2015～2019年武威市空氣污染物與流行性感冒發(fā)病的關(guān)聯(lián)性

郭慧春，李 盛，朱東升，樊春燕，楊 露

（1.蘭州市疾病預(yù)防控制中心，甘肅 蘭州 730030；2.蘭州市第一人民醫(yī)院，甘肅 蘭州 730050；3.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，甘肅 蘭州 730000）

目前空氣污染帶來的健康危害，已成為我國一個重要的公共衛(wèi)生問題。研究表明，每年我國有160萬人死亡是由空氣污染造成的，約占總死亡人數(shù)17%［1］，空氣污染對健康的影響，主要表現(xiàn)為疾病的發(fā)病風(fēng)險、發(fā)病率和死亡率的不斷增高［2］，特別是呼吸系統(tǒng)疾病。流感是一種有急性癥狀的病毒感染，流感病毒可以通過直接和間接方式傳播，感染者呈現(xiàn)咳嗽、體溫升高、喘息、喉嚨痛、鼻塞、流鼻涕和疲勞等癥狀［3］，五歲以下的兒童和患有慢性疾病的老年人受影響的風(fēng)險很大［4］。近年來研究表明PM2.5、PM10 質(zhì)量濃度的增加可增加流感樣病例日門診量，并且存在劑量效應(yīng)［5］，宜昌市研究發(fā)現(xiàn)大氣污染物對人群流感的發(fā)病均有短期影響［2］，相關(guān)實驗研究證明空氣污染物通過炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激、遺傳損傷等作用影響流感發(fā)病［6–8］。在我國對空氣污染物與流感發(fā)病關(guān)聯(lián)性分析主要集中在經(jīng)濟發(fā)達的東部地區(qū)［2，5］，在前者的研究中探討氣候因素與流感發(fā)病關(guān)系居多［9-10］，而武威市位于騰格里、巴丹吉林兩大沙漠的交匯處，干旱缺水，沙多林少，自然條件惡劣，沙塵暴天氣尤為嚴(yán)重。本研究通過運用分布滯后非線性模型（distributed lag non-linear model，DLNM），分析武威市2015～2019年空氣污染物與流感發(fā)病關(guān)系，為武威市流感防控提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 流感資料

2015～2019年武威市連續(xù)5年的流感病例個案數(shù)據(jù)來源于“中國疾病預(yù)防控制信息系統(tǒng)”，收集整理流感病例個案的發(fā)病日期等信息并審核。

1.2 氣候與環(huán)境資料

氣象數(shù)據(jù)來源于天氣預(yù)報網(wǎng)，主要是武威市的日平均氣溫；環(huán)境數(shù)據(jù)來源于中華人民共和國生態(tài)環(huán)境部數(shù)據(jù)中心，選取武威市空氣污染物PM10、PM2.5、SO2日平均值和O3的每日最大8 h濃度（O38 h）。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

考慮空氣污染物對流感發(fā)病的影響呈非線性與滯后性，本研究采用DLNM 模型建立交叉基函數(shù)來闡述暴露于空氣污染物和健康之間的相關(guān)性［11］。以往的研究較多的采用廣義線性模型和廣義加性模型來模擬空氣污染物暴露與流感發(fā)病之間的關(guān)系，但上述模型無法從不同時間維度下研究空氣污染物對流感發(fā)病影響的滯后分布和累計效應(yīng)，而DLNM 模型可以克服以上缺點，并在廣義加性模型的基礎(chǔ)上通過構(gòu)建交叉基函數(shù)來模擬空氣污染物的暴露-反應(yīng)關(guān)系及滯后-反應(yīng)關(guān)系。每周流感發(fā)病數(shù)近似服從泊松分布，通過控制長期趨勢、溫度周均值和季節(jié)效應(yīng)來探討空氣污染與流感發(fā)病的關(guān)聯(lián)性。建立模型如下：

Yt～Poisson（μt）

Log（μt）＝α+ns（Timet，df）+ηDOWt+cb（x，7）+cb（Time，12）

其中，Yt為第t周的流感發(fā)病數(shù)，μt是第t周的流感期望數(shù)；α為截距；ns 為自然樣條函數(shù)，Timet是時間長期趨勢，df 為自由度，根據(jù)赤池信息量準(zhǔn)則（Akaike’s Information Criterion，AIC），確定為3×5（年）；DOWt設(shè)為星期幾的啞變量，η為系數(shù)；cb為交叉基函數(shù)，x為t周所研究大氣污染物日均濃度的周均值，7為污染物最大滯后周數(shù)，根據(jù)AIC 確定自由度為3；Temp為日均溫度的的周均值，l2 為平均溫度的最大滯后天數(shù)，同樣根據(jù)AIC 確定自由度為3。將PM10、PM2.5、SO2、O38 h 分別納入DLNM 模型，采用單周滯后和累計滯后估算空氣污染物對流感發(fā)病的短期影響。空氣污染物以0 μg/m3為參考濃度，分別計算PM10、PM2.5、SO2、O38 h濃度每升高一個10 μg/m3時，相應(yīng)的流感發(fā)病的相對危險度及95%置信區(qū)間。

本研究運用office 2019 Excel 整理分析數(shù)據(jù)，使用SPSS 26.0 軟件、Spearman 秩相關(guān)分析描述及評價空氣污染物、溫度和流感發(fā)病數(shù)特征及三者之間的相關(guān)程度，采用R 4.0.4軟件提供的dlnm和splines軟件包進行統(tǒng)計分析，檢驗水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 一般情況

2015年1月1日～2019年12月31日，武威市共報告了1 256 例流感病例，周均4.81 例。在監(jiān)測的4 種空氣污染物中，大氣顆粒物PM2.5、PM10的周均質(zhì)量濃度分別為（40.14±22.15）μg/m3和（103.88±74.43）μg/m3，氣態(tài)污染物O38h 和SO2的周均質(zhì)量濃度分別為（97.72± 25.62）μg/m3和（16.98±19.26）μg/m3。武威市周均氣溫為（10.26±10.58）℃（見表1所列）。由圖1可見，流感發(fā)病主要集中在11月至次年4月，以冬春季節(jié)發(fā)病為主，空氣污染物SO2、PM10、PM2.5月均濃度在此期間均有所上升，而O3月均濃度在10月至次年2月呈下降趨勢。如圖1所示。

圖1 2015～2019年武威市流感月均發(fā)病數(shù)、空氣污染物月均濃度時序圖

表1 2015～2019年武威市每周氣溫、每周大氣污染物質(zhì)量濃度及每周流感發(fā)病數(shù)

2.2 空氣污染物與氣溫相關(guān)性分析

SO2、PM2.5、PM10 周均質(zhì)量濃度與O38h 呈負相關(guān)（r ＜0）；氣溫與O38h呈正相關(guān)（r ＞0），與其他污染物均呈負相關(guān)（r ＜0）。其中，PM2.5與PM10的相關(guān)性最強，r=0.893。當(dāng)空氣污染物與周均氣溫的相關(guān)系數(shù)r ＞0.7時，模型中不在納入周均氣溫因素，以減少共線性的影響。見表2所列。

表2 空氣污染物與氣溫Spearman相關(guān)分析結(jié)果（r值）

2.3 空氣污染物對流感發(fā)病數(shù)的滯后效應(yīng)

由圖2可見，O3、PM10、PM2.5在滯后0～7周流感發(fā)病危險度RR 值均＞1；SO2在滯后2～6 周RR 值均＞1。由表3可見，O38h在累計滯后第7周對全人群流感發(fā)病有顯著影響，在累計滯后第7周達到最大值；O38h濃度每增加10 μg/m3，流感發(fā)病的RR 值為1.76%（95%CI：1.18～2.62）；SO2、PM10、PM2.5對全人群流感發(fā)病均有影響，但無統(tǒng)計學(xué)意義。

圖2 不同空氣污染物下流感危險度與滯后周數(shù)的關(guān)系

表3 空氣污染物對全人群流感發(fā)病影響的累計滯后效應(yīng)［RR（95%CI）］

3 討論

本研究結(jié)果顯示，武威市流感的發(fā)病趨勢具有明顯的季節(jié)性，發(fā)病主要集中在冬季和春季，符合流感的發(fā)病特征，因此武威市應(yīng)加強對冬春季節(jié)的流感發(fā)病的防范措施，例如加強對易感人群的流感監(jiān)測、加強對流感知識的宣傳、積極倡導(dǎo)居民進行流感疫苗接種及做好日常預(yù)防感染措施。

本研究發(fā)現(xiàn)，O38h 周均濃度對武威市全人群流感發(fā)病影響的累計滯后效應(yīng)在滯后7周時RR達到最大，RR 值為1.76%（95%CI 為1.18～2.62），對流感發(fā)病有顯著影響。近年來研究表明，空氣污染物濃度的升高與流感發(fā)病增高有關(guān)。武漢市［12］研究結(jié)果顯示O3與流感的風(fēng)險有顯著關(guān)系，O3濃度每升高10 μg/m3流感發(fā)病風(fēng)險增加1.005%；在澳大利亞布里斯班進行的一項研究發(fā)現(xiàn)高濃度O3與兒童流感病例增加有關(guān)［13］。O3影響流感發(fā)病的機制可能如下：（1）O3可以干擾呼吸道中蛋白酶和抗蛋白酶之間的平衡，使呼吸道上皮細胞中分泌的蛋白酶增加，從而導(dǎo)致流感病毒的HA裂解和激活加強［14］，加劇流感感染；（2）O3能刺激多種轉(zhuǎn)錄因子和炎癥相關(guān)細胞因子基因的表達，導(dǎo)致全身炎癥和氧化應(yīng)激增加［15］。O3是氮氧化物和揮發(fā)性有機物在強紫外線照射下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的二次污染物，機動車尾氣是氮氧化物的來源之一，尤其在夏季在強紫外線作用下機動車尾氣更易轉(zhuǎn)化生成O3，為減少O3對人群流感發(fā)病的影響，可以限購車輛減少尾氣排放量、提升燃油品質(zhì)、推廣新能源汽車等［16］。

SO2對武威市全人群流感發(fā)病影響在滯后0～7 周的RR 值均＞1。濟寧市［17］研究顯示SO2日平均濃度每增加10 μg/m3，對全人群在滯后11 d 達最大RR 為1.05（1.01，1.09）。SO2影響流感發(fā)病的原因可能如下：（1）SO2為刺激性氣體，會刺激呼吸道引起咳嗽、哮喘等癥狀，可對肺部結(jié)構(gòu)造成永久性損傷［18］；（2）當(dāng)SO2氣體吸入呼吸道，對呼吸道黏膜產(chǎn)生侵襲性，對上皮細胞及肺泡的微結(jié)構(gòu)造成損害［17］，導(dǎo)致病毒感染的機率增加和人體的易感性增加。SO2是城市大氣污染中的主要污染物之一，含硫的煤的燃燒是重要來源，武威市2019年全年規(guī)模以上工業(yè)消費能源115.03×104t 標(biāo)準(zhǔn)煤、下降19.2%，萬元工業(yè)增加值能耗2.19 t 標(biāo)準(zhǔn)煤、下降20.6%［19］，為減少SO2對人群流感發(fā)病的影響，可以采用煤炭生物脫硫等技術(shù)減少SO2的排放［20］。

PM2.5、PM10 濃度最高的月份集中在11月至次年4月，與武威市流感發(fā)病高峰較一致，主要集中在冬春季，DLNM模型分析PM2.5、PM10在滯后0～7周流感發(fā)病危險度RR 值均＞1。張文英［21］等研究結(jié)果顯示PM10、PM2.5 濃度與流感的發(fā)病均呈正相關(guān)（r =0.412，P＜0.05；r = 0.624，P＜0.01）。PM2.5、PM10 影響流感發(fā)病的原因可能如下：感染源通過打噴嚏等方式將病毒排出，流感病毒易附著在PM2.5、PM10顆粒物上形成氣溶膠并進行擴散［22-23］，當(dāng)空氣中PM2.5、PM10顆粒物濃度較高且在空氣中懸浮的時間較長時，人體吸入帶病毒顆粒物機率增加［24］，從而易發(fā)生流感。汽車尾氣的排放、大風(fēng)揚塵等均可形成可吸入顆粒物，武威市近年來完善了煤質(zhì)揚塵管控措施，提高造林綠化質(zhì)量，積極防沙治沙［19］，減少空氣中的細顆粒物的濃度，使得人體內(nèi)吸入的細顆粒物濃度降低，從而降低流感傳染的可能性［25］。

流感的流行是多種因素綜合作用所出現(xiàn)的結(jié)果，空氣污染物只是其中之一。本研究對武威市空氣污染物CO、NO2數(shù)據(jù)及氣象因子風(fēng)速、氣壓、降水量、相對濕度等數(shù)據(jù)的收集不夠全面；武威市人口學(xué)特征分析上不夠深入，今后研究將側(cè)重多途徑收集信息，多方面多層次分析空氣污染物與流感間的關(guān)系。