Durham花粉监测与实时自动花粉监测结果相关性分析

欧阳昱晖 张德山 赵丽萍 张 罗*

(1.首都医科大学附属北京同仁医院耳鼻咽喉头颈外科 北京市耳鼻咽喉科研究所 教育部耳鼻咽喉科学重点实验室，北京100730;2.北京专业气象台，北京100089)

近30年变应性鼻炎(allergic rhinitis，AR)患病率逐年增加，空气中致敏花粉导致的花粉症越来越受到关注。美国一项研究［1］表明80% ～90%的儿童及40%～50%的成人过敏性哮喘患者存在花粉过敏反应;荷兰7%的儿童过敏性疾病患者存在花粉过敏［2］;中国近30%的AR的发生是由花粉导致［3］。

致敏花粉主要是风媒花粉，风媒花粉通常颗粒小、产量大，通过风远距离传输，可在空气中大量飘散，引起过敏性结膜炎、鼻炎或者哮喘等临床症状。春秋两季，医院门诊中以过敏症状为主诉的患者显著增多，这些患者的症状严重程度与空气中花粉颗粒的浓度明显相关［4］，因此对大气中致敏花粉种类和数量的监测对于花粉症的临床治疗和防御有重要的作用。

我们在北京城郊各区建立了多个花粉监测站，监测的方法包括传统的重力沉降法(Durham采样器)和半导体激光分辨法(自动实时采样器)。本文分析了2种方法的优缺点以及二者监测结果的相关性。

1 对象与方法

1.1 采样器放置

使用设置在相同地点的2种采样器同时采集北京2012年3月21日至5月30日大气中春季花粉颗粒。

Durham花粉采样器安装在首都医科大学附属北京同仁医院门诊楼5楼楼顶，距地面16 m，每24 h定时更换采样片。自动实时采样器(KH3000-1)同样设置在5楼楼顶，距Durham采样器2 m远，监测起始时间和Durham更换采样片时间一致，计数间隔设定为1次/h。另外5台自动实时采样器分别设置于海淀区、朝阳区、丰台区、顺义区和昌平区的气象站。

1.2 花粉量计算

Durham采样器的采样片经碱性复红溶液染色、显微镜下人工计数，花粉含量单位为粒/1 000 mm3。自动实时采样器测定的24 h花粉量总和为每日花粉量，花粉量单位为粒/m3。

1.3 自动实时采样器工作原理

自动实时采样器采用的是日本大和公司的新一代产品KH3000-1，经过半导体激光从前方波和侧方波分辨直径为25～40 μm的球形颗粒，每分钟空气吸入量为4.1L，吸入口设有除砂设置，常规使用条件为温度5℃ ～35℃，湿度80%以下。系统结构如图1所示。

图1 KH3000-1系统结构图Fig.1 System structure of KH3000-1 automatic pollen monitor

1.4 统计学方法

采用SPSS 16.0统计软件包进行统计分析，相关性分析，相关系数r＞0.50并P＜0.05表示有相关性。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两种采样器春季采集花粉量比较

2012年3月21日至5月30日2种花粉采集器采集到的花粉量如图2，花粉飞散开始时间为3月25日，高峰期在3月29日和5月2日，KH3000-1的测定结果与Durham大致相符，但KH3000-1监测仪在4月中旬(4月6、11、13、16 日)和 5 月中旬(5 月 15、19、24、27日)出现异常高峰，查询当日天气观测结果，与沙尘天气有关。除去异常天气的数据，二者监测的花粉量具有相关性(相关系数r=0.507，P＜0.05)。图3显示了北京东城区春季的花粉种类主要以杨柳科、榆科、柏科、蔷薇科和松科为主，此结果是由Durham采集器分析所得。

2.2 KH3000-1采集器24 h结果分析

我们分析了6个区的KH3000-1采集器24 h的花粉量，发现日高峰主要集中在中午11点至14点(图4)。

图4 KH3000-1采集器24 h花粉量分析Fig.4 24 h pollen concentration of KH3000-1 automatic pollen monitor

3 讨论

花粉变应原是诱发过敏的重要因素之一，以风为媒介的花粉在授粉期可以产生大量的花粉粒子释放和飘散到空气中，特异性体质的个体接触后可产生眼结膜、鼻黏膜、甚至下呼吸道的变态反应性炎性反应，给花粉症患者的生活和工作造成很大影响。及时了解一个地区的花粉飞散量，可以有效提高花粉症患者的生活质量。

空气中花粉浓度监测的工具为花粉采集仪。目前花粉采集的方法主要包括重力沉降法(gravity method)和容量法(volumetric method)2种，采用重力沉降法最经典，也是最经济的仪器是Durham采样器，采集到的花粉沉落在涂有凡士林的载玻片上，玻片染色后显微镜下计数、分类。容量法是指在仪器内配有真空泵，空气中的微粒以一定的速度被抽吸进入采样孔，花粉颗粒被收集。常见的仪器是Burkard采集器，收集的花粉微粒被黏性采样带黏附，然后染色采样带，显微镜下人工计数。

近年日本大和公司推出的KH3000-1自动花粉采样器对容量法进行改善，采用半导体激光的前方波和侧方波的散乱方式，分辨一定范围大小的花粉颗粒，实现了实时花粉监测，大大提高了花粉监测的效率。

我们分析了设置在相同地点、相同采集时间的Durham和KH3000-1采样器采集的花粉量结果，发现二者的花粉开始时间和高峰时段是一致的，但相关性较差(r=0.507)。分析原因如下，①在春季KH3000-1采样器采集的数据中有8 d出现异常高飞散量，调查当日天气状况，均为沙尘浓度较高天气，北京春季风沙天气较多是导致以上结果的主要原因。②两种采样器使用不同的计量单位，Durham采样器为粒/1 000 mm2，KH3000-1采样器为粒/m3。③ 北京春季花粉种类主要以杨柳科、榆科、柏科、蔷薇科和松科为主。其中蔷薇科和松科的花粉颗粒较大，直径超出40 μm以上，不在KH3000-1采样器的采集范围(25～40 μm)，因此无法被计数，也是造成数据不一致的原因之一，排除以上的影响因素可以提高自动花粉监测仪的准确性。

分析各区的KH3000-1采样器24 h的花粉量，我们发现每日花粉飞散高峰主要在中午11点到下午14点，这是由于气象因素造成的，研究［5］证实花粉飞散量与温度相关，温度较高的时候，花粉飞散量大，中午是一日内温度最高时间，日花粉飞散高峰在中午与研究报道一致。另外KH-3000-1采样器数据显示雨天花粉量显著减少，与Durham数据一致，也与其他研究结果［6］相符。

本研究分析了Durham和KH3000-1采样器两种方法的优缺点以及二者监测结果的相关性。Durham采样器操作比较繁复，需要镜检人员有丰富的植物学专业知识，但其优点是可以镜下分辨花粉的种属和飞散量，可以为某一种属花粉敏感患者提供有效的花粉信息，为花粉症季节性发作的防御提供依据。KH3000-1采样器实现了实时花粉计数，可高效地采集花粉，减少了显微镜计数的复杂工作，节省大量时间和体力，缺点是不能分辨花粉的种类，而且KH3000-1采样器受花粉颗粒大小和气象因素的影响。但KH-3000-1采样器实现了实时花粉播报的可能，花粉症患者可以通过网络或电视等媒体随时掌握周围地区的大气花粉浓度，有效预防花粉症的发作频率。两种监测仪监测到的花粉开始时间和高峰时间一致，但KH-3000-1采样器易受花粉颗粒大小和气象因素的影响，结果可出现异常增高或减少。

花粉症的治疗主要包括避开过敏原、药物治疗、特异性免疫治疗和患者教育。临床对于花粉症的治疗主要是药物治疗，治疗重点放在对花粉症症状的控制而忽略了变应原浓度对花粉症症状的影响。有效的利用花粉监测系统将有助于临床提高花粉症的防治水平。

［1］Taylor P E，Jacobson K W，House J M，et al.Links between pollen，atopy and the asthma epidemic［J］.Int Arch Allergy Immunol，2007，144(2):162-170.

［2］Baatenburg de Jong A，Dikkeschei L D，Brand P L.High prevalence of sensitization to aeroallergens in children 4 yrs of age or younger with symptoms of allergic disease［J］.Pediatr Allergy Immunol，2009，20(8):735-740.

［3］王成硕，张罗，韩德民，等.北京地区变应性鼻炎患者吸入变应原谱分析［J］.临床耳鼻咽喉头颈外科杂志，2006，20(5):204-207.

［4］欧阳昱晖，张德山，张罗.春季花粉浓度对过敏性鼻炎患者的影响［J］.中国耳鼻咽喉头颈外科杂志，2011，18(12):628-630.

［5］张姝丽，张德山，何海娟.北京城区花粉含量的天气条件分析［J］.气象科技，2003，31(6):406-408.

［6］Ariano R，Canonica G W，Passalacqua G.Possible role of climate changes in variations in pollen seasons and allergic sensitizations during 27 years［J］.Ann Allergy Asthma Immunol，2010，104(3):215-222.