上海市奉賢區氣候因素與心力衰竭患者日急診數量的相關性分析

黃建華,張瓊,馬江偉

臨床研究

上海市奉賢區氣候因素與心力衰竭患者日急診數量的相關性分析

黃建華,張瓊,馬江偉

目的:相關性分析上海市奉賢區氣候因素與心力衰竭急診搶救室患者數(以下代表急診患者數)的關系,為預防和控制心力衰竭發病提供依據。

方法:收集2012-01-01至2014-12-31上海市奉賢區中心醫院急診搶救室心力衰竭每日病例數,共355例,并采集同期氣象和大氣污染資料,進行Spearman相關分析及多元逐步回歸分析。

結果:(1)就診前24 h、48 h及就診后48 h的溫度差、濕度差、氣壓差與心力衰竭日急診數均呈正相關,與就診前48 h溫度差、氣壓差具有極顯著相關性(P<0.001);(2)多元逐步回歸分析顯示最影響急性心力衰竭患者日急診數的氣候因素是日最低氣溫(P<0.05),其次是日平均相對濕度(P<0.05)。

結論:氣溫、空氣相對濕度和氣壓急變顯著提高心力衰竭急診患者數量;日最低氣溫、空氣相對濕度的降低是增加心力衰竭急診數的重要因素。

心力衰竭;氣候因素; 細顆粒物

(Chinese Circulation Journal, 2016,31:989.)

近年來,隨著極端天氣事件頻發,與氣候相關的健康效應越來越受到人們關注[1]。氣候變化使心血管疾病(CVD)就診率上升,其中心力衰竭是CVD死亡的主要病因之一[2,3]。盡管目前心力衰竭治療已有很大進展[4],但心力衰竭急診數量仍很高,長期生存率接近腫瘤患者。大量研究表明氣候變化明顯影響心力衰竭死亡率、住院率、發病率[5-7],以往研究普遍注重分析氣候與籠統CVD相關性,對單一疾病急診數研究較少,且以城市氣象特征為主,受空氣污染因素混雜影響較大,溫室效應明顯,而市邊郊縣地區研究很少,本研究分析3年內上海市奉賢區氣候因素變化與心力衰竭急診數量相關性,為探討郊區氣候因素與心力衰竭關系,預防和控制心力衰竭發病,促進人類健康策略和措施提供理論依據和科學指導。

1 資料與方法

臨床資料:收集2012-01-01至2014-12-31我院急診搶救室心力衰竭每日就診病例數,共355例,年齡為18～97歲,其中男性174例(49%),女性181例(51%)。參照2014中國心力衰竭診斷和治療指南為診斷標準,由臨床醫師根據患者癥狀體征及輔助檢查等確診為心力衰竭,包括慢性心力衰竭急性發作和急性心力衰竭的患者。

氣候資料:包括日降水量、日平均氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫、溫度日較差、日平均相對濕度、日平均氣壓、日最高氣壓、日最低氣壓、日氣壓差、日平均風速、瞬時最大風速、日最小風速、日風速差。

大氣污染資料:包括二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)、粗顆粒物(PM10)為直徑≤10.0 μm、細顆粒物(PM2.5)為直徑≤2.5 μm。

質量控制:本院為本地區唯一的心臟病治療中心。臨床數據由專人負責登記并經審核。氣候因素和空氣污染數據分別來自奉賢區氣象局和奉賢區環境監測站相關部門,具有權威可靠性。

統計學方法:采用回顧性方法收集資料,應用SPSS22.0軟件進行分析。用Spearman相關性分析氣候因素、大氣污染物與急性心力衰竭日急診數相關性,最后以多元逐步回歸分析篩選出最有影響的氣候因素。檢驗水準 P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

氣候因素與心力衰竭日急診數量相關分析:對心力衰竭日急診數與各氣候因素進行spearman相關性檢驗,結果顯示日急診數與日均氣溫(r=-0.095, P<0.01)、日最高氣溫(r=-0.084, P<0.01)、日最低氣溫(r=-0.097, P<0.01)呈極顯著負相關,與日平均相對濕度(r=-0.061, P<0.05)顯著負相關;與日最高氣壓極顯著正相關(r=0.083,P<0.01);與日均氣壓(r=0.076, P<0.05)、日最低氣壓(r=0.067, P<0.05)、日氣壓差(r=0.077, P<0.05)及PM2.5均顯著正相關(r=0.044,P<0.05); 與PM10(r=0.054,P>0.05)、SO2(r=0.055,P>0.05)、NO2(r=0.048,P>0.05)、CO(r=0.032,P>0.05)均正相關,但不顯著。

心力衰竭日急診數量與就診前24 h、48 h及就診后48 h的溫度差、濕度差、氣壓差的關系(表1):以就診當天與前第1天、前第2天的溫度、濕度、氣壓日均差分別作為就診前24 h、48 h的氣候變化,就診當天與后第2天溫度、濕度、氣壓日均差作為就診后48 h氣候變化,進行相關分析。結果顯示心力衰竭日急診數與就診前24 h、48 h及就診后48 h的溫度差、濕度差、氣壓差均呈正相關,且與就診前48小時溫度差、氣壓差具有極顯著相關性(P<0.01)。

表1 心力衰竭患者日急診數量與就診前24 h、48 h及就診后48 h氣候變化相關性

心力衰竭日急診數與氣候因素及大氣污染物之間的相關性分析:氣候因素及大氣污染物之間多數存在顯著正相關性或負相關性,以心力衰竭日急診例數為因變量,將各氣候因素及大氣污染物作為自變量,采用多元逐步回歸分析,篩選影響日急診數的氣候因素(表2),結果發現日最低氣溫、日平均相對濕度是影響心力衰竭急診數的主要氣候因素(P<0.05)。按標準化偏回歸系數作為自變量對因變量的影響大小,則日最低氣溫的影響大于日平均相對濕度。

表2 心力衰竭患者日急診數與氣候因素的多元逐步回歸分析結果

氣溫對心力衰竭日急診數的滯后性影響分析(表3):以上分析顯示日最低氣溫為影響心力衰竭日急診數的主要因素,由于其作用具有滯后性效應,故選當天,滯后1 d,滯后2 d,滯后3 d,滯后4 d,滯后5 d的最低溫度進行spearman相關分析,結果顯示心力衰竭日急診數與滯后5 d以內的最低氣溫均有顯著相關性,與滯后第4 d負相關系數最大。

表3 心力衰竭患者日急診數與日最低氣溫不同滯后天數的spearman相關分析

3 討論

本研究收集2012年～2014年上海市奉賢區逐日氣候因素與逐日心力衰竭急診病例數作相關性分析,顯示氣候因素對心力衰竭急診數有顯著影響,與李延文等[8]研究結果一致。本研究顯示心力衰竭日急診數與短期氣候變化影響有關,與瑞士一跨度為5年的調查統計分析相近似[9]。為排除氣候因素之間互相作用影響,最后篩選出日最低氣溫、日平均相對濕度為最主要因素。以日最低氣溫為代表,得出滯后第4天時對心力衰竭影響較大。

上述分析顯示氣溫與心力衰竭日急診數呈顯著負相關,與先前流行病學研究顯示氣溫導致心力衰竭發病率增高有相似結果[10,11]。香港大學有研究報道一天內溫差與心力衰竭發病有密切關系[12]。其機制較復雜,當氣溫變化時,交感神經系統(SNS)和腎素-血管緊張素系統(RAS)反應性提高,增加心臟負荷[13],誘發心力衰竭發作。且低溫導致皮膚血管收縮,血液粘滯度增強,心力衰竭發病增高[14]。寒冷天氣呼吸道粘膜分泌功能減弱,機體免疫力下降[15],呼吸道疾病多發,誘發心力衰竭發病。

本研究中心力衰竭日急診數與氣壓、氣壓差均呈正相關,這可能因為氣壓升高時常伴隨氣溫下降,導致兒茶酚胺分泌增加,誘發心力衰竭發病。且氣壓變化引起空氣氧含量變化,導致心率相應變化,誘發心力衰竭發病。國內外氣壓與CVD相關性結論有所差異。郭冬娜等[16]認為氣壓與發病率呈負相關。 Danet等[17]認為氣壓為1016 mb時CVD發病率最低。 Ravljen等[18]表示氣壓越低時,急性冠脈綜合征發病率越高。各地研究不相同的原因可能是地理位置,人口種族差異,社會因素等綜合作用所引起。

本研究在空氣相對濕度及變化與心力衰竭日急診數呈負相關性,與郭冬娜等[16]研究較為一致。上海胸科醫院一研究同樣顯示空氣相對濕度變化與心力衰竭就診有密切關系[8]。分析原因為空氣相對濕度較低時,呼吸道粘膜分泌功能減退,纖毛運動減緩,且濕度較低空氣環境中灰塵懸浮顆粒較多,易引起呼吸道感染,肺部血管阻力增高,引起心力衰竭發病。

本研究中氣態污染物和PM10對心力衰竭日急診數有促進作用,但無顯著性,主要考慮研究樣本偏小及臨床資料選擇性偏倚造成可能。結果中顯示SO2、NO2、O3、CO和PM10、PM2.5濃度短期升高均增加日心力衰竭就診,這與先前研究相似[19]。《柳葉刀》一項薈萃分析顯示SO2、NO2、CO、PM10、PM2.5短期濃度升高都會使心力衰竭發病率升高[20]。主要機制為大氣污染物引起肺部炎癥反應,炎癥因子[21]釋放,促使血液高凝狀態,心臟自主神經功能受損,引起心律失常[22],心臟負荷加重。

PM2.5對心力衰竭發病影響更顯著。Francesca等[23]分析心力衰竭發病與當日PM2.5濃度正相關。目前國內外關于PM2.5對心力衰竭急診就診數研究較少,先前研究主要以PM2.5對心力衰竭住院率影響。2009年Zanobetti等[24]發現PM2.5水平升高10 mg/m3,心力衰竭住院率增加1.85%。同樣,羅馬一研究報道PM2.5水平升高10 mg/m3,心力衰竭住院率增加2.38%[25],都反應了PM2.5對心力衰竭有顯著影響。這主要由于PM2.5是細顆粒污染物,更易穿透肺泡進入人體血流,造成心力衰竭發病。

本研究探討心力衰竭日急診數與氣候各因素的關系,一定程度上反映了心力衰竭日發病率與氣候的關系。以急診每日心力衰竭病例數為研究對象,比起以往對CVD住院率和死亡率的研究更具有時間、空間代表性,更能體現氣候因素的直接作用。但本研究尚有不足之處,樣本時間空間跨度不夠大,且現實證明過高過低的氣候因素都會對人體不利,其作用是非線性的,有待進一步分析氣候因素對心力衰竭的精確相關性。

[1] Conti S, Meli P, Minelli G, et al。 Epidemiologic study of mortality during the Summer 2003 heat wave in Italy 。 Environ Res, 2005, 98: 390-399.

[2] Yancy CW, Jessup M, Bozkurt B, et al。 2013 ACCF/AHA guideline for the management of heart failure: a report of the American College of Cardiology Foundation/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines。 J Am Coll Cardiol, 2013, 62: e147-e239.

[3] McMurray JJ, Adamopoulos S, Anker SD, et al。 ESC Committee for Practice Guidelines。 ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure 2012: the Task Force for the Diagnosis and Treatment of Acute and Chronic Heart Failure 2012 of the European Society of Cardiology。 Developed in collaboration with the Heart Failure Association (HFA) of the ESC。 Eur Heart J, 2012, 33: 1787-847.

[4] 沈潞華。 心力衰竭治療的進展。 中國循環雜志, 2004, 19: 153-155.

[5] Loughnan M。 The Impact of "Unseasonably" warm spring temperatures on acute myocardial infarction hospital admissions in melbourne, Australia: a city with a temperate climate。 J Environ Public Health, 2014, 2014: 483785-483792.

[6] Lim YH, Park AK, Kim h. Modifiers of diurnal temperature range and mortality association in six Korean cities。 Int J Biometeorol, 2011, 56: 33-42.

[7] 崔甍甍, 于魯明, 張進軍, 等。 急性心血管疾病發病與氣象因素關系的研究。 中華急診醫學雜志, 2014, 23: 465-469.

[8] 李延文, 談建國, 蔣錦琪。 氣象因素對心力衰竭的影響。 現代生物醫學進展, 2015, 15: 1275-1280.

[9] Stefan G, Claude E, Stefan G, et al。 Impact of weather and climate on the incidence of acute coronary syndromes。 Int J Cardiol, 2007, 118: 36-40.

[10] Gallerani M, Boari B, Manfredini F, et al。 Seasonal variation in heart failure hospitalization. Clinical Cardiology, 2011, 34: 389-394.

[11] Sang HH, Song BG, Na KL, et al。 Relationship of temperature and humidity with the number of daily emergency department visits for acute heart failure: results from a single institute from 2008-2010. Korean J Crit Care Med, 2012: 165-172.

[12] Qiu H, Yu IT, Tse LA, et al。 Is greater temperature change within a day associated with increased emergency hospital admissions for heart failure?。 Circ Heart Fail, 2013, 6: 930-935.

[13] Liang WM, Liu WP, Chou SY, et al。 Ambient temperature and emergency room admissions for acute coronary syndrome in Taiwan. Int J Biometeorol, 2008, 52: 223-229.

[14] Woodhouse PR, Khaw KT, Plummer M , et al。 Seasonal variations of plasma fibrinogen and factor VII activity in the elderly: winter infections and death from cardiovascular disease。 Lancet, 1994, 343: 435-439.

[15] 楊貴芳, 彭文, 趙琴, 等。 心力衰竭免疫學機制及治療的研究進展。中國循環雜志, 2015, 30: 193-195.

[16] 郭冬娜, 王曉卉, 王嶸。 急性心肌梗死的發生與氣象因素的關系探討。 中西醫結合心腦血管病雜志, 2011, 9: 1423-1424.

[17] Danet S, Richard FM, Beauchant S, et al。 Unhealthy effects of atmospheric temperature and pressure on the occurrence of myocardial infarction and coronary deaths。 A 10-year survey: the Lille-World Health Organization MONICA project (Monitoring trends and determinants in cardiovascular disease)。 Circulation, 1999, 100: e1-e7.

[18] Ravljen M, Bilban M, Kajfe?-Bogataj L, et al。 Influence of daily individual meteorological parameters on the incidence of acute coronary syndrome。 Int J Environ Res Public Health, 2014, 11 : 11616-11626.

[19] Changyuan Y, Ailan C, Renjie C, et al。 Acute effect of ambient air pollution on heart failure in Guangzhou, China 。 Int J Cardiol, 2014, 177 : 436-441.

[20] Shah AS, Langrish JP, Nair H, et al。 Global association of air pollution and heart failure: a systematic review and meta-analysis 。 Lancet, 2013, 382 : 1039-1048.

[21] Schneider A, Neas LM, Graff DW, et al。 Research Association of cardiac and vascular changes with ambient PM 2. 5 in diabetic individuals。 Part Fibre Toxicol, 2010, 7: 14.

[22] Luttmann-Gibson H, Suh HH, Coull BA, et al。 Short-term effects of air pollution on heart rate variability in senior adults in Steubenville, Ohio。 J Occup Environ Med, 2006, 48: 780-788.

[23] Francesca D, Peng RD, Bell ML, et al。 Fine particulate air pollution and hospital admission for cardiovascular and respiratory diseases。 JAMA, 2006, 295: 1127-1134.

[24] Zanobetti A, Franklin M, Koutrakis P, et al。 Fine particulate air pollution and its components in association with cause-specific emergency admissions。 Environmental Health, 2009, 8: 3829-3843.

[25] Valeria B, Annunziata F, Massimo S, et al。 Impact of fine and ultrafine particles on emergency hospital admissions for cardiac and respiratory diseases。 Epidemiology, 2010, 21:414-423.

Correlation Study Between Meteorological Factors and the Number of Daily Heart Failure Patients in Emergency Room at Fengxian District of Shanghai

HUANG Jian-hua, ZHANG Qiong, MA Jiang-wei。
Department of Cardiology, Shanghai Fengxian District Hospifal, Shanghai (201499), China

Objective: To analyze the relationship between meteorological factors and the number of daily heart failure (HF) patients for emergency room (ER) visit at Fengxian district of Shanghai in order to provide the experience for prevention and control of HF morbidity。Methods: Daily number of HF patients treated in ER of our hospital from 2012-01 to 2014-12 with corresponding meteorological, air pollution data at the same period were collected and analyzed by Spearman correlation study and multiple stepwise regression analysis。Results:①The differences of temperature, humidity, air pressure at 24-, 48-hour before and 48-hour after ER visit were positively related to the number of HF patients; the number of HF patients was significantly related to the differences of temperature and air pressure at 48-hour before ER visit, P<0.001.②Multiple stepwise regression analysis showed that the most affecting meteorological factor for ER visit of HF patients was the daily lowest temperature, P<0.05, the second factor was the daily average relative humidity, P<0.05.Conclusion: Radical changes of temperature, relative humidity and air pressure elevated the number of HF patients for ER visit; daily lowest temperature and decreased relative humidity were the important factors for elevating the number of HF patients for ER visit。

Heart failure; Meteorological factors; Fine particle

2016-03-23)

(編輯:汪碧蓉)

上海市衛生和計劃生育委員會(面上,201440611)

201499 上海市奉賢區中心醫院 心內科

黃建華 主治醫師 碩士研究生 主要從事心內科方面研究 Email:281284528@qq.com 通訊作者:馬江偉 Email:majiangwei2004@126.com

R541

A

1000-3614(2016)10-0989-04

10.3969/j.issn.1000-3614.2016.10.010