儿童急性中耳炎与环境气象因素的相关性研究

王新兰王梅徐百成王金艳钟翠萍

1中国人民解放军联勤保障部队第九四〇医院耳鼻咽喉头颈外科（兰州730050）

2宁夏医科大学临床学院研究生院（银川750004）

3兰州大学第二医院耳鼻咽喉头颈外科（兰州730030）

4兰州大学大气学院（兰州730000）

急性中耳炎（acute otitis media，AOM）是中耳黏膜急性感染性的炎症，病变主要发生在鼓室，如果治疗不及时可能造成鼓膜穿孔，听力下降，甚至迁延不愈为慢性化脓性中耳炎[1]，给患儿及家长带来较重的负担[2]。该病在儿童中发病率很高，一个重要原因是儿童咽鼓管具有短、平、宽的解剖特点，不恰当的喂养方式，奶液或者是一些水逆流到中耳腔，导致感染。另一个原因是儿童身心发育不全、免疫力不高导致AOM的发生。

越来越多的流行病学证据表明，环境空气污染程度越高，儿童患AOM的风险越高[3]。因此，探寻AOM的发病规律，早期进行预防及治疗具有重要意义。本研究旨在了解儿童AOM的发病特征，并进一步探讨环境气象因素与儿童AOM发病之间的关系，为早期预防及干预治疗提供有效的依据。

1 资料和方法

1.1 临床资料

儿童AOM信息资料从中国人民解放军联勤保障部队第九四〇医院、兰州大学第二附属医院信息中心调取2015.1.1-2017.12.31日每天在耳鼻咽喉科门、急诊就诊，诊断为AOM患者的就诊信息，为了避免重复计数，每个患者每天仅使用一次就诊作为每日就诊计数，剔除初次就诊后2周内随访的患儿。所有就诊的患儿均由具有丰富经验的医师根据病史较短，多继发于上呼吸道感染，临床表现为发热、烦躁不安、哭闹、持续性耳痛、鼓膜穿孔流脓后耳痛缓解，电耳镜检查发现鼓膜炎性充血、外凸，鼓膜标志消失、紧张部破溃，鼓膜穿孔后见脓性分泌物等的情况确诊为AOM[4]。纳入标准根据国际疾病诊断分类标准ICD-10(H66.902、H66.001、H65.104)，排除分泌性中耳炎（根据患儿病程较长，多以耳闷、听力下降为主要症状，耳痛呈间断性，较轻，甚至无耳痛等临床表现，并结合电子鼻咽镜检查、声导抗检查等可排除分泌性中耳炎）、慢性化脓性中耳炎（根据患儿流脓症状持续时间长、鼓膜穿孔、听力下降及病程超过2-3月即可排除慢性化脓性中耳炎）和中耳胆脂瘤（根据患儿症状、影像学检查即可排除）。

1.2 环境气象资料

选取同期环境气象资料，大气污染资料来源于兰州市生态环境局监测总站，包括2015.1.1-2017.12.31的AQI，PM2.5、PM10、CO、NO2、SO2、O3。气象数据包括从兰州市气象局气象科学数据共享中心收集的兰州站每日定时观测资料，包括平均气温(T，℃)、相对湿度(RH，%)、气压(P，hPa)、风速(W，m/s)等。原数据为每日24次整时观测值，通过计算每小时平均值获得每日值，其中O3为8小时平均值。

1.3 统计学方法

应用SPSS24.0软件进行统计学分析，率的比较采用c2检验。环境气象因素与日就诊人数的相关性采用Spearman相关分析，P＜0.05为差异有统计学意义，P＜0.01为差异有显著意义。分别对当日、单日滞后1-6d、累积滞后1-6d环境气象指标与日就诊人数进行统计分析。定义单X日AQI为Lx，累积X日AQI为L0-x，其余6项污染物指标及气象指标同前。

2 结果

2.1 儿童急性中耳炎的发病特点

2015.1.1 -2017.12.31期间，两所三甲医院因AOM就诊患儿共计8381例，其中男性4841例(57.76%)，女性3540例(42.24%)，男性就诊人数是女性的1.37倍；2015、2016及2017年AOM就诊人数分别为2576、2934和2871例，三年就诊人数无统计学差异(P=0.818，c2=1.244)。每年就诊情况均在12月份达到高峰，8月份最少，2月份次之，详见图1。

图1 2015-2017年不同月份儿童急性中耳炎就诊情况Fig.1 Visits of acute otitis media in children in different months,2015-2017

季节分布显示（图2），春秋季节就诊人数最多，夏季就诊人数明显少于其他季节（P＜0.05,c2=8.238）其他三季节无明显差异(P＞0.05，c2=2.408)。(根据我国气象划分法，设定春季为每年3～5月份、夏季为6～8月份、秋季为9～11月份、冬季为12月份～次年2月份)。

图2 2015-2017年不同季节儿童急性中耳炎就诊情况Fig.2 Visits of acute otitis media in children in different seasons,2015-2017

年龄分布显示，1岁以内婴幼儿占有一定比例，4岁左右出现第一个峰值，6-7岁出现第二个峰值，4-8岁就诊人数最多，8-9岁就诊量迅速减少，10岁以后逐渐趋于稳定；在不同年龄段，均表现为男性患儿就诊数量均高于女性（P=0.000，c2=12.612）(图3)。

图3 2015-2017年不同年龄段儿童急性中耳炎就诊情况Fig.3 Visits of acute otitis media in children in different ages,2015-2017

儿童AOM日均就诊人数为7.65人，最大为30人，所有不同人群日均就诊人数最小值都为0人，详见表1。

2.2 大气环境因素和气象因素之间的相关性分析

Spearman相关系数表明，大气污染物中，除O3与各污染物均为显著负相关之外，其余污染物之间均为显著正相关，说明大气成分之间有着较强的相关性。气象要素中，除了相对湿度、风速与其他因子存在负相关之外，其余因子之间均为显著正相关。同时还可以看出，气象和大气环境因素变量之间存在相关性，而并非是各自独立的因素。

2.3 儿童急性中耳炎与环境气象因素的相关性

儿童AOM日就诊人数与环境因素间的相关性分析结果表明，儿童AOM日就诊人数与AQI、PM2.5、PM10、CO、NO2、SO2、平均气压存在正相关，与O3、平均气温呈负相关，而与相对湿度、平均风速之间无相关性（r=-0.011，P=0.716；r=-0.057，P=0.061)，详见表3。

2.4 滞后效应分析

通过计算气环境和气象因素与儿童AOM日就诊人数的spearman相关系数确定滞后期，单滞后和累积滞后均选取1-6d。

2.4.1 单滞后效应

表4显示了环境气象因素对儿童AOM日就诊人数的单滞后效应，7项大气因素对AOM患儿的就诊人数均存在单滞后效应，滞后天数主要集中在3-5d。气象因素平均气温的滞后效应最强，其次为平均气压，平均风速的滞后效应相对较弱，而平均相对湿度对AOM患儿无单滞后效应。

2.4.2 累积滞后效应

环境气象因素对儿童AOM日就诊人数的累积滞后效应与单滞后效应一致，但最强滞后天数主要集中在4d（L0-4），具体见表5。

3 讨论

AOM是世界各国儿童的主要健康问题之一。流行病学报道全球超过80%的儿童在3岁前曾罹患中耳炎[5]，其中30%到45%的儿童经历过两次或更多次发作[6]，约61%至75%的儿童在2岁之前经历至少一次AOM的发作[7]。国内外很多研究都表明空气污染物可以增加上呼吸道疾病的发生[8]。上呼吸道，包括鼻子和上呼吸道，在过滤和调节吸入的空气方面发挥着重要作用。鼻子和嘴是吸入空气的主要入口，通过鼻咽相连，鼻咽通过位于鼻咽后部的咽鼓管与中耳相连，这种与中耳的直接联系，创造了空气和中耳之间的联系，因此上呼吸道感染性疾病的增高势必会间接增加AOM的发生。再者儿童由于其身心发育不全、免疫力不高及户外活动等原因易诱发上呼吸道感染，他们比成年人更容易受到空气污染物的影响。

表1 儿童急性中耳炎日就诊人数的基本情况Table 1 The daily number of visits to children for acute otitis media

表2 兰州市2015-2017年环境气象因素的相关性Table 2 Correlation of environmental and meteorological factors in Lanzhou,2015-2017

表3 儿童急性中耳炎日就诊人数与环境气象因素的相关性分析Table 3 Correlation between the daily number of patients in acute otitis media and environmental meteorological factors

在本研究中，我们发现儿童AOM的发病主要集中在学龄前儿童,第一个高峰是在1岁以内，分析原因：一方面可能与母亲产前暴露于户外工业相关污染以及产后暴露于室内装修导致的空气污染有关[9]；另一方面1岁以内的婴幼儿正处于哺乳期，吞咽功能不完善、不恰当的喂养方式会导致婴幼儿频繁呛奶，奶水通过咽鼓管反流至中耳腔，从而引起AOM的发生。此后随着儿童吞咽功能的逐渐完善，发生呛奶的机会减少，因而AOM的发病率有所下降。最近有学者对杭州一家儿童医院2189868名患儿的5447202次门诊就诊情况进行了研究，其中也包含了中耳炎的一些就诊和气象的关联，但是在年龄结构上新生儿比例比较高，和本研究具有差别。其中可能的解释是该研究对象是当地特定的儿童医疗机构就诊的患儿，而我们的研究对象是综合性医疗机构的患儿，在样本选择中存在偏倚，再者甘肃省妇幼保健院主要以诊治儿童相关疾病为主，从临床实践中可以得知新生儿这类人群更多就诊于这样的医疗机构，因而使得就诊人群出现了年龄偏差[10]。1-4岁儿童AOM的就诊量随年龄增大迅速增加，4岁左右出现一个高峰值。可能的解释如下：1.此年龄段的儿童主要在家中抚养，接触污染物的机会相对较少，因而患有AOM的机会相对较低；2.此阶段的儿童随着年龄的增长，从母体获得的免疫逐渐下降，因而AOM的发病逐渐增高；3.4岁左右的儿童刚刚进入幼儿园，接触感冒病菌和病毒的机会大大增加，因而AOM的发病达到一高峰。除女性患儿外，4-5岁患儿AOM的患病率有所下降，可能是儿童在幼儿园环境里逐渐得到了适应。6-7岁是儿童AOM第二个发病高峰年龄段，这一年龄段的儿童从母体获得免疫消失，自身的免疫力下降，外界环境的刺激以及其身心发育不全等原因导致AOM的发病同时达到高峰。8岁以后随着年龄的增加，AOM患儿的就诊量逐渐减少，10岁以后趋于稳定。同时，我们还发现在各个年龄阶段男性患儿均多于女性（P＜0.01），这与陆颖霞[2]等人的研究一致。其一方面可能与男性患儿比女性患儿好动，更喜欢在户外活动，接触污染物的机会较多，且体力消耗更大，更容易疲劳、睡眠不足，而疲劳和睡眠不足都会导致免疫力下降，因而男性患儿比女性患儿更易患AOM。另一方面也可能与西部地区长期存在出生性别比偏高有关。具体是何种因素造成此差异，尚需进一步的大规模流行病学研究。

表4 环境气象因素对儿童急性中耳炎的单滞后效应分析Table 4 Single lag effect of environmental meteorological factors on acute otitis media in children

表5 环境气象因素对儿童急性中耳炎的累积滞后效应分析Table 5 Cumulative lag effect of environmental meteorological factors on acute otitis media in children

季节分布显示，夏季就诊人数明显少于其他三季，可能是夏季雨水较多，鼻腔黏膜湿润，咽鼓管纤毛运动良好，因而AOM的发病率较低。每年冬春季儿童AOM就诊人数较多，12月份达到顶峰，分析原因可能是兰州市PM2.5、PM10、CO和NO2、SO2、O3均呈现冬春季较高、夏秋季较低的特征，可能与不同区域的地貌气象条件、主要污染来源不同有关[11]。兰州市地处西北地区，冬季和春季的空气质量较差，冬季因煤炭燃烧及重工业运作导致污染增加，春季因经常有沙尘暴导致气候条件恶劣，冬季寒冷天气和上呼吸道感染是AOM的危险因素。8月就诊人数最低，一方面是因为6～8月雨水较多，空气质量较好，另一方面是因为8月份正值学生放暑假时期。2月是其次AOM就诊人数最低的月份，这与我们认为的冬春季就诊人数增加的结果恰好相反，原因是通常我国的春节在2月，且这个季节学生刚好放寒假。

本研究主要分析了兰州市儿童AOM与环境气象因素的相关性，结果表明，儿童AOM日就诊人数与环境因子AQI、PM2.5、PM10、CO、NO2、SO2存在正相关，与O3呈负相关。近年来，已有很多研究表明空气污染与儿童中耳炎的发病之间存在相关性[2,12,13]，空气质量的改善能够降低儿童中耳炎的发病率[14]。邓等人[15]研究报道城市空气污染较农村严重，同时得出居住在城市中的儿童AOM的发病率高于农村。Kim等人认为较大的空气颗粒物PM10被鼻粘膜溶解或以其他方式捕获，并被输送到鼻咽后部，要么被吞咽，要么通过咽鼓管进入中耳，或者以咳痰的形式排出[16]。而空气中的其他污染物，如NO2，CO和PM2.5，可以通过鼻咽进入呼吸道和肺部。鉴于鼻咽与中耳的直接联系，这些污染物可能通过咽鼓管逆行入中耳腔，降低粘液纤毛清除功能，进一步影响中耳液引流。动物研究提供的证据表明，空气污染物，如SO2可以损害咽鼓管的粘液纤毛功能，并增加中耳的粘液分泌[17]。同样，流行病学证据也表明O3对人类健康有很强的潜在不良影响，以呼吸症状为主，如呼吸困难、上呼吸道刺激、咳嗽和胸闷等[18]，然而，O3与儿童中耳炎患病率之间的相关性研究目前报道较少，需要进一步的流行病学研究。

我们的研究还发现儿童AOM日就诊人数与平均气温、相对湿度、平均风速呈负相关，与平均气压呈正相关，其中平均风速、相对湿度未通过显著性检验。这意味着温度越低，儿童AOM的就诊率越高。通常温度越低，天气越寒冷干燥，而在寒冷干燥的季节，空气流通不畅，儿童更容易患呼吸系统疾病。此外，我们还发现AOM的发生率与平均气压呈正相关，原因分析为正常咽鼓管的作用是调节中耳气压和引流中耳分泌物，当炎症因子如病毒或细菌病原体、过敏原、以及空气污染物和其他刺激物与鼻粘膜相互作用时，所引起的炎症可使咽鼓管变窄或阻塞，咽鼓管功能不全可导致AOM的发生；当外界气压升高时会引起中耳腔压力升高，从而诱发并加重AOM。儿童AOM日就诊人数与相对湿度、平均风速存在负相关，但未通过显著性检验，可以理解为儿童AOM就诊人数与平均风速、相对湿度无关，这与相关报道结果不一致[1]，对此尚无合理解释，需进一步研究。

单滞后分析结果表明，大气因素对AOM患儿的就诊人数的单滞后天数主要集中在3-5d。其中，PM10的单滞后效应最强（r=0.270）。气象因素平均气温的滞后效应最强（最大r=-0.284），其次为平均气压（最大r=-0.132），平均风速的滞后效应相对较弱（最大r=-0.074），而平均相对湿度对AOM患儿无单滞后效应（P＞0.05）。对于累积滞后效应，AQI、PM2.5、PM10、CO、NO2、平均气压、平均风速均以累积6d相关性最高，SO2、O3以累积4d相关性最高，平均温度以累积1d相关性最高，而平均相对湿度与单滞后效应一致对AOM患儿不存在累积滞后效应。总的来说，大气因素对儿童AOM就诊人数的影响大于气象因素。目前，国内还没有学者分析环境气象因素对儿童AOM的单滞后及累积滞后效应，因此没有数据来证实我们的分析结果，这需要进一步的研究来证明。

中耳黏膜作为上呼吸道的延续，具有真性呼吸道的全部特征。因此，上呼吸道疾病的发生必然会增加AOM的发生。尽管空气污染物引起AOM的具体机制尚不清楚，但动物研究表明，空气污染物可抑制呼吸道上皮的粘液纤毛清除，这可能与中耳粘膜的组织学相似有关。具体发病机制可概括为：1.破坏鼻粘膜上皮屏障，增加污染物与上呼吸道粘膜接触的机会和时间，诱发和加重AOM的发生。2.作为变应原，使变应性鼻炎发病率增高，间接增加AOM的发生。3.增加鼻炎和鼻窦炎的发病率[19]，而鼻窦炎是中耳炎的主要病因之一。4.暴露在空气污染中会导致儿童免疫和炎症功能障碍，并增加过敏性鼻炎的风险[20]。Andrianifahanana等人[21]发现变应性鼻炎患者鼻粘膜炎症、过敏等病变是咽鼓管功能障碍的主要原因，而咽鼓管通气、引流障碍也与AOM的发生有直接关系。

4 结论

兰州市儿童AOM发病具有一定的特点；不同年龄阶段，男性患儿的发病率均高于女性；夏季就诊人数明显低于其他三季，冬季就诊人数最多。

环境气象因素与儿童AOM的发病存在相关性，环境因素对儿童AOM就诊人数的影响大于气象因素。

环境气象因素对AOM发病的影响具有一定的滞后效应，单滞后主要集中在3-5d，累积滞后主要集中在第6d。

5 临床指导

通过本研究我们可以从疾病预防的角度出发，在临床上治疗AOM患者时，可结合患者发病时间与当地近期的空气质量状况进行进一步指导，对空气污染物敏感的患者应提醒其尽量避免在雾霾天气进行户外活动，出门需采取相应的防护措施，并及时清理身上所附带的污染残留物，出现不适症状要及时就诊等，为疾病防治提供依据。同时，我们可以呼吁相关部门采取相应的措施，从而降低疾病的发生率。

总之，引起儿童AOM的原因很多，本研究仅仅是对环境气象因素与儿童急性中耳炎的就诊人数进行相关性分析，关于环境气象因素对于儿童AOM发病的影响，以及与病原体流行趋势的关系，需要进一步深入研究。