1990～2019 年中国室内固体燃料导致的脑卒中疾病负担

石宇婧,薛 源,李 萌,程晓鸥,邓启红 (郑州大学公共卫生学院,河南 郑州 450001)

脑卒中,或称中风,是一种急性脑血管疾病,具有高发病率、高死亡率、高复发率和高致残率的特点[1].据世界中风组织(WSO)统计,脑卒中是全球第二大死因和第三大早死和伤残原因[2].脑卒中目前是我国居民的第一位死亡原因,而且患病率持续增加[3-7].中国脑卒中患者平均发病年龄为65岁,早于发达国家的平均水平(75 岁)[5].此外,我国人口老龄化进程持续加快,2021 年中国65 岁及以上的人口超出2 亿人,占总人口的14.2%[8].预计到2057年,中国65岁及以上的人口将占总人口的32.9%～37.6%[9].该人口结构的变化可能导致老年群体中脑卒中疾病负担的逐渐增加.

既往研究证据表明,大约90%的脑卒中可以归因于可改变的风险因素,如吸烟、体力活动不足、高体重指数、饮食不良和空气污染[1,10-11].目前,人们关注的重点是城市大气污染和居民健康问题,控制措施也主要针对城市排放源[12-15].相比之下,民用固体燃料(煤和生物质)使用导致的污染排放,其对区域大气和室内空气的污染以及对居民健康的危害研究较少.据估计,由固体燃料燃烧引起的家庭空气污染(HAPSF)每年造成280 万人死亡[16].2013 年我国家庭(农村为主)固体燃料燃烧等因素导致的室内空气污染对心血管健康的危害仅次于室外空气污染[17-18].因此长期暴露于HAPSF 可能同样会加剧脑卒中等其他健康问题出现的风险.

由于我国对于归因于HAPSF 脑卒中疾病负担研究较少,本研究基于全球疾病负担(GBD 2019)数据库,对1990～2019 年中国归因于HAPSF 脑卒中疾病负担及其变化情况进行分析,并预测未来5 年我国HAPSF的脑卒中疾病负担发展趋势,为中国室内空气污染与脑卒中相关医疗卫生政策的制定提供参考.

1 资料与方法

1.1 数据来源

本研究中所有数据均来源于GBD 2019 数据库.GBD 2019 数据库采用统一的方法对全球204 个国家和地区的369 种疾病、87 种危险因素进行了疾病负担评估.数据来源、估算过程和其他详细信息可见已发表的GBD 系列研究[3].

1.2 疾病负担评估指标

本研究将疾病结局确定为脑卒中,风险因素为HAPSF,选择死亡人数、伤残调整寿命年(DALY)、死亡率和DALY 率为分析指标,基于人口标准年龄结构,使用年龄标准化后的归因死亡率和DALY 率来表示各年龄段、性别以及不同社会人口指数(SDI)地区的疾病负担差异.

1.3 统计分析

利用Excel2019 建立1990～2019 年中国归因于室内固体燃料燃烧HAP 脑卒中疾病负担数据集.采Joinpoint Regression Program 5.0 软件计算1990～2019 年中国HAPSF 脑卒中疾病的标化死亡率和标化DALY 率的年度变化百分比(APC)和平均年度变化百分比(AAPC)并分析其变化趋势.Joinpoint 软件通过分析区段的年百分比变化(APC)的95%置信区间(95%CI)判断该区段变化是否有统计学意义.若APC 及AAPC 的95%CI 的上限和下限均>0,则表示该区段呈上升趋势,反之呈下降趋势.此外,为了使模型的解释效果最佳,该软件还会选择连接点数量最少的情况,从而在避免过拟合的同时,确保捕捉到数据中真实、有统计学意义的趋势变化[19-21].

利用R 语言中的“forecast”、“tseries”包中的“auto.arima”等函数实现对“自回归整体移动平均模型”(ARIMA)模型的构建.其次,根据赤池信息准则(AIC)和贝叶斯准则(BIC)筛选最优模型类型及参数.最后对模型的残差序列进行Ljung-Box 检验,若P>0.05,则通过检验,提示为白噪声,ARIMA 模型拟合度较好,否则重新建模.预测得到2020～2024 年中国归因于 HAPSF 脑卒中的标化死亡率和标化DALY 率.

2 结果

2.1 中国与全球归因于HAPSF 的脑卒中疾病负担

2019 年中国归因HAPSF 脑卒中标化死亡率为高于全球水平(7.41/10 万vs 6.88/10 万);但标化DALY 率低于全球水平(163.08/10 万人年vs 177.51/10 万人年).1990～2019 年中国归因HAPSF脑卒中标化死亡率和标化DALY 率呈下降趋势,总体高于全球水平(图1).

图1 1990～2019 年中国和全球归因于HAPSF 脑卒中疾病负担变化趋势Fig.1 Trends in disease burden of stroke attributed to HAPSF in China and globally,1990～2019

2019 年全球归因于HAPSF 疾病负担指标从高到低排位对应的地区分别是低、低中、中、中高、高SDI(归因标化死亡率:28.86/10 万、17.89/10 万、6.99/10 万、1.79/10 万、0.02/10 万;归因标化DALY率:857.14/10 万、561.17/10 万、254.22/10 万、/10万、42.12/10 万、0.63/10 万)(表1).1990～2019 年,各个SDI 国家的归因标化死亡率和归因标化DALY率呈下降趋势.前十余年中,中国的归因疾病负担高于中SDI 国家,但在近十余年,中国疾病负担几乎与中SDI 国家变化趋于一致(图2).

表1 1990 与2019 年不同SDI 地区归因于HAPSF 的脑卒中疾病负担Table 1 Disease burden of stroke attributed to HAPSF in different SDI regions in 1990 and 2019

图2 1990～2019 年不同SDI 地区归因于HAPSF 的脑卒中疾病负担变化趋势Fig.2 Trends in disease burden of stroke attributable to HAPSF in different SDI regions, 1990～2019

2.2 1990～2019 年中国归因于HAPSF 脑卒中疾病负担变化趋势

1990～2019 年我国归因于HAPSF 脑卒中标化死亡率和标化DALY 率总体呈下降趋势.AAPC 分别为-6.56[95%CI(-6.86,-6.25)] 和-6.53[95%CI(-6.73,-6.32)].标化死亡率在2004-2007 年下降幅度最大,归因标化DALY率在2004-2008年下降幅度最大,APC 分别为-9.73[95%CI(-12.49,-6.89)]、-9.62[95%CI(-10.94,-8.29)](表2).

表2 1990～2019 年中国归因于HAPSF 脑卒中疾病负担变化趋势的Joinpoint 分析Table 2 Joinpoint regression analysis of trends in disease burden of stroke attributed to HAPSF in China

2.3 中国不同年龄段和性别归因于HAPSF 脑卒中

疾病负担相较于1990 年,2019 年各年龄段归因于HAPSF 脑卒中标化死亡率和标化DALY 率明显降低(表3).1990～2019 年男性和女性归因于HAPSF脑卒中标化死亡率和标化DALY率随着年份增加而减少(图3).2019 年我国归因于HAPSF 标化死亡率和标化DALY 随着年龄的增长而增加,在85～89 岁达到峰值,并且该年龄段男性疾病负担明显高于女性,在60～89 岁区间的增长趋势尤为明显(图4).

表3 1990 与2019 年中国不同年龄段归因于HAPSF 脑卒的疾病负担Table 3 Disease burden of stroke attributable to HAPSF in different age groups in China, 1990 and 2019

图3 1990～2019 年中国不同性别归因于HAPSF 的脑卒中疾病负担Fig.3 Disease burden of stroke in different genders in China,1990～2019

图4 2019 年中国不同年龄组归因于HAPSF 的脑卒中疾病负担Fig.4 Disease burden of stroke attributable to HAPSF in different age groups in China, 2019

2.4 2020～2024 年中国归因于HAPSF 脑卒中年龄

标化死亡率和标化DALY 率ARIMA 模型拟合优度统计量及残差序列白噪声检验(表4).根据ARIMA 预测模型得到2020～2024 年我国归因标化脑卒中死亡率呈逐年下降趋势,归因标化DALY 率呈逐年下降趋势.标化死亡率由2019 年的7.41/10 万降至2024 年的2.79/10 万,减少了62.34%.归因标化DALY 率由2019 年的163.08/10万人年降至61.80/10 万人年,下降了了62.10%.男性和女性标化死亡率和归因标化DALY 率在未来5 年呈下降趋势,但男性疾病负担高于女性(表5).

表4 2020～2024 年中国归因于HAPSF 脑卒中疾病负担的ARIMA 预测模型检验结果Table 4 Results of the ARIMA prediction model test for the burden of stroke attributed to HAPSF in China, 2020～2024

表5 2020～2024 年我国归因于HAPSF 的脑卒中疾病负担预测情况Table 5 Projections of burden stroke attributed to HAPSF in China, 2020～2024

3 讨论

本研究发现,1990～2019 年中国HAPSF 脑卒中标化死亡率和标化DALY 率呈下降趋势,2019 年我国标化死亡率达7.41/10 万,高于全球水平,说明我国脑卒中防控形势依然严峻.自20 世纪80 年代以来,中国城镇化的快速发展导致民用固体燃料使用比例下降,但多数农村家庭的空气颗粒物(PM)和多环芳烃(PAHs)水平超过了世界卫生组织和国家标准,尤其在北方的供暖季节[22-24].根据全球疾病负担研究报告,2016 年中国使用固体燃料造成的家庭空气污染导致约103 万人过早死亡[25].近十余年我国归因于HAPSF 脑卒中疾病负担从高于中SDI 国家逐步向中SDI地区靠拢.相较于1990 年,2019 年标化死亡率下降了86.12%,标化DALY 下降了85.97%.Joinpoint 回归分析结果显示,1990～2019 年中国HAPSF 脑卒中标化死亡率在2004～2007 年下降幅度最大(APC 为-9.73),标化DALY 率在2004～2008年下降幅度最大(APC 为-9.62).这些改变说明中国在降低HAPSF 所导致的脑卒中疾病负担方面取得了明显的进步,这可能与我国的室内燃料由不洁燃料向清洁燃料的转变、居民生活条件的改善、健康意识的转变和国家政策的实施等因素相关[26].

性别和年龄是影响脑卒中疾病负担的重要因素.本研究发现,过去三十年男性HAPSF脑卒中标化死亡率和标化DALY 率均高于女性.这一发现与归因室内细颗粒物PM2.5心血管疾病负担结果高度一致[27-28].然而这种性别差异并非完全符合预期,一般而言,由于女性在家庭中参与烹饪活动的频率更高,因此她们接触到的室内来源于固体燃料燃烧的空气污染的风险通常更大.然而,实际结果却显示,男性的脑卒中疾病负担更高.此外,研究发现在25～89 岁HAPSF 脑卒中标化死亡率和标化DALY 率随着年龄的增长而增加,并且 50 岁左右,男性和女性HAPSF 脑卒中的标化死亡率和标化DALY 率的上升趋势开始加快,并且在在85～89 年龄段达到最大值,男性疾病负担明显高于女性,在≥89 岁人群中反而下降.这可能是生理差异和环境因素共同作用的结果[29].首先生理差异可能起到了关键的作用.女性体内分泌的雌性激素具有保护心血管系统的作用,男性则缺乏这种保护,而大多数女性在45～50 岁左右出现绝经的生理现象,其体内雌激素水平的变化可能是增加脑卒中疾病负担的重要因素之一[30].其次,环境因素,特别是后天生活方式的影响也不可忽视,男性则可能会接触更多的心血管疾病危险因素,如过度饮酒､吸烟､高盐饮食以及高胆固醇饮食[31].此外,≥89 岁人群相对于其他年龄段人群体质更差,更容易患其他疾病死亡.这些结果强调了男性和老年人群是HAPSF 脑卒中疾病的高危人群.在中国开展的一项大规模横断面研究发现,对于老年人群来说,使固体燃料烹饪和取暖显著增加了心血管疾病和全因死亡的风险[32].这种增加的风险与老年人群的免疫力相对低下、健康观念落后以及暴露时间较长等因素有关[33-34].中国正面临着老龄化问题的进一步加剧,这将使老年人脑卒中疾病负担持续上升.因此需要对此问题进行更深入的研究,并采取适当的预防和应对措施.首先应该加强对老年脑卒中患者的健康教育,提升健康观念,了解HAPSF暴露的危害以及如何避免.其次,改善老年人群的基础生活设施是至关重要的.例如,提供更清洁的烹饪和取暖方式,以减少她们接触到的室内空气固体燃料燃烧而产生的污染.最后,应重视老年脑卒中患者的长期跟踪和定期复查,以早期发现和处理可能的健康问题.

根据预测模型结果显示,未来五年我国HAPSF引发的脑卒中疾病负担呈下降趋,这一积极趋势反映了我国在室内清洁燃料转变方面取得了显著成效.政府近年来推行了一系列政策措施,包括提供财政补贴促使家庭更换清洁燃料、加强室内空气质量的法规监管,以及推广公众健康教育等[24].这些政策旨在减少使用煤炭、木材和其他高污染燃料,转而使用天然气、电力或可再生能源.除了这些政策外,居民生活条件和健康意识也在逐步增强.更多的家庭选择了装配有空气净化器的住房,同时公众通过各种渠道,如健康讲座､社交媒体和学校教育,更加了解到室内空气质量对健康的重要性.然而,尽管总体趋势是积极的,但未来男性HAPSF 引发的脑卒中标化死亡率和DALY 率仍高于女性.这可能与男性更高的吸烟率、不良生活习惯和职业暴露有关[22].因此,尽管我国在降低HAPSF 脑卒中疾病负担方面取得了一定成效,但仍需要针对性别差异制定更具针对性的政策和措施.这可能包括针对男性群体的健康教育和宣传,以及在工作环境中实施更严格的空气质量监控和管理.

本研究聚焦于中国由家庭空气污染源(HAPSF)引发的脑卒中疾病负担.综合分析了1990～2019 年间的疾病负担变化,并对未来5 年的发展趋势进行了前瞻性预测.然而,本研究亦存在一些局限性:首先,由于数据来源的详细度不足,本研究对中国及其各省份的疾病负担进行的分析可能无法准确反映中国内部的差异性.其次,本研究聚焦于HAPSF的独立效应,然而现实情况往往更为复杂.室内空气污染常与众多危险因素共存并且存在联动效应,例如细颗粒物(PM2.5)的环境污染和吸烟等危险因素.

4 结论

1990～2019 年我国HAPSF 导致的脑卒中疾病负担高于全球水平,但呈下降趋势.2019 年我国归因于HAPSF 的脑卒中疾病负担随年龄增长而升高,85～89岁达到顶峰,男性疾病负担高于女性.未来5年我国HAPSF 脑卒导致的中疾病负担呈下降趋势,但男性仍高于女性.建议采取有效措施进行干预,特别是针对男性和老年人群,进一步降低HAPSF 导致的脑卒中疾病负担.