内蒙古自治区变应性鼻炎高发城市气传花粉及相关因素

邓卓怡，刘晓佳，高子奇，马宾杰，翁兆平，刘戟，宋柏龙，崔晓波，王迎春，刘晓玲

随着社会经济发展速度的日益加快，城市化进程的不断推进，现代化生活方式的深入影响，变应性疾病的患病率逐年升高，已成为严重影响人类健康和生活质量的慢性疾病。在导致变应性疾病的病因中，花粉是一类非常重要的变应原，大量致敏植物的花粉飘散于空气中会引发花粉症，造成对健康的严重危害[1]。近年来内蒙古花粉症患者呈现逐年上升的趋势，尤其是变应性鼻炎(allergic rhinitis，AR)的发病率已远超其他省市，其患病率已达到17.10%，黄花蒿是本地区最主要的花粉变应原[2]。为了探明内蒙古地区气传花粉与变应性鼻炎的关系，为疾病的防控提供依据，本课题组于2017年至2019年连续3年，对内蒙古东、中、西部3个主要AR高发城市的气传花粉进行监测并结合气象信息进行分析。

1 资料与方法

1.1 信息收集

1.1.1 调查地点

分别选择在内蒙古赤峰市赤峰学院附属医院，呼和浩特市内蒙古自治区人民医院和内蒙古医科大学附属医院，鄂尔多斯市鄂尔多斯中心医院，安装统一的花粉采样设备(“Burkard” 7 d孢子捕捉仪，Hirst，英国burkard) 进行取样，要求设备统一安装在4层楼平台(距地面12 m)，周围无高层建筑物阻挡，通风良好。

1.1.2 采样方法

花粉的收集：利用空气抽气法原理，在花粉采集器上有靠发条装置驱动的旋转滚筒(旋转一圈为7 d)，通过随滚筒运行的塑料膜捕获7 d内被黏附的花粉颗粒[3]。每周一1∶00更换采集器中的塑料膜。

镜检、分类、计数：采样后的塑料膜经碱性复红溶液染色，由植物学专业人员使用普通光学显微镜及荧光倒置显微镜对制成的装片进行花粉形态鉴定及数量统计，花粉含量单位为粒/1 000 mm2。花粉类别和种属鉴定参照《中国气传花粉和植物彩色图谱(第二版)》。

1.1.3 气象数据采集

收集2017至2019年同期的呼和浩特市、赤峰市和鄂尔多斯市气象及环境数据。具体数据由内蒙古气象局提供，包括每日平均气温、平均风速、最大风速、平均气压、平均湿度、日降雨量。

1.2 统计学分析

使用 SPSS20.0统计学软件对采集数据进行分析，计数资料采用频数及百分数表示，不同年份及不同地区数据用非参数Mann-WhitneyU检验(2个独立样本)或 Kruskal-WalisH检验(多个独立样本)。花粉数量与日气象数据采用非参数检验，通过Spearman法进行相关性分析。r表示相关性系数，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 三年间花粉装片、种属及总体变化

内蒙古3个中心城市4个监测点于2017至2019年连续3年的3月至10月所采集的花粉共制成装片2 792张，共收集到花粉 567 633粒/1 000 mm2，收集到的花粉能鉴定到科的隶属于12科，包括菊、榆、杨柳、禾本、桦木、松、苋、木犀、藜、柏、胡桃、豆，其中菊科可以鉴定到蒿属。3年中花粉总量前6位依次为：蒿属、榆科、杨柳科、禾本科、松科、桦木科(图1)。其中菊科蒿属的花粉量最高，可达到176 667粒/1 000 mm2，占花粉总量的31.12%，播散期为6—10月，高峰期为8—9月。其次是榆科花粉，达 80 992 粒/1 000 mm2，占全年花粉总量的 14.27%，播粉期为3—5月，高峰期为 3—4月。杨柳科占第三位，花粉含量63 786粒/1 000 mm2，占全年花粉总量的 11.24%，播粉期为3—5月，高峰期为3—4月。上述 3 种花粉为本地区优势气传花粉，合计占全年花粉总量的 56.63%。不同季节气传花粉分布有明显的种属差异，春季多为木本类花粉(桦木科、木犀科为主)；秋季多为草本、灌木类花粉(蒿属、禾本科为主)。从各花粉种属变化的总体情况看，蒿属花粉在3年中有波动，藜科、苋科、杨柳科逐渐减少，而榆科和木樨科逐渐增多。

图 1 2017年至2019年各类花粉总量占比

3年间每年的3—4月和8—9月均出现花粉浓度高峰，每个高峰月份均有一种优势花粉占比较大(图2)。2018年浓度最高峰出现在3月，出现早，持续时间较长(图3)，且其春季花粉高峰期与2017年和2019年有明显差异(3月P=0.029，4月P=0.021)。

图 2 不同花粉高峰月花粉种属占比构成

图 3 2017年至2019年花粉浓度总体变化趋势 Fig 3 Distribution of pollen count in 2017—2019

2.2 三个城市不同监测点花粉构成及变化

不同城市3年间花粉数量及种类比较无明显差异(P>0.05)。进一步对所监测到的花粉种类进行分析发现，蒿属均远超其他种类花粉，3年中占比均在24%以上，蒿属、禾本科、松科、榆科这4种花粉在每个地区均占有较高比例。不同城市甚至同一城市的不同区域，浓度较高的花粉种属排序均存在差异(图4)。4个监测点2017年和2019年总体变化趋势相似，均在春季和秋季出现两个明显的高峰，集中体现在4月中旬和8月末9月初这段时间，秋季浓度高于春季；2018年变化趋势与其余两年有所不同，表现为3—10月监测期间整体花粉浓度均高于其余两年，春季高峰浓度高于秋季(图5)。

图 4 不同监测点花粉种属构成

图 5 2017年至2019年4个监测点花粉变化趋势Fig 5 Pollen change trends at 4 monitoring points in 2017—2019

2.3 三个主要城市气象与花粉相关因素

3个主要城市气象因素统计分析结果显示存在明显差异(P<0.01)，且气象因素与花粉浓度具有相关性，日最大风速、日平均气温与花粉浓度呈正相关(r=0.087,P=0.021;r=0.204,P<0.01)，而日平均气压与花粉浓度呈负相关(r=-0.113,P<0.01)。值得一提的是在春季花粉高峰月，2018年与2017年和2019年气象因素存在明显差异、赤峰与其余两地的气象因素也存在明显差异(表1、2)。

表1 春季高峰月2017年至2019年气象因素差异性Table 1 Difference in meteorological factors betweenthe spring peak months of 2017—2019

表2 赤峰与其余两市气象因素差异性Table 2 Difference in meteorological factors between Chifeng and the other two cities

3 讨论

花粉致敏导致的AR又称为花粉症，大气中花粉高浓度以及特应性患者皮肤黏膜反应性增高，是引起花粉症的主要原因。其原理为花粉壁中存在的可溶性蛋白、糖蛋白甚至是小肽触发致敏[4]，且这些蛋白与多数酶的相对分子质量相似，属于低分子蛋白或糖蛋白(5 000～60 000 g/mol)[5]，其释放的变应原分子会与黏膜接触，进入人体引起敏感个体的抗原抗体反应[6]。随着花粉引起的一系列健康问题的产生，我国北方地区AR患病率逐年攀升，且每年集中时间发病，成为目前广受关注的重要健康问题。做好临床患者规范诊治的同时，关注地区特殊的环境因素，对于疾病的预防和控制会起到非常重要的作用。内蒙古各地区地理环境、经济发展速度以及民族文化差异较大，迄今为止尚缺乏具有较好整体代表性的气传致敏花粉相关研究[7]。本研究选择在内蒙古主要中心城市进行气传花粉监测，结合当地气象信息，希望为明确环境因素对健康的影响以及花粉症的控制提供一定的思路和数据支撑。

内蒙古具有独特的地理环境特点，西部以沙漠为主，人烟稀少，东部与大兴安岭相连，北部拥有我国第二大草原，中西部为城市聚居地，其中呼和浩特、鄂尔多斯、赤峰是全区除去草原和沙漠地带后主要的三大经济文化中心城市，同时也是我区AR高发城市。本研究通过对此三城市进行连续3年的监测，明确了12个科及1个属为本地区主要的气传花粉，与2016年武静等[8]对二连浩特市夏秋季气传花粉致敏性研究、2018年班慧等[9]关于乌海市气传花粉调查等相关研究结果比较，花粉种类相近，高峰期一致，全年均以夏秋季草类植物花粉为主，蒿属花粉为优势气传花粉，既往还有多地的类似研究也得出相同结论：蒿属花粉是内蒙古地区最常见变应原。蒿属植物属于菊科植物，其数量多、分布广，因其花粉在空气中漂浮时间长而具有较高的散播量和致敏性[10-14]。

王晓艳等[11]及刘晓玲等[14]对内蒙古草原地区气传花粉及AR流行病学调查的研究显示蒿属、藜科、禾本科是锡林浩特草原地区最主要的气传花粉，浓度最高峰出现在7～8月份，与内蒙古地区变应性鼻炎患者的主要阳性致敏原一致。本次研究结果为蒿属、榆科、杨柳科是本地区3个城市最主要的气传花粉，本研究结果与王晓艳团队关于草原的研究结果虽略有不同，但结论针对我区不同地理区域的研究可以起到互补的作用。

气象因素与花粉浓度及AR的发病具有相关性，这在国内外很多文献[15-16]上都已得到了证实，王晓艳等[17]2018年在Allergy杂志上发布一篇有关内蒙古锡林郭勒草原花粉调研报道显示，在不同地域，花粉呈现不同的规律，同是锡林郭勒草原，在二连浩特、锡林浩特、多伦等地全年只有一个花粉高峰，而通辽和开鲁等则呈现两个花粉高峰，不同的地域气象因素对于花粉的影响各不相同。本研究结果显示，内蒙古地区日最大风速，日平均气温对于AR患者来说都是不利因素，这两种因素会加速花粉的飘散(r=0.087,P=0.021;r=0.204,P<0.01)；而日平均气压与花粉呈负相关，其升高不利于花粉的传播(r=-0.113,P<0.01)。本研究并未发现其他文献[17]提出的降雨量及日均湿度与花粉的关系，可能是内蒙古地区与其他地区相比属于干燥地区，全年降水少，空气湿度低，所以降水对于花粉的影响在本区并不明显。

通过内蒙古地区3年花粉监测获得的变化趋势可以看出，2018年花粉较其余两年的差异主要体现在春季的高花粉量，对此本研究将3个城市3年间的春季气象信息进行了统计学分析，通过k-w差异性分析看出，2018年春季日均气温显著高于2017和2019年(P<0.01)。日平均温度的升高可能是2018年春季花粉高峰提前到来的主要原因。

不同城市绿化植被情况不同，即使同一城市的不同区域，由于气象因素的微小差异及周边植物、建筑群分布不同，可能导致监测到的花粉存在差别，如同处呼和浩特城市东南和西北两区域的内蒙古自治区人民医院和内蒙古医科大学附属医院监测点，得到浓度较高的花粉种属排序略有差别，内蒙古自治区人民医院为蒿属、榆科、松科，内蒙古医科大学附属医院为蒿属、桦科、藜科。2018年春季内蒙古自治区人民医院的花粉数目远高于同一城市的内蒙古医科大学附属医院，在查阅资料后发现内蒙古自治区人民医院监测点的有效监测范围(2 000 m)内有呼和浩特市最大的以木本植物为主的绿化带，在拥有2018年春季日均气温较高的有利因素时，其木本科花粉显著增长。因此气传花粉监测需要结合监测点附近的植被分布和小气象微环境，才能使监测结论更准确，更有指导意义。

气传花粉监测的目的主要是为健康服务，为花粉症患者提供及时准确的致敏花粉预测预报信息，实现气传花粉变应原的回避。刘晓佳等[18]于2018年在呼和浩特市建立了花粉日播报平台，通过公众媒体平台向花粉症患者推送每日的实时花粉浓度，观察研究发现，AR发病高峰与花粉浓度高峰吻合，最常见的阳性变应原与花粉监测获得的优势花粉种属基本一致，通过花粉播报可以有效地预防部分花粉症患者发病。结合多项研究结果，笔者发现气传花粉监测可以为今后进一步做好相关地区的花粉预警预报，提高花粉症患者的自我防护效果提供研究依据。

本研究通过连续3年的多点花粉监测，获得了内蒙古地区AR主要高发城市气传致敏花粉分布规律以及与气象因素和AR相关特征的关系，为今后花粉预报、城市建设中绿化植物的合理配置以及降低花粉症的患病率提供了一定的地区性数据。