环境舒适度与儿童支气管哮喘日门诊人数时间序列关系研究

付桂琴，柳艳香，王亚坤，贾小卫，江滢，谢建辉

《中国防治慢性病中长期规划（2017—2025年）》［1］中提出以提高居民健康水平为核心，坚持预防为主，加强行为和环境危险因素控制，推动由疾病治疗向健康管理转变的指导思想。天气冷暖变化是触发支气管哮喘（简称哮喘）等慢性气道炎症疾病的重要因素［2-3］。研究表明，在温度相对适宜的情况下呼吸类疾病发病或死亡人数最低，随着气温的升高或降低，发病或死亡人数呈上升趋势［4-5］。除气温外，空气湿度对人体温热感也有一定的调节作用［6］。BARRECA［7］分析气候变化对人群健康的影响发现，如果忽略湿度的作用，会低估气候变化的健康效应。石家庄处于华北平原，冬季寒冷干燥，夏季炎热湿润，春秋季冷暖适宜。近年来石家庄儿童哮喘发病率呈上升趋势［8］。本研究以人体对外界温湿环境综合感受的舒适度等级为暴露变量，分析2012—2015年石家庄环境舒适度与儿童哮喘日门诊人数的时间序列关系，目的是探讨环境舒适度对儿童哮喘日门诊人数的影响，为公众和全科医生加强对儿童哮喘的防护和健康管理提供帮助［9］。

1 资料与方法

1.1 纳入标准 （1）年龄≤14岁；（2）呼吸科门诊患者；（3）居住地为石家庄；（4）根据国家疾病分类标准第10版（IDC-10）诊断为哮喘、咳嗽变异性哮喘、慢性哮喘等。

1.2 一般资料 收集2012—2015年河北省儿童医院儿童哮喘门诊的患儿资料，包括年龄、性别、生活所在地、就诊时间、就诊科室、医生诊断等。根据疾病资料信息，结合纳入标准，进行数据质控、统计，建立哮喘疾病研究队列。

气象要素资料：2012—2015年石家庄的日平均气温（T）、相对湿度（RH）、风速（F）、气压（AP）、降水（R）由河北省气象信息中心提供。PM2.5等环境监测数据从2013年开始公开对外发布，因此PM2.5、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）日均浓度资料选取时间为2013—2015年，由河北省环保局提供。

1.3 分析方法 舒适度：基于T和RH建立的舒适度关系式［10］，温湿度指数（THI）=（1.8×T+32）-0.55×（1-RH）×（1.8×T-26），将环境舒适度划分为9个等级，见表1。

1.4 统计学方法 儿童哮喘日均门诊人数按时间序列统计，通过泊松分布的广义相加模型（GAM），分析环境舒适度与儿童哮喘日门诊人数的时间序列关系。利用R 3.4.3和EmpowerStats（网址为http：//empowerstats.com/en/）统计分析软件进行分析［11］。

本文创新点/局限性：

（1）利用人体对环境冷热感受的舒适度等级作为暴露因子，研究气象环境对儿童哮喘疾病的影响，有助于公众和全科医生根据体感舒适度，加强对儿童哮喘防御和健康管理。（2）气温、湿度均有明显的日变化和天气过程变化，舒适度等级比单一的气温单位变化风险更易被公众感受和实际应用。（3）疾病数据来源于一家医院，可能有局限，没考虑寒暑假儿童生活环境、活动变化的影响，有可能造成偏性。

表1 环境舒适度等级、指数范围及体感舒适度Table 1 Somatosensory comfort level，index range and degree of feeling

以儿童哮喘日门诊就诊人数为响应变量，舒适度等级为暴露变量，通过Spearman秩相关分析，选择各气象要素中和儿童哮喘门诊人数相关通过P＜0.05的因子，入选广义相加模型（GAM），采用平滑样条函数控制年变化（Year）、季节效应（Season）、节假日（Holiday）效应，消除F、AP和大气污染物PM2.5、SO2、NO2浓度对儿童哮喘的混杂影响，计算相对于舒适，其他冷不舒适（清凉、偏冷、寒冷、极冷）、热不舒适（温暖、偏热、闷热、极热）对儿童哮喘门诊人数的相对危险度（RR）及95%可信区间（95%CI）［12-13］。根据赤池信息量（AIC）最小准则，确定入选各因子的自由度（df）及最佳滞后时间。对儿童哮喘门诊人数按男、女性别和0～6岁学龄前、7～14岁学龄儿童进行分层分析，并分析舒适度0～5 d滑动平均滞后Lag0～Lag5效应。

2 结果

2.1 日均门诊人数、气象要素及环境污染 按照研究对象纳入标准，最终入选儿童哮喘门诊患儿38 429人次，其中男27 088人次，女11 341人次；0～6岁32 396人次，7～14岁6 033人次。儿童哮喘日均门诊人数（28.2±18.1）人次，冬季较多，夏季较少；冬夏气温相差悬殊；2013—2015年大气污染监测，冬季PM2.5浓度较高，其次是秋季（见表2）。

2.2 体感舒适度等级 石家庄体感舒适等级日数占9.2%，体感闷热、极热等级日数占15.3%，体感寒冷和极冷等级日数占24.9%（见表3）。

2.3 体感舒适度对儿童哮喘门诊人数的影响 体感清凉、偏冷、寒冷、极冷对儿童哮喘门诊人数影响的RR（95%CI）依次为1.06（1.00，1.12）、1.12（1.07，1.18）、1.32（1.23，1.41）、1.24（1.15，1.33）。相对于舒适，体感寒冷对男、女、0～6岁儿童哮喘门诊人数增加的风险均居于第一位（见表4）。

相对于舒适，极热不舒适对儿童哮喘门诊人数增加的RR（95%CI）为1.01（0.91，1.12），其他热不舒适未发现风险增加。偏热、极热不舒适对男性儿童哮喘门诊人数增加的RR（95%CI）分别是1.01（0.94，1.08）、1.06（0.94，1.19），极热不舒适对0～6岁儿童哮喘门诊人数增加的RR（95%CI）为1.01（0.90，1.14）（见表5）。

表3 2012—2015年石家庄体感舒适度等级分布Table 3 Percentage distribution of somatosensory comfort grades in Shijiazhuang，2012-2015

表2 石家庄儿童哮喘门诊日均门诊人数及气象要素、环境污染（±s）Table 2 Distribution characteristics of outpatient for childhood asthma，meteorological factors and air pollutants in Shijiazhuang

表2 石家庄儿童哮喘门诊日均门诊人数及气象要素、环境污染（±s）Table 2 Distribution characteristics of outpatient for childhood asthma，meteorological factors and air pollutants in Shijiazhuang

注：T=日平均气温，RH=相对湿度，F=风速，AP=气压，R=降水；SO2=二氧化硫，NO2=二氧化氮

全年（n=38 429）日均门诊人数总人数 25.0±12.5 22.6±9.3 31.1±15.3 35.9±28.7 28.2±18.1 0～6 岁 21.4±12.2 17.4±8.1 25.8±15.2 32.4±28.2 23.8±17.8 7～14 岁 3.7±3.2 5.2±4.2 5.3±4.2 3.5±2.9 4.4±3.8男性 18.1±9.6 15.9±7.0 21.9±11.0 24.9±19.5 19.9±12.7女性 7.6±4.7 7.2 ±3.7 9.9±6.4 12.6±12.0 9.1±7.4气象要素T（℃） 16.2±7.1 26.8±2.5 15.1±6.8 -0.4±3.0 15.2±10.9 RH（%） 46.6±18.4 64.5±15.8 65.5±18.4 54.0±21.2 57.6±20.0 F（m/s） 1.9±0.8 1.6±0.7 1.3±0.7 1.3±0.6 1.5±0.7 AP（hPa） 1 002.5±7.6 993.8±4.1 1 007.7±5.7 1 015.4±5.7 1 004.2±9.8 R（mm） 0.8±3.3 3.1±10.3 1.6±5.8 0.1±0.6 1.5±6.4环境污染PM2.5（μg/m3） 97.1±54.7 73.4±47.4 106.5±95.0 215.0±140.0 117.4±101.6 SO2（μg/m3） 66.0±46.0 28.1±18.7 33.1±31.1 154.8±90.7 67.7±71.0 NO2（μg/m3） 52.6±21.3 33.6±18.4 48.8±30.6 80.1±38.0 52.3±31.7项目 春（n=9 217）夏秋冬（n=8 307） （n=10 173） （n=10 732）

表4 石家庄冷不舒适对儿童哮喘疾病门诊人数的影响〔RR（95%CI）〕Table 4 Relative risk and 95% confidence interval of outpatients with childhood asthma in cold uncomfortable levels relative to very comfortable levels in Shijiazhuang，2012-2015

2.4 儿童哮喘相对危险度滞后效应 冷不舒适对儿童哮喘门诊就诊人数影响在滞后3 d效应值最大。体感偏冷、寒冷、极冷不舒适对儿童哮喘门诊总人数影响的RR（95%CI）依次为 1.15（1.09，1.21）、1.44（1.34，1.55）、1.34（1.25，1.45）；相对于舒适，体感寒冷对男、女、0～6岁儿童哮喘门诊人数增加的风险均居于第一位（见图1，表6）。

热不舒适对儿童哮喘门诊就诊人数影响在滞后3 d效应值最大，偏热和极热不舒适对儿童哮喘门诊总人数增加的RR（95%CI）分别为1.02（0.96，1.08）、1.06（0.94，1.18）,女性儿童偏热不舒适RR（95%CI）1.03（0.93，1.16）；年龄上，相对于舒适，各级热不舒适对7～14岁儿童哮喘门诊人数均有增加的风险（见图1，表7）。

3 讨论

天气冷暖变化是加剧哮喘等慢性气道炎症疾病的重要因素，为评价天气冷热对儿童哮喘的影响，利用体感舒适度指标，定量分析2012—2015年，石家庄环境舒适度与0～14岁儿童哮喘的关系。

2012—2015年石家庄冬季儿童哮喘日均门诊人数为（35.9±28.7）人次，夏季为（22.6±9.3）人次。研究结果显示，冷不舒适对儿童哮喘发病有增加的风险。冷不舒适对儿童哮喘人数影响为主的研究结果与以往降温、寒潮等报道结果相一致［14-15］。CONG等［16］研究表明气温下降与儿童哮喘相关的OR（95%CI）为1.09（1.03，1.15），MÄKINEN等［17］报道也表明低温、低湿与呼吸道疾病增加有关。王敏珍等［18］研究表明低温环境下，湿度越小，气温对呼吸系统疾病的影响越显著，当气温低于12℃，随着气温1℃的变化，其效应值为2.71%，本研究结果与之相一致。体感冷不舒适潜在的天气：一是秋冬季气温下降；二是冷空气影响的降温过程，包括干冷空气影响的低温低湿天气和湿冷空气影响的低温高湿天气。人具有体温自调节功能，当降温超过肺功能所能承受的界限时，则会诱发疾病，同时低温环境，肺功能降低，炎性细胞数量增加容易诱发哮喘［19-20］；干冷空气对呼吸道黏膜刺激易触发疾病；低温高湿环境，适宜与呼吸疾病相关的细菌和病毒的存活和传播［21-22］；XU等［23］分析澳大利亚布里斯班0～14岁儿童哮喘发病情况，发现年龄在10～14岁的儿童最容易受到寒冷影响。胡伟等［24］的研究表明哮喘发病年龄、性别的差异与儿童肺功能因儿童体质、年龄等因素交互影响有关。

表5 石家庄热不舒适对儿童哮喘疾病门诊人数的影响〔RR（95%CI）〕Table 5 Relative risk and 95% confidence interval of outpatients with childhood asthma in heat uncomfortable levels relative to very comfortable levels in Shijiazhuang，2012—2015

表6 与冷不舒适等级相关的儿童哮喘门诊人数影响的相对危险度滞后效应〔RR（95%CI）〕Table 6 Relative risks of childhood asthma associated with different cold uncomfortable levels in lag effects

图1 滞后3 d体感舒适度等级对总人数、男女和0～6岁、7～14岁儿童哮喘门诊人数影响的相对危险度及95%可信区间Figure 1 The relative risk and the 95% confidence interval of 3-day lag in somatosensory comfort level for the total patients，between men and women，and children at 0 to 6 years and 7 to 14 years with asthma

表7 与热不舒适等级相关的儿童哮喘门诊人数影响的相对危险度滞后效应〔RR（95%CI）〕Table 7 Relative risk of childhood asthma associated with different heat uncomfortable levels in lag effects

本研究发现，极热不舒适对儿童哮喘门诊人数也有增加的风险，RR（95%CI）为1.01（0.91，1.12），但热不舒适效应不如冷不舒适效应显著。王敏珍等［18］研究表明低温和高温均增加呼吸系统疾病风险，但低温效应更显著，本研究结果与之相一致。XU等［23］发现高温、低温对儿童哮喘的急性发作均有影响，热天对儿童哮喘的急诊人数有明显影响，本研究极热不舒适天增加儿童哮喘门诊人数的结论与之相一致。热不舒适天气：一是夏季气温回升，二是暖气团影响，春夏过渡季的高温、低湿、干热天气和盛夏高温、高湿、闷热天气。高温刺激迷走神经引发反射性支气管收缩是触发哮喘的一个因素［25］；热不舒适环境有利于空气过敏原如霉菌孢子的增加，诱发哮喘复发；干热天气，空气湿度小，同样刺激呼吸道黏膜易诱发哮喘复发。

体感冷热不舒适对儿童哮喘门诊人数影响均有滞后效应，在滞后3 d效应值基本达到最大。其中体感清凉、偏冷、寒冷、极冷不舒适对儿童哮喘门诊人数增加的RR（95%CI）依次为1.08（1.02，1.14）、1.15（1.09，1.21）、1.44（1.34，1.55）、1.34（1.25，1.45）。偏热和极热不舒适对儿童哮喘发病门诊人数增加的RR（95%CI）分别为1.02（0.96，1.08）、1.06（0.94，1.18）。

以往研究多关注T，最高、最低气温等单一气温指标对呼吸疾病的影响［16，26-27］，也有气温和湿度协同作用对呼吸疾病的影响，研究结果多以气温单位变化的风险来表示。本研究用人体对外界环境温湿度变化的综合感受——舒适度等级作为暴露变量，从对公众服务的角度，舒适度等级变化比单纯的温度单位变化更易被公众感受和应用。依据气象部门未来几天的舒适度预报，利于全科医生对慢性患者健康管理和指导。

本文选用省内最大的三级甲等儿童综合医院数据，但只有一家医院，样本量可能有局限，气象环境数据是本地监测数据日均值，同时没考虑寒暑假儿童生活环境、活动变化的影响，有可能造成偏倚。

综上所述，舒适度等级对儿童哮喘日门诊人数有影响，以冷不舒适等级效应为主，热不舒适等级效应为辅。依据舒适度预报和对儿童哮喘的影响，可为儿童哮喘预防控制提供参考。

作者贡献：付桂琴进行研究设计与实施，撰写论文并对文章负责；柳艳香、江滢参与了研究设计、实施及讨论；王亚坤负责疾病资料收集、质量控制；贾小卫、谢建辉进行数据整理。

本文无利益冲突。