空氣污染與兒童急性呼吸道病毒感染的相關(guān)性研究

李權(quán)恒，高文杰，李金英，史玲艾，郝曉靜，安淑華，葛勝旺

050031河北省石家莊市，河北省兒童醫(yī)院呼吸一科

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·論著·

空氣污染與兒童急性呼吸道病毒感染的相關(guān)性研究

李權(quán)恒，高文杰，李金英，史玲艾，郝曉靜，安淑華，葛勝旺

050031河北省石家莊市，河北省兒童醫(yī)院呼吸一科

【摘要】目的了解空氣污染與因急性呼吸道感染(ARI)住院患兒呼吸道病毒感染的相關(guān)性。方法實(shí)時(shí)記錄河北省石家莊市2014年4月—2015年3月空氣質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù),并收集同期于河北省兒童醫(yī)院因ARI住院的患兒中呼吸道病毒監(jiān)測(cè)陽(yáng)性者，分析空氣污染物與兒童呼吸道病毒感染的相關(guān)性。結(jié)果呼吸道病原監(jiān)測(cè)結(jié)果提示呼吸道合胞病毒(RSV)、副流感病毒3型(PIV-3)為最主要病毒，檢出率分別為25.98%和8.52%。石家莊市調(diào)查期間空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)、PM2.5、PM10的平均值均處于較高水平； PM10濃度最高，PM2.5次之。AQI、PM2.5、NO2、SO2濃度與RSV感染具有相關(guān)性，其中PM2.5濃度與RSV感染關(guān)系最為密切。AQI、空氣污染物濃度與PIV-3感染無(wú)相關(guān)性。結(jié)論RSV、PIV-3是兒童ARI的主要病原。石家莊市空氣污染嚴(yán)重，SO2與住院例數(shù)有關(guān)，PM2.5與RSV感染密切相關(guān)，空氣污染物濃度與PIV-3感染無(wú)相關(guān)性。

【關(guān)鍵詞】空氣污染；PM2.5；兒童；呼吸道病毒

李權(quán)恒，高文杰，李金英，等.空氣污染與兒童急性呼吸道病毒感染的相關(guān)性研究[J].中國(guó)全科醫(yī)學(xué)，2016，19(11)：1259-1262.[www.chinagp.net]

Li QH,Gao WJ,Li JY,et al.Relationship between air pollutants and acute respiratory virus infection in children[J].Chinese General Practice，2016，19(11)：1259-1262.

呼吸道病毒感染是兒童急性呼吸道感染(ARI)最常見(jiàn)原因，隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的進(jìn)展，空氣污染問(wèn)題日益突出，空氣污染是否會(huì)增加兒童對(duì)呼吸道病毒感染的概率，本研究對(duì)河北省兒童醫(yī)院住院的ARI患兒的呼吸道病毒病原進(jìn)行分析，并同期記錄石家莊市空氣污染物濃度數(shù)據(jù)，進(jìn)一步探討空氣污染與兒童呼吸道病毒感染的相關(guān)性，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)道如下。

1資料與方法

1.1一般資料2014年4月—2015年3月在河北省兒童醫(yī)院住院的符合ARI診斷標(biāo)準(zhǔn)的患兒共5 465例，其中男3 513例(64.28%)，女1 952例(35.72%)，男女比例為1.8∶1，年齡1個(gè)月～14歲。ARI符合《諸福棠實(shí)用兒科學(xué)》第7版中的診斷標(biāo)準(zhǔn)[1]。

1.2病例納入和排除標(biāo)準(zhǔn)病例納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)于河北省兒童醫(yī)院住院且診斷為ARI的患兒；(2)1個(gè)月≤年齡≤14歲；(3)患兒在石家莊周邊地區(qū)的居住時(shí)間≥2周。病例排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)年齡<1個(gè)月，或>14歲；(2)在石家莊周邊地區(qū)居住時(shí)間<2周；(3)合并基礎(chǔ)疾病。

1.3標(biāo)本采集及病毒檢測(cè)方法由病理科專業(yè)技師于患兒住院當(dāng)日或次日晨起采集咽拭子標(biāo)本1份，采用直接免疫熒光法檢測(cè)呼吸道病毒病原，包括流感病毒A型(FA)、B型(FB)，腺病毒(ADV)，呼吸道合胞病毒(RSV)，副流感病毒1、2、3型(PIV-1、2、3)，試劑盒購(gòu)自Diagnostic Hybrids，Inc公司，按照說(shuō)明書進(jìn)行操作。≥2種病毒感染為混合感染。具體操作由病理科專業(yè)技師完成。

1.4空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)收集通過(guò)每日登錄中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站官網(wǎng)[2]，記錄當(dāng)日空氣質(zhì)量狀況，以月為單位對(duì)空氣質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)及空氣中PM2.5、PM10、NO2、SO2濃度作為主要統(tǒng)計(jì)指標(biāo)。

2結(jié)果

2.1呼吸道病毒檢出情況5 465例患兒的咽拭子標(biāo)本中有2 346例病毒陽(yáng)性，總陽(yáng)性率為42.93%，其中RSV陽(yáng)性1 517例，PIV-3陽(yáng)性 457例，是最主要的病原(見(jiàn)表1)。

2.2不同年齡組患兒呼吸道病毒檢出情況不同年齡組患兒FA、FB、ADV、RSV、PIV-1、PIV-3的檢出率間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，RSV、PIV-3感染主要集中在≤3歲的患兒(見(jiàn)表2)。

表15 465例患兒呼吸道病毒檢測(cè)陽(yáng)性率及構(gòu)成比(%)

Table1Positiveratesofrespiratoryvirusesof5 465andtheconstituentratio

病毒陽(yáng)性例數(shù)陽(yáng)性率構(gòu)成比RSV151727.7664.66PIV-34578.3619.48FA1643.006.99ADV721.323.07FB631.162.69PIV-1370.681.58混合感染270.491.15PIV-290.160.38合計(jì)234642.93100.00

注：RSV=呼吸道合胞病毒，PIV-3=副流感病毒3型，F(xiàn)A=流感病毒A型，ADV=腺病毒，F(xiàn)B=流感病毒B型，PIV-1=副流感病毒1型，PIV-2=副流感病毒2型

2.3石家莊市AQI及污染物濃度結(jié)果調(diào)查期間石家莊市AQI均值為142.58，PM2.5、PM10、NO2的平均濃度值均超過(guò)了環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)年平均二級(jí)濃度限值(PM2.5 35.00 μg/m3，PM10 70.00 μg/m3，NO240.00 μg/m3)，其超標(biāo)倍數(shù)分別為2.9、2.5、1.2。SO2的平均濃度值為57.40 μg/m3，在年平均二級(jí)濃度限值60.00 μg/m3之內(nèi)，CO的平均濃度值在年平均一級(jí)濃度限值4.00 mg/m3之內(nèi)。不同月份的AQI及各污染物濃度日平均值比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)，12月份普遍較低，4月份普遍較高(見(jiàn)表3)；不同季節(jié)的AQI及各污染物濃度日平均值比較，差異亦均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)，在夏季較低，冬季較高(見(jiàn)表4)。

2.4AQI及污染物濃度與呼吸道病毒感染的相關(guān)性根據(jù)病毒檢測(cè)結(jié)果可看出RSV、PIV-3是ARI住院患兒主要病原，AQI、PM2.5、NO2、SO2濃度均高于正常值，且均有季節(jié)流行性，將AQI、PM2.5、NO2、SO2濃度與住院病例數(shù)、病毒總陽(yáng)性率、RSV陽(yáng)性例數(shù)和陽(yáng)性率、PIV-3陽(yáng)性例數(shù)和陽(yáng)性率進(jìn)行線性相關(guān)分析，結(jié)果顯示PM2.5、NO2、SO2濃度與住院病例數(shù)、病毒總陽(yáng)性率、RSV陽(yáng)性例數(shù)及陽(yáng)性率呈顯著正相關(guān)，AQI與病毒總陽(yáng)性率、RSV陽(yáng)性例數(shù)及陽(yáng)性率呈正相關(guān)，與住院病例數(shù)無(wú)直線相關(guān)關(guān)系。PM10與住院病例數(shù)及RSV陽(yáng)性例數(shù)無(wú)直線相關(guān)關(guān)系，與病毒總陽(yáng)性率及RSV陽(yáng)性率呈正相關(guān)(見(jiàn)表5)。AQI、PM2.5、PM10、NO2、SO2、CO與PIV-3陽(yáng)性例數(shù)及陽(yáng)性率均無(wú)直線相關(guān)關(guān)系。

2.5空氣污染物濃度與兒童呼吸道感染住院病例數(shù)、病毒總陽(yáng)性率及RSV陽(yáng)性例數(shù)和陽(yáng)性率的關(guān)系多元線性回歸分析根據(jù)相關(guān)分析結(jié)果，再進(jìn)行多元線性回歸分析(因CO濃度均在參考范圍內(nèi)未納入)，結(jié)果顯示SO2濃度與住院病例數(shù)相關(guān)性最強(qiáng)，SO2濃度每增加10 μg/m3，因呼吸道病毒感染住院病例數(shù)增加37例(回歸方程Y=0.064X1-0.453X2+3.690X3+258.140，X1為PM2.5、X2為NO2、X3為SO2)。PM2.5與病毒總陽(yáng)性率相關(guān)性較強(qiáng)，PM2.5濃度每增加10 μg/m3，因呼吸道病毒感染住院病例病毒總陽(yáng)性率增加23.5%(回歸方程Y=-3.08X1+2.35X2+1.05X3-0.27X4+0.30X5+47.11，X1為AQI、X2為PM2.5、X3為PM10、X4為NO2、X5為SO2)。PM2.5與RSV陽(yáng)性例數(shù)、陽(yáng)性率的相關(guān)性也較強(qiáng)，PM2.5濃度每增加10 μg/m3，RSV陽(yáng)性例數(shù)增加 59例，陽(yáng)性率增加11%(回歸方程分別為Y=-4.454X1+5.906X2+4.260X3-40.861；Y=-0.659X1+1.096X2+0.360X3-10.128，X1為AQI、X2為PM2.5、X3為NO2)。

表2　不同年齡組患兒呼吸道病毒檢出率比較〔n(%)〕

表3　不同月份AQI及各污染物濃度日平均值比較±s)

注：AQI=空氣質(zhì)量指數(shù)

表4　不同季節(jié)AQI及各污染物濃度日平均值±s)

表5　AQI及空氣污染物濃度與RSV感染相關(guān)性

3討論

呼吸道病毒是兒童尤其是嬰幼兒社區(qū)獲得性肺炎(CAP)感染的重要病原[3]。Kwon等[4]對(duì)下呼吸道感染住院患兒進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)RSV是引起兒童住院的最常見(jiàn)病原。劉春艷等[5]對(duì)門診及住院的ARI患兒進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)住院患兒中RSV是最常見(jiàn)病毒，其次是鼻病毒、PIV。Weinberg等[6]對(duì)5歲以下ARI患兒的住院負(fù)擔(dān)進(jìn)行研究，結(jié)果顯示：PIV陽(yáng)性率為6.8%，并且患兒年齡越小，感染越重，平均住院率越高。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)ARI住院患兒最常見(jiàn)的感染病毒是RSV、PIV-3，尤其對(duì)于≤3歲兒童，與上述研究結(jié)果[4-6]一致，提示對(duì)于低齡兒童，尤其是≤3歲兒童，RSV、PIV-3是兩種最常見(jiàn)病原。

隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的進(jìn)展，空氣污染問(wèn)題日益突出，不同學(xué)者對(duì)空氣污染與兒童呼吸道感染關(guān)系的研究結(jié)果不同，Tam等[7]研究結(jié)果顯示，空氣污染可以增加兒童上呼吸道感染門診就診及初級(jí)衛(wèi)生保健咨詢的負(fù)擔(dān)。MacIntyre等[8]對(duì)歐洲十個(gè)地區(qū)同期出生的患兒肺炎、中耳炎、喉炎的患病率與空氣污染物濃度的關(guān)系進(jìn)行研究，結(jié)果提示，空氣污染可增加兒童早期肺炎、中耳炎患病率。胡曉光等[9]對(duì)溫州地區(qū)空氣污染物與兒童呼吸道疾病相關(guān)性的研究結(jié)果顯示，NO2濃度與總門診量及兒童呼吸道感染關(guān)系密切,NO2濃度每上升10 μg/m3,門診總量可能增加3.5%左右,上呼吸道感染增加4%左右,下呼吸道感染病例數(shù)增加8%左右；PM2.5與哮喘急性發(fā)作密切相關(guān),PM2.5濃度每增高10 μg/m3,哮喘急性發(fā)作病例數(shù)可能增加10%。而劉永林等[10]對(duì)煤礦地區(qū)的大氣污染情況與兒童因不同呼吸道疾病住院的相關(guān)性進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)PM10濃度變化對(duì)兒童上、下呼吸道感染的住院情況均無(wú)明顯影響。Vandini等[11]研究發(fā)現(xiàn)在意大利南部RSV流行與溫度及PM10濃度有關(guān)，與PM2.5無(wú)相關(guān)性。Darrow等[12]對(duì)0～4歲兒童持續(xù)監(jiān)測(cè)了18年，結(jié)果發(fā)現(xiàn)臭氧和PM2.5濃度增加，可使嬰幼兒呼吸道感染的概率增加，尤其PM2.5是更有害的物質(zhì)。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)SO2濃度與ARI住院病例數(shù)呈正相關(guān)，PM2.5與病毒總陽(yáng)性率、RSV陽(yáng)性例數(shù)及陽(yáng)性率有關(guān)， PM10濃度與住院病例數(shù)及RSV陽(yáng)性例數(shù)無(wú)關(guān)，與病毒總陽(yáng)性率、RSV陽(yáng)性率有關(guān)，PM2.5、NO2濃度改變對(duì)于RSV無(wú)論是陽(yáng)性例數(shù)還是陽(yáng)性率均呈正相關(guān)，這與PM2.5微粒小，沉降極為緩慢，在空氣中停留時(shí)間長(zhǎng)，飄散的距離遠(yuǎn)，在空氣環(huán)境中可吸附大量有機(jī)物或者微生物，并可直接沉積于肺，對(duì)人體損害更大有關(guān)。本研究結(jié)果提示無(wú)論是AQI還是空氣污染物濃度與RSV感染有關(guān)，而與PIV-3無(wú)相關(guān)性，考慮與RSV病毒致病力較強(qiáng)，多引起下呼吸道癥狀尤其是嬰幼兒喘息，病情較重需住院治療，而PIV-3致病力較弱，多引起上呼吸道感染癥狀有關(guān)。

綜上所述， RSV、PIV-3是ARI住院患兒的主要病原，不同季節(jié)流行的病毒不同。石家莊市空氣污染較嚴(yán)重，調(diào)查期間PM2.5、PM10、NO2濃度均高于國(guó)家規(guī)定的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，SO2接近二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，首要污染物PM10與住院病例數(shù)無(wú)關(guān)，與病毒總陽(yáng)性率和RSV陽(yáng)性率有關(guān)，次要污染物PM2.5與RSV感染有相關(guān)性，與PIV-3無(wú)相關(guān)性。

作者貢獻(xiàn)：李權(quán)恒進(jìn)行研究的設(shè)計(jì)與實(shí)施、資料收集整理、撰寫論文、成文并對(duì)文章負(fù)責(zé)；高文杰、李金英、史玲艾、葛勝旺進(jìn)行研究的實(shí)施、評(píng)估、資料收集；郝曉靜進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析；安淑華進(jìn)行質(zhì)量控制及審校。

本文無(wú)利益沖突。

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(本文編輯：王俊懿)

Relationship Between Air Pollutants and Acute Respiratory Virus Infection in Children

LIQuan-heng,GAOWen-jie,LIJin-ying,etal.

DepartmentofPulmonology,HebeiChildren′sHospital,Shijiazhuang050031,China

【Abstract】ObjectiveTo investigate the relationship between air pollutants and respiratory virus infection in children hospitalized for acute respiratory infection(ARI).MethodsThe data of air quality monitoring in Shijiazhuang in Hebei Province from April 2014 to March 2015 were recorded,and children with respiratory viruses positive among child hospitalized for ARI in Hebei Children′s Hospital were enrolled.Correlation between air pollutants and lower respiratory tract infection in children was analyzed.ResultsThe results of the monitoring on respiratory pathogens showed that RSV and PIV-3 were major viruses with detection rates of 25.98% and 8.52% respectively.During the survey,the average AQI,PM2.5 and PM10 were all at a high level,with PM10 being the highest and PM2.5 being the second highest.The concentration of AQI,PM2.5,NO2 and SO2 had correlation with RSV infection,and the correlation between the concentration of PM2.5 and RSV was the closest.AQI and concentration of air pollutants had no correlation with PIV-3 infection.ConclusionRSV and PIV-3 are major viral pathogens of ARI in children.Shijiazhuang has severe air pollution,and SO2 has correlation with the number of hospitalized patients.PM2.5 has correlation with RSV infection.The concentration of air pollutants had no correlation with PIV-3 infection.

【Key words】Air pollutants;PM2.5;Children;Respiratory viruses

(收稿日期：2015-11-10；修回日期：2016-03-08)

【中圖分類號(hào)】R 122.7 R 517.6

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

doi：10.3969/j.issn.1007-9572.2016.11.006

通信作者：安淑華，050031河北省石家莊市，河北省兒童醫(yī)院呼吸一科；E-mail:mxyz2000@163.com

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