日花粉濃度的3年平均值后,將周內7d的日花粉濃度均值≥10粒/1000mm2的周連續出現4次視為花粉高峰期開始;將周內7d中至少有1d的日花粉濃度均值<10粒/1000mm2的周連續出現4次視為花粉高峰期結束。封三圖1a顯示,北京市海淀區2000—2002年4—9月各周平均日花粉濃度隨時間的變化情況。封三圖1a可見,各年空氣花粉濃度在春季(第1~11周:4月1日—6月16日)和夏秋季(第16~26周:7月15日—9月30日)均出現高峰,但由于監測時間有限,無法確定春季高峰的起始時間和夏秋季高峰的終止時間,兩個高峰間的第12~15周(6月17日—7月14日)花粉濃度穩定在一個相對較低的水平。2.25日就醫人次數插補由于患者患病后的就醫存在滯后性,故將原始數據以周為單位進行合并。封三圖1b可見,北京市海淀區2000—2002年4—9月5種呼吸系統疾病(變應性鼻炎、哮喘、急性咽炎、急性喉炎、急性氣管炎)就醫人次在第4、5、6周處都呈現“V”形折線趨勢,提示“五一黃金周”假期醫院出診量減少等因素影響患者的就醫行為,使平均日就醫人次下降,按原數據進行分析可能使結果產生較大偏倚,故用linearinterpolation方法對5種疾病第5周(4月29日—5月5日)平均日就醫人次數進行插補以替換原數據。此外,變應性鼻炎就醫人次在第1~19周內穩定在一個相對較低的水平,第20周(8月12—18日)后開始出現一個明顯的高峰,23周(9月2—8日)達到峰值,持續至26周(9月23—30日),其他4種疾病就醫人次的時間趨勢無明顯規律可循。2.4花粉濃度和5種疾病就醫頻次的相關性分析由于春季和夏秋季花粉高峰期內的花粉種類和致敏性不同,因此分別對春季(第1~11周:4月1日—6月16日)和夏秋季(第16~26周:7月15日—9月30日)花粉高峰期內北京市海淀區空氣花粉濃度和5種呼吸系統疾病就醫人次的相關性進行分析。除花粉外,環境中空氣污染及氣象因素也會影響呼吸系統疾病的發病。因此,在控制各周平均日TSP濃度及6種氣象因素的基礎上,分別對北京市海淀區3年花粉濃度的春季高峰期(第1~11周:4月1日—6月16日)和夏秋季高峰期(第16~26周:7月15日—9月30日)內各周平均日花粉濃度和5種疾病就醫人次進行偏相關分析。表1可見,5種呼吸系統疾病在春季花粉高峰期內與空氣花粉濃度的偏相關均無統計學意義(P>0.05),夏秋季內僅變應性鼻炎與空氣花粉濃度的偏相關有統計學意義(偏相關系數為0.802,P<0.01)。3大氣污染物與其他疾病的相關性本研究采用流行病學中生態學的研究方法來考察環境中花粉濃度與人群呼吸系統疾病的相關性,可操作性較高,但個人活動、生活環境的不同會影響到個體暴露量,故本研究僅代表花粉平均暴露水平與群體疾病的關系,個體水平上花粉暴露與疾病的關系可能與此不同。此外,引起呼吸道過敏疾病的因素很多,可概括為遺傳和環境兩大方面,其中環境因素按其來源又可分為室外和室內。在室外環境因素中,花粉是重要的季節性過敏原。但除花粉外,空氣中的污染物(如TSP、PM10、PM2.5、O3、NO、NO2、SO2等)及氣象因素也會影響呼吸道過敏疾病的發病[5,6,12,13,14,15,16]。常桂秋等對1998—2000年北京市大氣污染資料的分析表明:北京市的主要空氣污染物是NOx和TSP,但NOx的變化有明顯的季節趨勢,夏季較低,冬季增高,每年的11月至次年的1月間濃度達到峰值,而TSP在每年3—5月間有明顯增加,尤其是在4月份出現明顯峰值。于淑秋等對北京市1999年11月—2001年4月大氣污染資料的分析表明:SO2也是主要的空氣污染物之一,但SO2、NO2在冬半年(11月至次年3月)出現3級以上概率較大,而夏半年(4—10月)幾乎不出現。由此可見,北京市4—9月的主要空氣污染物是TSP。因此,在進行花粉濃度與5種疾病的相關性分析時,對空氣中TSP濃度以及6種氣象因素進行了控制。但空氣中的其他污染物如NOx、SO2等也可能影響呼吸系統疾病的發病。因此,上述相關性分析結果還需要繼續收集空氣污染物濃度數據進一步分析和驗證。本研究采用就醫人次代替發病情況作為疾病發病的觀測指標,主要有以下兩點原因:(1)海淀區全人群人口數遠高于享受公費醫療人口數,且人口流動性大,不易控制,采取全人群抽樣的方法對該段時間內發病人數進行調查固然是較為準確的研究方法,但調查過程耗費較大的人力物力,且可能存在應答率較低的問題;(2)花粉過敏疾病的發病率較低,某些癥狀不易識別,要準確地調查每日的發病情況存在較大的難度。因此,雖可能存在一定的入院率偏倚,但從醫療定點單位獲得公費醫療人群的就醫人次進行研究,有一定的實際意義和可行性。由于觀察指標是人群的就醫人次,可能存在由于某些患者的初次治療不徹底或需再次開藥而多次就醫所帶來的偏倚。國際兒童哮喘和變態反應研究(ISAAC)20世紀90年代中期在全球56個國家進行的第一階段調查報告顯示,13~14歲兒童的花粉癥患病率為1.4%~39.7%,各國(地區)間差異極大,總的趨勢是西方發達國家的患病率明顯高于發展中國家(地區)。ISAAC采用統一問卷方式對我國北京、上海、重慶、廣州、烏魯木齊、香港和臺北13~14歲兒童的調查顯示,香港、臺北兒童花粉癥患病率分別為24%和12%,高于大陸其他5個地區(5%~10%)。本研究的目標人群———北京市海淀區醫療保險的參保人群中沒有包括兒童和青少年,因此所得相關性結果是以該人群特殊的人口學特征為前提的,若以全人群為研究對象,得到的結果可能會有所不同。在夏秋季花粉高峰期內,北京市海淀區變應性鼻炎醫療保險參保人群的就醫人次與空氣花粉濃度的相關性高于其他4種疾病,可能與鼻部特殊的解剖位置使其最先也最易接觸到花粉等過敏原的刺激有關。在臨床上,變應性鼻炎往往是花粉過敏癥病人的首發癥狀,病人在發病初期可有數年甚至數十年的過敏性鼻炎等過敏病史,然后逐漸累及下呼吸道而引起哮喘的癥狀。此外,由于直徑在10μm以上的顆粒物有95%能被鼻毛和鼻腔結構阻留而沉積在鼻腔內,而花粉顆粒的直徑一般都大于10μm。因此,吸入的花粉顆粒大多沉積在鼻腔內亦可能是變應性鼻炎與空氣花粉濃度的相關性高于其他疾病的原因之一。與夏秋季不同的是,北京市海淀區春季醫療保險的參保人群變應性鼻炎就醫人次與空氣花粉濃度的相關并無統計學意義,其可能的原因:(1)北京地區夏秋季花粉主要為牧草、雜草花粉,如蒿屬、豚草、藜科等,花粉顆粒抗原的致敏性較強,故夏秋季空氣中的花粉成為變應性鼻炎發病的主要因素,因此北京市海淀區夏秋季花粉濃度與同期變應性鼻炎就醫人次間有較強的關聯。而春季北京的花粉主要為樹木花粉,如柏樹、楊樹等,花粉顆粒抗原的致敏性較弱,同期變應性鼻炎的發病可能受其他常年性過敏原(如室內塵土、塵螨等)的影響更大一些,因此北京市海淀區春季花粉濃度與同期變應性鼻炎就醫人次間的相關性較弱;(2)真正引起過敏性疾病致敏的是花粉顆粒中的花粉抗原,而花粉抗原的釋放過程是溫度、時間和pH值的激發過程,氣象因素和空氣污染物在其中發揮著重要作用。北京春季和夏秋季的氣溫、濕度等氣象因素及空氣污染物濃度、成分有所不同,故不同季節中花粉抗原釋放的規律亦有所不同。若花粉抗原的釋放時間與花粉顆粒的飄散時間不一致,就可能降低疾病就醫人次與花粉顆粒濃度的相關性。2.3t