沙尘暴天气对河西走廊地区居民冠心病的影响.pdf

29 心脑血管病防治 2023 年 2 月第 23 卷第 2 期 Cardio-Cerebrovasc Dis Prev Treat,February 2023,Vol.23,No.2沙尘暴天气对河西走廊地区居民冠心病的影响李星辉 乔燕 谢萍 华永芬 任晓岚 李文莉 樊艳 褚嫒嫒 李晶【摘要】目的 观察并分析沙尘暴天气对河西走廊地区居民冠心病的影响。方法 从甘肃省气象局获取河西走廊地区（敦煌市、酒泉市、张掖市、金昌市、武威市）2016 年 1 月 1 日至 2020 年 12 月 31 日沙尘暴天气数据，选择 5 个市长住居民 1 182 例为暴露组。选择甘肃省少沙尘暴地区（天水市与陇南市）长住居民1 265例为对照组，同时获取同期气象数据，对照组与暴露组相关因素匹配。对研究对象进行 5 年定期随访及检查，收集诊断为冠心病的门、急诊和住院病例资料；检测 C 反应蛋白（CRP）、白介素-1（IL-1）、白介素-6（IL-6）、肿瘤坏死因子-（TNF-）和巨噬细胞炎症蛋白-2（MIP-2）等实验室指标；进行常规心电图及超声心动图检查等。结果 2016 年 1 月至2020 年 12 月暴露组所在地区沙尘暴发作次数高于对照组所在地区（2=6.632，P 0.05）。暴露组冠心病发病人数、门诊人次、住院人次及不稳定型心绞痛比例均高于对照组（2=4.436、5.733、5.479、6.842，P 0.05）。暴露组 CRP、IL-1、TNF-、MIP-2 水平高于对照组（t=8.340、6.787、5.369、4.734，P 0.05）。心电图检查结果显示暴露组合并心肌缺血或梗死改变及心律失常比例高于对照组（2=4.688、5.634，P 0.05），超声心动图检查结果显示暴露组合并心腔扩大、左心室射血分数 50%比例高于对照组（2=4.365、3.987，P 0.05）。结论 河西走廊地区（敦煌市、酒泉市、张掖市、金昌市、武威市）居民心脏结构及功能的改变大于甘肃省少沙尘暴地区（天水市与陇南市）居民，推测沙尘暴天气可诱发并促进冠心病的发病和进展，当地人群需最大可能减少个人暴露，同时加强沙尘暴治理。【关键词】沙尘暴；冠心病；河西走廊Influence of sandstorm weather on coronary heart disease of residents in Hexi Corridor Li Xinghui,Qiao Yan,Xie Ping,Hua Yongfen,Reng Xiaolan,Li Wenli,Fan Yan,Chu Aiai,Li Jing.Department of Cardiology,Gansu Provincial Hospital,Lanzhou 730000,China Corresponding author:Qiao Yan,Email:【Abstract】Objective To observe and analyze the influence of sandstorm weather on coronary heart disease of residents in Hexi corridor.Methods The sandstorm weather data in Hexi Corridor(Dunhuang City,Jiuquan City,Zhangye City,Jinchang City and Wuwei City)from January 1,2016 to December 31,2020 were obtained from Gansu Meteorological Bureau.A total of 1 182 permanent residents from the five cities were selected as the exposure group.1 265 residents in the less sandstorm area of Gansu Province(Tianshui City and Longnan City)were selected as the control group,and the meteorological data of the same period were obtained.The relevant factors of the control group and the exposure group were matched.The subjects were followed up for five years and examined regularly,data of outpatient,emergency and inpatient cases diagnosed with coronary heart disease were collected,C-reactive protein(CRP)、interleukin-1(IL-1)、interleukin-6(IL-6)、tumor necrosis factor-(TNF-)and macrophage inflammatory protein-2(MIP-2)and other laboratory indicators were detected,and routine electrocardiogram(ECG)and echocardiography examination were performed.Results The frequency of sandstorm in exposure group was higher than that in the control group from January 1,2016 to December 31,2020(2=6.632,P 0.05).The proportions of incidence of coronary heart DOI:10.3969/j.issn.1009-816x.2023.02.008基金项目：国家自然科学基金资助项目（81660065）作者单位：730000 兰州，甘肃省人民医院心内科 通信作者：乔燕，Email：临床研究 30 心脑血管病防治 2023 年 2 月第 23 卷第 2 期 Cardio-Cerebrovasc Dis Prev Treat,February 2023,Vol.23,No.2disease,outpatient visits,inpatient visits and unstable angina pectoris in exposure group were higher than those in control group(2=4.436,5.733,5.479,6.842;P 0.05).CRP,IL-1,TNF-and MIP-2 in exposure group were higher than those in the control group(t=8.340,6.787,5.369,4.734;P 0.05).The results of ECG examination showed that the ratios of myocardial ischemia or infarction changes and arrhythmia in the exposed group were higher than those in the control group(2=4.688,5.634;P 0.05).The results of echocardiography showed that the ratios of cardiac cavity enlargement and left ventricular ejection fraction 50%in exposure group were higher than those of control group(2=4.365,3.987;P 0.05），见表1。表 1 暴露组与对照组基线资料比较项目暴露组（n=1 182）对照组（n=1 265）t/2值P 值男/女（例）696/486754/511 1.294 0.05年龄（岁）66.7910.04 64.8211.65 1.631 0.05BMI（kg/m2）23.423.2822.683.012.110 0.05高血压 例（%）298（25.21）342（27.04）0.631 0.05糖尿病 例（%）89（7.53）102（8.06）1.152 0.05血脂异常 例（%）314（26.57）292（23.08）0.067 0.05吸烟史 例（%）418（35.36）479（37.87）2.204 0.05冠心病家族史 例（%）91（7.70）83（6.56）0.682 0.05 注：BMI：体质量指数1.2 方法 从当地医院内科系统收集2016年1月1日 至2020年12月31日期间样本人群诊断为冠心病的门、急诊和住院病例，登记首页病例信息，包括姓名、性别、年龄、住址、就诊日期、出院诊断、是否初（复）诊等。冠心病的诊断根据患者症状、心电图与心肌损伤标志物检查以及冠状动脉CT 成像或冠状动脉造影等，统计根据国际分类标准第十版（ICD-10）。对研究对象进行定期随访和检查，从 2016 年开始，共随访 5 年，每年年底对以下指标进行检测，最后取平均值：（1）实验室检查：采用酶联免疫吸附实验（enzyme linked immunosorbentassay,ELISA）法分别测定 C 反应蛋白（C-reactive protein,CRP）、肿瘤坏死因子-（tumor necrosis factor-,TNF-）、白介素（inter leukin,IL）-1、IL-6 和巨噬细胞炎症蛋白-2（macrophage inflammatory protein-2,MIP-2）水平。（2）常规心电图检查：观察有无心肌缺血或梗死改变及合并心律失常（包括心房颤动、心房扑动、房性期前收缩及房性心动过速、室性期前收缩及室性心动过速、房室传导阻滞，其他类型心律失常如房性逸搏、交界性逸搏、室性逸搏、房性并行心律、室性并行心律等）。（3）超声心动图检 31 心脑血管病防治 2023 年 2 月第 23 卷第 2 期 Cardio-Cerebrovasc Dis Prev Treat,February 2023,Vol.23,No.2查：观察心腔的大小、室壁运动、左心室射血分数（left ventricular ejection fraction,LVEF）、是否合并室壁瘤等。1.3 统计学处理 采用 SPSS 23.0 版软件进行分析，符合正态分布的计量资料采用 xs 表示，两组间比较采用独立样本 t 检验；计数资料采用例（%）表示，组间比较采用卡方检验；或 Fisher 确切概率法（用Bonferroni校正法校正），P 0.05为差异有统计学意义。2 结果2.1 两样本地区沙尘暴发作频率比较 2016 年 1 月至 2020 年 12 月，敦煌市、酒泉市、张掖市、金昌市及武威市沙尘暴发生率平均 4.23 次/年；而天水市及陇南市沙尘暴发生率平均 1.07 次/年，差异有统计学意义（2=6.632，P 0.05）。2.2 两组诊断冠心病及就诊情况比较 2016 年 1 月1 日至 2020 年 12 月 31 暴露组共诊断冠心病 197 例，类型以稳定型心绞痛为主，对照组 146 例，也以稳定型心绞痛为主，暴露组冠心病发病人数、门诊人次、住院人次及不稳定型心绞痛比例均高于对照组（P 0.05），见表 2。查结果显示暴露组合并心腔扩大、LVEF 50%比例高于对照组（P 0.05），见表4。表 2 暴露组与对照组因冠心病就诊情况比较 例（%）项目暴露组（n=1 182）对照组（n=1 265）2值P 值冠心病197（16.67）146（11.54）4.4360.05 不稳定型心绞痛 69（5.84）34（2.69）6.8420.05 STEMI23（1.95）13（1.03）1.1090.05门诊人次147（12.44）112（8.85）5.7330.05住院人次122（10.32）78（6.17）5.4790.05 注：NSTEMI：急性非 ST 段抬高型心肌梗死；STEMI：急性 ST段抬高型心肌梗死；部分人群前期为心绞痛，后进展为心肌梗死，因此疾病类型实际数据多于诊断为冠心病的总人数2.3 两组炎性因子检验结果比较 暴露组 CRP、IL-1、TNF-、MIP-2 高于对照组，差异有统计学意义（P 0.05），见表 3。2.4 两组心电图及超声心动图检查结果比较 心电图检查结果显示暴露组心肌缺血或梗死改变以及合并心律失常比例高于对照组（P 0.05），超声心动图检表 3 暴露组与对照组炎性因子检验结果比较（xs）项目暴露组（n=1 182）对照组（n=1 265）t 值P 值 CRP（g/L）1 604.40220.87 920.60115.36 8.340 0.05IL-1（pg/mL）202.5429.13168.4817.706.787 0.05TNF-（pg/mL）469.3411.86420.5716.345.369 0.05MIP-2（pg/mL）398.6511.24332.4715.164.734 0.05 注：CRP：C 反应蛋白；IL-1：白介素-1；IL-6：白介素-6；TNF-：肿瘤坏死因子-；MIP-2：巨噬细胞炎症蛋白-2表4 暴露组与对照组心电图及心脏超声检查结果比较例（%）项目暴露组（n=1 182）对照组（n=1 265）2值P 值心肌缺血或梗死改变267（22.59）225（17.79）4.6880.05心律失常332（28.09）289（22.85）5.6340.05心腔扩大95（8.04）75（5.93）4.3650.05LVEF 50%35（2.96）15（1.19）3.987 0.05 注：LVEF：左心室射血分数3 讨论心血管疾病是导致人类死亡的重要原因之一。研究表明不论是短期还是长期接触大气中可吸入颗粒物，与心血管危险事件发生率的增加之间均存在明确的相关性3。河西走廊区域处于冬、春季入侵我国的西路、西北路及北方路径冷空气的通道上，受地形的影响，冷空气更进一步加强，加之地表植被覆盖状况差，午后地面受热增温快，易满足空气层结不稳定的热力条件而形成沙尘暴4。沙尘天气通过大风将地面沙尘卷起，利用高空气流将沙尘输送到下游地区，产生大气混浊问题，对环境、生态以及人体健康都会造成一定的危害。沙尘暴风力更为强大，是导致颗粒物污染的最高自然流动污染源5。因此研究河西走廊区域沙尘暴可吸入颗粒物对于心血管系统的影响具有重要意义。本研究暴露组所在地区总面积约 65 000 平方公里，总人口约 4 972 500，对照组所在地区总面积约42 300 平方公里，总人口约 6 693 2006，2016 年至2020 年 5 年间甘肃河西走廊地区沙尘暴天气发作频数明显高于对照组，这与陇东南天水及陇南地区位于长江上游地域，属亚热带及温带半湿润气候地区，沙尘暴少见相符。本研究结果发现暴露组冠心病发病人数、门诊人次、住院人次均高于对照组。因为相关危险因素在纳入时并无差异性，因此考虑沙尘气象因素为此地区冠心病发病的可能原因或诱因。冠心病发病率、病死 32 心脑血管病防治 2023 年 2 月第 23 卷第 2 期 Cardio-Cerebrovasc Dis Prev Treat,February 2023,Vol.23,No.2率在冬、春季节增高，而夏季最低，与沙尘暴出现规律基本一致7。同时本文结果发现两组冠心病类型均以稳定型心绞痛为主，暴露组不稳定型心绞痛例数高于对照组，而不稳定型心绞痛病理机制上多为冠状动脉粥样硬化不稳定斑块易破裂或糜烂。已有报道大气PM2.5颗粒可致心脏氧化损伤、炎症反应、自主神经功能失衡、血管内皮功能障碍、急性动脉血管收缩、血小板激活、血液高凝、血栓发生增加等8，考虑沙尘颗粒可通过上述多种机制诱发当地人群冠状动脉粥样斑块不稳定进而促使病情进展。本研究发现暴露组血清炎症因子 CRP、IL-1、TNF-、MIP-2 水平高于对照组，推测沙尘颗粒物可诱导炎性因子的过量生成并释放。颗粒物诱导炎性介质的产生，其依赖于活性氧的生成和核因子-B（nuclear factor-B,NF-B）的活化，NF-B 可通过控制IL-1、IL-1、IL-6、TNF-和一氧化氮合酶的直接或间接表达来调节炎症反应，推测沙尘颗粒物 PM 可下调 NF-B 抑制因子 使 NF-B 活化9。有研究发现PM2.5暴露显著引起大鼠左心室收缩末期内径、舒张末期内径增大，心脏收缩及舒张功能显著下降，心脏组织切片结果亦显示，高剂量暴露组大鼠心肌细胞排列紊乱、炎症细胞浸润，心肌纤维化致心肌重塑10。相关研究也提示环境颗粒物水平的增高使出现异常心电图的频率也增加，包括房性期前收缩、室性期前收缩、短阵室性心动过速、电交替、低电压、交界性心律、ST 段抬高、ST 段压低等，动物试验发现随着 PM2.5的暴露增加，大鼠自主神经功能受到影响，心律变异度降低，同时随着心脏结构的改变，心室的除极活动受到影响11。说明沙尘颗粒物的长期暴露会引起心脏结构及功能等改变，这与本次研究结果相一致，本研究发现暴露组心肌缺血或梗死改变以及合并心律失常比例高于对照组，合并心腔扩大、LVEF 50%比例高于对照组。颗粒物从形成到进入人体作用于靶器官的整个过程中，可能处于各种各样的环境条件，发生一系列的化学及生化反应，因而要确定颗粒物中的哪种成分在哪些条件下对人体心血管系统产生何种损伤是十分复杂的12。甘肃河西走廊由于独特的地域特征，沙尘暴频发，与其它如雾霾、燃料、工业废气等来源的大气污染有所不同，本课题前期采用时间-序列分析，依对数线性模型基础上的半参数广义相加模型分析沙尘暴细颗粒物与冠心病患者之间的关系，统计学分布近似泊松分布，排除了长期趋势、季节趋势、日历效应、二氧化硫、二氧化氮、气温、湿度等其它气象因子的混杂因素对终点的影响，统计结果显示沙尘暴细颗粒物对冠心病发病的影响仍具有统计学意义3。本文对照组和暴露组作为研究对象在初期选择时严格进行了匹配，但因人群在5 年当中工种不能固定，当地居民患病症状较轻时一般不至医院就诊，因此职业类型、发病时间难以准确界定，只能以医院病案记录首页诊断为主，此为本研究的不足之处。总之，依据本课题研究结果，建议如甘肃河西走廊等沙尘暴多发地区在冠心病防治工作方面做好常规生活方式改善的同时，也需要加强沙尘治理等环境保护措施，并最大可能地减少个人暴露。参考文献1 秦豪君，杨晓军，马莉，等.20002020 年中国西北地区区域性沙尘暴特征及成因 J.中国沙漠，2022，42(6):53-64.2 Fiordelisi A,Piscitelli P,Trimarco B,et al.The mechanisms of air pollution and particulate matter in cardiovascular diseaseJ.Heart Fail Rev,2017,22(3):337-347.3 Zhang W,Lin S,Hopke PK,et al.Triggering of cardiovascular hospital admissions by fine particle concentrations in NewYork state:Before,during,and after implementation of multiple environmental policies and a recessionJ.Environ Pollut,2018,242(Pt B):1404-1416.4 罗晓玲，李岩瑛，严志明，等.近 60 年河西走廊地区沙尘暴发生演变特征及其气象影响因子 J.水土保持研究，2021，28(5):254-260.5 肖莲媛，魏新，仇会民.沙尘暴天气下大气颗粒物质量浓度特征研究 J.环境科学与管理，2021，46(6):135-139.6 Li X,Cai H,Ren X,et al.Sandstorm weather is a risk factor for mortality in ischemic heart disease patients in the Hexi Corridor,Northwestern ChinaJ.Environ Sci Pollut Res Int,2020,27(27):34099-34106.7 Li X,Zhihe Da,Xiaolan Ren,et al.Trends and distribution of coronary heart disease mortality rate in Hexi Corridor,Gansu,China from 2006 to 2015J.Rev Cardiovasc Med,2021,22(3):1003-1008.8 Cox LA,Liu X,Shi L,et al.Applying nonparametric methods to analyses of short-term fine particulate matter exposure and hospital admissions for cardiovascular diseases among older adultsJ.Int J Environ Res Public Health,2017,14(9):1051.9 Orona NS,Ferraro SA,Astort F,et al.Acute exposure to Buenos Aires air particles(UAP-BA)induces local and systemic inflammatory response in middle-aged mice:A time course studyJ.Environ Pollut,2016,208(Pt A):261-270.10 Mustafic H,Jabre P,Caussin C,et al.Main air pollutants and myocardial infarction:a systematic review and meta-analysisJ.JAMA,2012,307(7):713-721.11 Rich DQ,Peters A,Schneider A,et al.Ambient and controlled particle exposures as triggers for acute ECG changesJ.Res Rep Health Eff Inst,2016,186:5-75.12 孙志伟.我国近十年大气污染治理与心血管病防治进展 J.中国心血管病研究，2022，20(10):865-870.（收稿日期：2022-10-08）（本文编辑：林雪怡）