居住地地理因素与急性高原反应相关性分析*

吴 玉，宋桐林，刘运胜，罗勇军，陈 建

(第三军医大学高原军事医学系军事医学地理学教研室/高原环境医学教育部重点实验室/全军高原医学重点实验室,重庆 400038)

居住地地理因素与急性高原反应相关性分析*

吴 玉，宋桐林，刘运胜，罗勇军，陈 建△

(第三军医大学高原军事医学系军事医学地理学教研室/高原环境医学教育部重点实验室/全军高原医学重点实验室,重庆 400038)

目的 观察平原健康青年男性暴露于高原环境时急性高原反应(AMS)发病情况，探讨青年男性原居住地地理因素与进入高原后AMS症状学评分之间的相关关系。方法 收集6个不同地区青年男性急进高原(海拔3 680 m)时人群的人口学资料，并进行AMS症状评分。将人群根据是否有AMS分为AMS组与对照组，比较两组间各地理因素的情况。将对象原居住地地理因素与AMS发生进行相关性分析，并应用主成分回归分析探讨影响AMS患者的症状学评分的主要地理因素。结果 相关分析显示，除年平均气温和年平均风速与AMS发病无相关关系外，其余8个指标均差异有统计学意义(P<0.05)。经主成分分析确定了3个主成分因素，累积贡献率为81.39%;以AMS评分为因变量经主成分回归分析得到回归方程。结论 来自不同地域的人群，对高原环境耐受能力存在差异，原居住地海拔越低、平均降雨量越大越容易发生AMS。

急性高原反应；地理因素；相关分析；主成分分析

高原环境对人体有较大影响。平原人进入高原后，部分人群会因习服不良发生包括头痛、呕吐、心慌、食欲减退等在内的一系列临床症候群，称为急性高原反应(acute mountain sickness，AMS)。不同地区人群，由于生长环境的不同，对高原的适应能力亦存在差异[1-2]。若能在进入高原前，对AMS的可能性做出预测并采取针对性措施，具有重要意义。作者对294例来自6个不同省市县的青年男性，急进高原后进行观察与AMS症状学评分，并分析AMS发病情况与原居住地地理环境因素之间的相关性。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择四川、重庆、湖北、江西、陕西、云南籍男性青年294例作为研究对象，2012年12月同批次进入海拔3 680 m地区，年龄(18.39±1.31)岁，居住在2 200 m以下地区，均为首次进入高原。

1.2 方法 AMS症状学评分与分度按照军用标准GJB198-91《急性高原反应的诊断和处理原则》进行，根据总计分值将AMS分为4 度：基本无反应(总分小于5分)，轻度反应[头痛(+)或呕吐(+)或总分5～10分]，中度反应[头痛(++)或呕吐(++)或总分大于10～15 分]，重度反应[头痛(+++)或呕吐(+++)或总分大于15]，其中轻度以上被认为是AMS阳性，并将评分结果分为AMS组(AMS评分大于或等于5分或头痛、呕吐症状大于或等于1度)和非AMS组(AMS评分小于5分且无明显头痛、呕吐症状者)。本研究对象共294例，其中AMS组153例(52.04%)，非AMS组141例(47.96%)。根据地理学上将海拔500 m作为定义高原的重要指标，将对象按不同海拔分为地理平原组(海拔小于500 m)和地理高原组(海拔500～2 200 m)。地理气象数据以研究对象户籍所在地市、县级地理信息为准，包括不同地区人群籍贯所在地的地理位置：经度、纬度、海拔高度。不同地区气候数据包括：年平均气压、年平均气温、气温平均年较差、日照时数、相对湿度、年平均降雨量、平均风速，共10个指标。数据来源于中国气象科学数据共享服务网[3]。

2 结 果

2.1 AMS组和非AMS组原居住地地理因素比较 地理位置因素中，AMS组的户籍地的经度、纬度明显高于非AMS组，海拔低于非AMS组(P<0.01)；气象因素中，气温平均年较差、相对湿度、平均降雨量明显高于非AMS组(P<0.01)；日照时数、平均蒸发量明显低于非AMS组(P<0.01)；年平均气温和平均风速差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。

2.2 来自不同海拔地区人群AMS发病情况比较 294例对象来源地海拔分布为20～2 120 m，其中地理平原组182例，地理高原组112例；与地理平原组比较，地理高原组AMS患病例数明显降低，且差异有统计学意义(χ2=67.93，P=0.00)，见表2。

2.3 出生地地理因素与AMS评分的相关性

2.3.1 单变量相关分析 相关分析发现，除年平均气温和平均风速外，其余地理因素均与总评分明显相关(P<0.05)。其中，海拔(r=-0.57)、日照时数(r=-0.28)、平均蒸发量(r=-0.16)与总评分呈负相关，其余与总评分呈正相关，见表3。

表1 AMS组和非AMS组原居住地地理因素比较

表2 不同海拔高度来源人员AMS发生情况比较

表3 出生地地理因素及与AMS之间的相关分析

2.3.2 主成分回归分析 因各地理变量之间有较强的相关性，会导致回归分析具有多重共线性，故采用主成分分析法提取主成分。原始变量经过标准化变换后,依次记为a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8、a9、a10，求相关系数矩阵的特征值和方差贡献率(见表4)。结果表明前3个主成分的累积方差贡献率达81.39%，说明其包含了原指标的绝大部分信息，可以代替原来10项指标对AMS患者症状学评分进行评价。回归分析发现，Z1、Z3与AMS得分明显相关(P<0.01)，Z2与AMS得分无明显相关(P>0.05)，见表5。

表4 相关矩阵的特征根及其方差贡献率

由于主成分是原变量的线性表达,通过计算样本相关矩阵R的特征向量,进而给出前3 个主成分的函数表达式:

Z1=0.39a1+0.28a2-0.44a3+0.09a4+0.38a5-0.33a6+0.29a7+0.29a8-0.32a9-0.21a10

(1)

Z2=-0.01a1-0.49a2+0.09a3+0.53a4-0.29a5-0.26a6+0.35a7+0.39a8+0.22a9+0.03a10

(2)

Z3=0.45a1-0.10a2-0.07a3-0.06a4+0.12a5+0.35a6-0.07a7+0.36a8+0.11a9+0.70a10

(3)

以是否患病作为因变量，3个主成分变量为自变量进行Logit回归分析，得到回归方程为：

Y=0.526Z1-0.031Z2+0.507Z3+0.094(χ2=86.70，P<0.01)，R2=0.26，AdjR2=0.34。

(4)

表5 Logistic回归分析结果

3 讨 论

AMS是指个体从低海拔地区在短时间内进入高海拔地区(海拔高度大于或等于2 500 m)，由于机体缺氧所致的病理生理反应。其发生的影响因素很多，目前认为性别、到达海拔、进入季节、进入速度、方式、心理素质、预防措施等都是其影响因素[4-6]。高原低氧导致人体产生的一系列变化涉及多个系统的相互作用和影响，从而导致AMS发生的复杂性和动态性[7-9]。本研究从地理环境对人体影响的角度，初步探索了人群户籍地地理环境因素与AMS发病情况的相关性，提出高原病易感人群筛选的线索，建立起从生长地域环境、基因多态性、疾病易感性的逻辑关系链，提示来自不同地域的人群，对高原环境耐受能力存在差异，来自我国东部、低海拔、高降雨量地区的人群，可能携带某些疾病易感基因，导致对高原低压低氧环境的不耐受。

人类的疾病和健康状态是基因、环境等因素综合作用的结果[10-11]。我国地域广阔，整个国土面积包含7种自然带及8种气候类型，各区域之间自然地理特征迥异。居住在不同自然区域的人群，由于长期在这样的地理环境中生活，逐渐形成对当地环境的适应能力。在短时间内，未经阶梯习服进入高海拔地区，不同地区人群对高原特殊环境的适应能力表现出显著差异[12-13]。如来自于低海拔地区人群(<500 m)，AMS发病率显著高于来自较高海拔地区人群(500～2 200 m)。经度、纬度、海拔、气温平均年较差、日照时数、相对湿度、平均降雨量、平均蒸发量8个自然地理因素与AMS评分之间呈现相关性。按是否患病分组，结果显示原居住地自然地理因素对AMS的发生具有一定影响。地理位置因素中，AMS组的原居住地的经度、纬度明显高于非AMS组，海拔低于非AMS 组(P<0.01)；气象因素中，气温平均年较差、相对湿度、平均降雨量明显高于非AMS 组(P<0.01)，日照时数、平均蒸发量明显低于非AMS组(P<0.01)。主成分回归分析显示，经度、海拔、气温平均年较差、平均降雨量、平均风速5个因素与AMS发病之间具有密切关系。但由于平均风速在t检验和相关分析中均被排除，出于审慎考虑，应排除平均风速这一因素。

回归分析发现，Z1、Z3与AMS得分明显相关(P<0.01)，Z2与AMS得分无明显相关(P>0.05)。由主成分表达式可知，Z1的表达式中经度、海拔、气温平均年较差这3个变量的系数较大，这3项对Z1起主要作用，且海拔与之成负相关，提示海拔越低的地区，AMS发病率高。气温年较差与Z1成正相关，即气温平均年较差越大的地区，AMS发病率高。根据地理学规律，气温年较差较大是温带大陆性气候的主要特征，山区海拔越高，气温年较差越小。结合本文研究对象籍贯范围，位于长江中下游平原地区的湖北、江西属于中纬度大陆腹地，海拔相对较低，气温年较差较大，与实际AMS发生情况相符。Z3的表达式中，经度、平均降雨量、平均风速这3个指标对其影响较大，且均呈正相关。故Z3再次反映了东部降水较多地区，AMS发病率高。综合上述分析结果，并结合本次研究对象，提示偏东方向的江西、湖北等地区人群AMS发病率较高，海拔较低、平均降雨量较大可能是影响其高原环境耐受力的危险因素。

地理因素之间相关系数矩阵显示，很多指标间有较强的相关性，严重的共线性关系[14]。如海拔与气温、湿度。如采用一般回归分析或逐步回归，会对方程参数的估计带来困难，致使参数不准确，故采用主成分分析法提取主成分，用建立的3个主成分代替原来10 项指标，大大简化了评价体系，并在此基础上进行回归能较好地解决这一问题。当今社会流动性不断加大，原居住地信息可得性较差，而户籍所在地显然是一个对原居住地信息拟合较好的代理指标，不仅准确度高而且便于获得。本文存在一些不足：(1)观察样本较单一，均为青年男性；(2)涉及地域范围仅6个地区，可能存在选择偏倚；(3)对外界环境的研究中，只涉及了自然地理环境部分，而对人群生活的人文环境(如饮食习惯、城乡发展、经济水平等)未作探讨，在今后的研究中可以作进一步分析。

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Correlation between geographical factors of residence and acute mountain sickness*

WuYu,SongTonglin,LiuYunsheng,LuoYongjun,ChenJian△

(TeachingandResearchingSectionofMilitaryMedicalGeography,CollegeofHighAltitudeMilitaryMedicine,ThirdMilitaryMedicalUniversity/KeyLaboratoryofHighAltitudeEnvironmentalMedicineofMinistryofEducation/KeyLaboratoryofHighAltitudeMedicineofPLA,Chongqing400038,China

Objective To investigate the onset situation of acute mountain sickness(AMS) among plain healthy young men exposing to plateau environment and to study the relationship between the geographical factors of original residence place in young males and the symptomatic scores of AMS after entering plateau.Methods The demographic data of young males from 6 different regions when entering into plateau(elevation 3 680 m) were collected and the symptomatic scores of AMS were evaluated.The population was divided into the AMS group and control group according to whether haning AMS.The geographical factors were compared between the two groups.The geographical factors of original residence place and AMS occurrence were performed the correlation analysis.The principal component regression analysis was adopted to analyze the main geographical factors affecting the symptomatic scores of AMS patients.Results The correlation analysis showed that except the annual average temperature and annual mean wind speed had no significant correlation with AMS onset,other 8 indexes had statistical differences (P<0.05).Three principle components were determined through the principal component regression analysis,its cumulative contribution rate was 81.39%,and a regression equation was obtained with AMS score as the dependent variable.Conclusion The ability resistant to plateau environment in the population from different regions is different.The elevation of primary residence place is lower,the mean average rainfall is greater,AMS is easier to occur.

acute mountain sickness;geographical factors;correlation analysis；principle component analysis

� 著·

10.3969/j.issn.1671-8348.2017.07.001

国家自然科学基金青年项目 (41201090)；国家科技支撑计划课题(2009BA185B01)；卫生行业科研专项项目(201002012)。 作者简介：吴玉(1983-)，讲师，硕士研究生，主要从事高原医学地理学研究。△

，E-mail:jchenone@163.com。

R188；R135.6

A

1671-8348(2017)07-0865-03

2016-07-18

2016-11-16)