文摘
二氧化氮(没有的短期效应2)总、心血管和呼吸道死亡率在30个欧洲城市空气污染对健康:参与欧洲的方法(APHEA) 2项目进行调查。
协会是检查使用分层模型中实现两个阶段。在第一阶段,每个城市的数据分别进行分析,而在第二个阶段,特色城市空气污染估计退化在特色共获得总体估计和探索可能的异质性的来源。
一个重要协会2心血管和呼吸道死亡率发现,总对死因别死亡率较强的影响。有证据混淆的呼吸死亡率与黑烟和二氧化硫。的影响不2观察总和心血管死亡率主要在西部和南部欧洲城市,和大时吸烟患病率低,家庭天然气消费更高。的影响不2在城市呼吸死亡率更高更大比例的老年人人口和更高水平的颗粒物切断空气动力学直径10μm 50%。
这个大型研究的结果是一致的一个独立的二氧化氮对死亡率的影响,但二氧化氮的角色作为一个代理其他的无边无际的污染物不能完全排除。
许多流行病学研究已经证实,不良短期不同类型的空气污染对健康的影响近年来1- - - - - -5。使用的污染指标主要是环境的粒子4,6,7,但气态污染物,如二氧化氮(没有2)、臭氧(O3)和一氧化碳(CO),也被证明有不良对死亡率和发病率的影响3,8- - - - - -10。流行病学研究的结果导致了空气质量指导方针和标准的修订和预定日期定期修订11- - - - - -13。
氮氧化物(不x),主要是一氧化氮(NO),在高温燃烧产生,例如当燃料燃烧汽车和发电厂。一旦发出,没有与O相对迅速的反应3或氧气形成2。这通常被称为二次没有主导部分2,但主要发生接近源转换。基本没有2从柴油车辆排放尤为重要,这个分数似乎在欧洲增加。由于非线性的氧化反应和变化背景啊3水平,没有x有比没有强的时间相关吗2与其他燃烧产品(二氧化硫废气粒子,有限公司(2)同时发出汽车和其他来源。室内空气污染的也可以高水平的不2,因为不通风的加热器和天然气炉灶也排放大量的没有2。
尽管实验室、临床和流行病学研究、对健康的影响2暴露在人类是不清楚。毒性的证据表明,增加感染的易感性,功能性赤字从对航空公司的影响,和恶化的状态的慢性呼吸道疾病,包括哮喘患者,潜在的问题。没有2是一种高活性,nitrogen-centred自由基,水溶性差气体沉积在肺部外围地。在整个呼吸道吸收,但暴露的研究表明,主要的目标站点的作用没有2是终端细支气管。的主要机制2毒性已经建议涉及脂质过氧化自由基对细胞膜和各种行动的结构和功能的分子。抗氧化剂,如抗坏血酸和α-tocopherol似乎发挥保护作用14。没有2可能诱发气道炎症,局限于规模较小的航空公司和终端细支气管,至少接触过一次15。的主要影响2在人类接触的研究一直在支气管反应,通常在浓度≥1800μg·m3在健康受试者和∼200 - 500μg·m3哮喘患者16或慢性阻塞性肺疾病(COPD)17。没有2也有一个放大影响哮喘反应对过敏原。短(15 - 30分钟)500μg·m3似乎增加了反应。一些数据表明,暴露在不2在浓度发生在大流量区(15分钟在500μg·m3)可以增强气道过敏性炎症反应,而不会导致症状或肺功能障碍18。
最不健康影响的流行病学研究2都集中在发病而不是死亡。的短期影响2死亡率在空气污染与健康:欧洲的方法(APHEA) 2项目,它使用一个广泛的欧洲数据库从30个欧洲城市,进行调查。是特别注意区分的影响没有努力2本身从混杂或修改其他污染物的影响,如粒子。
数据
APHEA-2是一个多中心的项目包括欧洲30个城市和地区有关,研究短期空气污染对健康的影响。数据收集日常项全因死亡率,包括死于外部原因(国际疾病分类(ICD) 9: > 800),心血管死亡率(ICD-9: 390 - 459)和呼吸死亡率(ICD-9: 460 - 519)。连续的数据覆盖≥3年为每个城市在1990 - 1997年。总之,2893430人的死亡发生在城市研究了在此期间。细节的数据已经在其他地方发表5。
每日空气污染监测网络提供的测量是建立在每一个城镇参与APHEA-2项目5。时间序列数据对日常温度(°C,每日平均)和相对湿度(%)被用来控制天气的潜在干扰。外部信息在流感流行或其他不寻常的事件(热浪、罢工、等。)也被收集,如果可用5。
表1⇓礼物的描述性特征数据。总人口暴露> 6000万。荷兰是一个城市因为它的规模相对较小,而稠密的人口。平均每日总死亡人数从6到342不等。呼吸死亡率、日常计数范围< 1至29。的平均水平2(1 h max) 46 - 155μg·米不等3。在不同的城市,没有之间的相关性2和颗粒物质50%切断空气动力学直径10μm (PM10)范围0.11 - -0.69之间,没有2和黑烟(BS)范围0.11 - -0.78,之间没有2所以20.15 - -0.87,之间没有2和O3-0.21 - -0.31。
波兰的四个城市包含在分析(即。波兹南克拉科夫,罗兹,弗罗茨瓦夫),只有不2累计24小时测量。为了包括他们的分析,最高每小时2(没有集中的每一天21小时值)估计24小时值的1.64倍,1.64是两者之间的比率的平均值测量提供了在城市。有一个实质性的变化在所有城市的研究水平的污染物,以及平均每天的温度和湿度。
方法
在APHEA-2项目最大小时没有2(没有集中的每一天21小时)的平均浓度分析,而不是没有2超过24小时(没有224小时),因为更多的城市为前者提供了测量。最大程度上的每日1 - 24小时没有2浓度高度相关(相关系数范围0.80 - -0.94,平均值为0.90)。在目前的研究中,这是决定先天的使用0和1的平均滞后2所有的城市,因为有证据表明,平均2天的污染比一天更好的与死亡率相关的风险19。此外,这种方法避免了潜在的偏见,可能会选择性地报告最重要的滞后。在这个分析中,没有一个线性剂量效应关系21小时和死亡率。这种假设是基于先前发表的结果APHEA-2项目充分表明存在剂量-反应关系可以近似的线性协会(e . Samoli;个人通信)20.。调查的效果没有2在一个更大的天数并检查协会的形状与每个健康的结果,分析多项式分布滞后模型2安装,使用落后0到519。
为分析、分层建模的方法是使用。首先,回归模型在每个城市都分别安装允许特定控制季节性影响,天气和其他潜在的混杂因素。个别城市结果被用于获得总体估计阶段的分析和调查潜在影响修饰符。
个别城市分析
每个城市的pollution-mortality协会使用泊松回归模型允许overdispersion进行调查21。光滑函数被用来控制了潜在的干扰季节性的影响,长期趋势和气象变量(日平均每日温度和平均相对湿度)。的线性项污染物是在模型中引入的。惩罚回归样条函数作为平滑函数,所实现的木头22。虚变量也包括无论是效应、假期和流感流行。
一般方法论的指导开发的框架内APHEA-2项目随访,并详细描述了其他地方21。一个额外的功能是使用惩罚回归样条函数的非参数函数局部加权非参数平滑(黄土)平滑函数来控制可能的混淆。时间的光滑函数作为代理任何时间与长期趋势和季节性模式预测结果或混杂因素没有明确包括在模型中。因此长期趋势和季节性模式从数据中删除,以防范这种混杂省略变量。天气变量,这是潜在的混杂因素,包括明确。特别是,当天的温度和湿度,和这些气象变量的滞后值包括在模型中。利用薄板回归样条函数作为基函数的惩罚回归样条函数23。基于经验APHEA-2前面分析的数据,基函数的数量被选为40为时间变量和10天气变量。最小化的平滑参数的绝对值的总和(pac)的残差部分自相关进行滞后3 - 30被选择。占的残差序列相关性仍在最后的模型、自回归条件被添加到模型中24。在小城市的特殊情况(特别是死因别死亡率),每年至少一个自由度是必需的。
APHEA-2方法用于流感控制,包括一个哑变量的值时呼吸的7天移动平均死亡率大于特色的第90个百分位分布。自从流感控制,所描述的,是基于分布的呼吸死亡率,流感哑变量时只包括总和心血管死亡率进行了分析21。基于先前发表的结果25,26,没有迹象表明省略控制流感呼吸道死亡率分析时将影响空气污染和死亡率之间的关系。目前还不清楚为什么特定的时间在一个冬季流行病发生在一个特定的城市应该有与空气污染水平,因此混淆的关系进行调查。然而,进一步探索潜在的混杂流感对呼吸的影响死亡率,呼吸死亡率也分析了好几天在第90个百分位的分布。
评估是如何影响目前的结果的平滑程度的选择,模型自由度的±25%选择基于PAC的时间平滑准则也适用。
调查的潜在干扰日常其他污染物的水平,两种污染物模型也适用,即。没有2或者点10(24小时),所以2(24小时)或O3(最多8小时意味着)包含在模型中,应用。
一些研究表明,空气污染对死亡率的影响传播/ > 2天19,27。检查这个问题,一个单独的分布滞后模型适合每个城市。一个三次多项式分布滞后与滞后5天前死亡,这在过去的研究已经证明足够的19。因此,三次多项式的系数定义的形状分布滞后估计在每个城市。
结果
表2⇓显示比例增加每天的死亡人数与10μg·m3增加ΝO2水平,以及相应的数据调整季节性使用±25%的自由度由PAC的数量标准。因为在哪个城市结果有显著的异质性,集中利用随机效应模型估计也会显示出来。10μg·m3日常没有增加2浓度,增加的死亡人数为0.30%(95%的置信区间(CIs): 0.22 - -0.38%),心血管死亡率相关的增长是0.40%(0.29 -0.52%)和呼吸死亡率0.38% (0.17 -0.58%)。为季节性调整时使用更多的自由度,在所有研究结果相关的效果与基线模型相比下降< 13%。当使用较少的自由度,季节性调整的相关效应在所有研究结果增加了< 16%。当呼吸死亡率限于天低于90的分布进行了分析,集中效果略增加(相关估计0.41%(0.25 -0.58%)),支持假说的流感流行的混淆。
图1⇓显示总死亡率的增加及其95% CIs与增加10μg·m3在ΝO的水平2使用的平均0,1(黑线)或多项式分布滞后模型落后0 - 5(红色线)为每个城市包含在分析以及合并后的结果。在布加勒斯特的分布滞后模型并不适用,因为系统失踪的曝光数据。统计上显著的结果单城市在弗罗茨瓦夫在马德里的范围从0.20%到1.14%的基准模型,在弗罗茨瓦夫和巴黎的从0.32%到1.30%的分布滞后模型。总体分布滞后模型的总死亡率增加更高的23%相比,从基线模型的影响。
图2⇓显示了每座城市和组合增加心血管死亡率和95%的CIs与增加10μg·m3在ΝO的水平2,当两个(黑线)或六(红线)天的接触分析。统计上显著的结果单城市在弗罗茨瓦夫在特拉维夫范围从0.33%到1.58%的基准模型,在弗罗茨瓦夫从荷兰的0.58%和1.97%的分布滞后模型。整体增加心血管死亡率分布滞后模型更高的22%,相比之下,从基线模型的影响。
图3⇓显示了每个城市和组合增加呼吸道相关死亡率和95%的CIs增加10μg·m3在ΝO的水平2,当2(黑线)或6天(红线)的接触分析。统计上显著的结果单城市在卢布尔雅那在都灵范围从0.92%到2.88%的基准模型,和在米兰从0.98%到5.25%在日内瓦的分布滞后模型。整体增加呼吸道死亡率分布滞后模型更高的45%,相比之下,从基线模型的影响。
图4⇓礼物的形状协会和呼吸的总死亡率没有2超过6天(落后0到5)相结合对所有城市使用三次多项式分布滞后模型。的形状与心血管死亡率不显示,因为它是类似于一个观察到的总死亡率。在总死亡率的情况下,最高的影响观察滞后1和2。从那里,有一个减少的效果,但在最后的滞后5,污染物对死亡率的影响似乎增加了。这个“不那么明显的呼吸道死亡率的影响2似乎持续多天,此模式反映在更高的累积接触效应的大小为0 - 1落后于看到这一结果。
表3⇓提出了两种污染物模型的结果,调整BS的混杂效应,点10,所以2和O3。没有2对总死亡率和心血管不混淆这些污染物。协会通过BS与呼吸道死亡率大大蒙羞,更通过2的水平。当调整的废话,估计增加呼吸道相关死亡率增加10μg·m3在ΝO的水平2降低了32%,甚至下降了50%,成为无足轻重的时候调整了2。
估计没有观测到的异质性的影响2检查使用阶段的回归模型中潜在影响修饰符。潜在影响修饰符用于APHEA-2分析包括变量描述空气污染水平和混合在每个城市,人口的健康状况、地理区域和气候条件5。表4⇓显示了生成的估计没有2效果(即增加死亡率和95%的CIs每10μg·m3增加每日的ΝO水平2),两个城市的特点是效果修饰符的值等于第一和第三个四分位数的各自的分布。潜在影响的修饰词,只有那些解释> 10%的异质性。
当调查的异质性来源之间的关系2和总死亡率和心血管,最重要的效应修饰符是地理区域(定义为西部,南部和中部欧洲东部城市),紧随其后的是吸烟的流行。更具体地说,在城市患病率较低的影响不吸烟2总量和心血管死亡率更高。最高的影响2总量和心血管疾病死亡率在西北部城市,紧随其后的欧洲城市南部的效果,虽然只是一个小,在东部城市无意义的效果。关于心血管死亡率,有更多的证据表明,家庭消费的天然气作为修饰符产生影响,较高的没有2影响消费高的地方。最后,在协会与呼吸道死亡率最重要的效应修饰符点的平均水平10其次是老年人的比例(即。年龄> 65岁)在这个城市的人口。在城市高值点10水平和较高比例的老年人,更强的效果没有2对呼吸道死亡率。
讨论
研究发表在最近的几十年,没有2与肺功能下降有关,增加呼吸道症状和哮喘和慢性阻塞性肺病住院的增加。大部分的流行病学研究的短期影响2对健康关注症状报告日记,对呼吸系统疾病住院治疗,减少肺功能30.- - - - - -33。一些研究已经进行光化学空气污染对死亡率的影响34- - - - - -37。最广泛的欧洲数据库可用今天调查的潜在影响2死亡率上使用。
重大不利健康的影响2对总、心血管和呼吸道死亡率,加强对已发现死因别死亡率的影响。这些发现从APHEA-1补充那些之前报道,APHEA项目的第一部分,包括小数量的引用(即。只有6个与30个城市包含在APHEA-2分析)。作为分析的一部分,Touloumiet al。3报道重大积极的联系没有2和每天的死亡人数。在第一APHEA分析的一部分,每增加10μg·m3在任何2与总死亡率增加0.26%与0.30%的增长相比,目前的结果报道。Kinney, Ozkaynak34还发现一个重要的协会2总和心血管死亡率在洛杉矶,美国。然而,没有明显的协会观察呼吸的死亡。作者建议小呼吸导致的死亡人数可能限制了功率检测小污染影响。在目前的分析,权力是通过使用多个位置,有一个强大的对呼吸的影响死亡率与总死亡率。然而,相关的标准误差较大和减少的影响和时控制成了无意义的废话2。最后,在分析美国20个城市的国家发病率,死亡率,和空气污染研究(NMMAPS)项目,总死亡率和不一致的模式之间的联系2被发现38。调查人员发现了一个积极的,但不显著,没有效果2滞后落后0和1,在滞后2高度统计学意义的结果。NMMAPS和APHEA结果之间的差异可以归因于不同的空气污染来源和混合物在欧洲和美国。
在这项研究中,累积效应超过6天还大22%的总呼吸和心血管死亡率和45%的死亡率比平均曝光2天。这表明先前的估计2影响可能实际上代表着低估如果他们只考虑非常短期的健康影响。此外,当死亡率之间的关系,没有的形状2被认为是两种不同的模式可以区分:总和心血管死亡率明显更受到没有2水平前2天,而呼吸道死亡率影响更均匀地分布在前6天。这种差异可能是由于不同的生物机制对健康的影响2。
尽管上述结果表明没有不利影响2在死亡率上,独立的效应来自其他污染物仍不清楚。单一污染物污染的混合物可以作为标记。因此,没有2可能是一个标志等其他污染物产生的汽车尾气微粒。已经尝试使用两种污染物模型估计的独立影响污染物,这些污染物的数据是可用的。没有证据表明混杂的总数和心血管死亡率被发现。有证据显示BS等的混杂2对呼吸道的影响死亡率。一个可能的解释是,BS -所以2调整效应的估计2对呼吸道死亡率可能反映出,在更大的程度上,影响交通以外的来源。废话是汽车废气微粒比下午更具体10并提供解决问题的粒子组成的一种手段。是不可能控制指标的测量,例如,粒子的数量。进一步研究关注接触混合物包括没有2、BS等2需要进一步了解污染物的病因学机制,影响死亡率,特别是呼吸道死亡率。
为了进一步研究的独立性2效果和促进正在进行的讨论可能的混杂效应较小的粒子大小、点2.5中等水平的九个城市分析潜在影响改性剂被使用39。PM2.5中位数水平不作为修饰符和异构性降低了< 10%有显著作用的研究结果。此外,如果没有2真正反映出点2.5,然后在城市更高点2.5/下午10比,没有更高2/下午10预期水平。这个场景不是在四个城市相关数据验证(雅典、伯明翰、赫尔辛基、阿姆斯特丹;超细的关系和细颗粒物在室内和室外空气和呼吸健康(RUPIOH)项目,未公开的数据)。最后,点之间的关系10和点2.5在这四个城市0.58 - -0.95不等。这些高相关性表明控制点10two-pollutants分析,基本上相当于控制了2.5。然而,在这种方法中使用的数据是有限的,只有少数城市。
斯顿et al。40表明,没有2是粒子的代理数字。说明了他们的假设只使用数据从阿伯丁的相关性2与点10是0.45,下午2.50.89,0.55,和粒子数,。然而,这种相关性是相当高的。在最近的一次捧得了研究41、超细粒子之间的相关性和没有2分别为0.49,0.72和0.82。因此,在许多情况下可以独立的影响2和超细粒子。使用信息从四个欧洲城市(RUPIOH项目,未发表的数据)为目前的分析,提供相关数据之间的相关性2和点10范围0.38 - -0.54之间,没有2和点2.50.43 - -0.63,不2和粒子数、0.53 - -0.72点之间10和粒子数,0.19 - -0.54。因此,在目前的数据之间的关联2和粒子数字不是如此之高,以至于不可能影响的区别,如Seaton的情况et al。40。应该注意的是,在这四个城市中,最高的一个2粒子数相关性(赫尔辛基)最低估计没有2对总死亡率的影响。
目前作者研究异质性的影响估计城市之间通过考虑几个城市特点、修饰符作为潜在的环境和社会因素的影响。这是发现,当吸烟患病率较低,没有的效果2对总死亡率和心血管比较大。一个可能的解释可能是,吸烟作为竞争风险,收获的人口易感个体,但这个问题需要进一步调查。此外,任何的影响2观察总和心血管死亡率主要集中在西部和南部欧洲城市。超过一半的东欧城市参与分析,21小时的水平在较低的范围内观察到分布。国内天然气消费量作为国内没有指标2接触作为潜在影响修饰符在心血管死亡率,表明室外的效果没有2较高的暴露增加室内暴露。风险对比不是很明显,很难相信室内污染水平作为修饰符户外协会没有产生影响2水平和死亡率,除非斜率变得陡峭的累积风险更高。另一个可能的解释可能在于较高的天然气消费协会更发达的城市空气污染来源(特征如。更多的流量)。最后,任何的影响2在城市呼吸死亡率更高更大比例的老年人人口,为谁有证据表明对其他污染物的增加。城市具有更高点10水平,大不2影响是估计,这可能意味着两个污染物协同作用。目前研究的阶段分析的一个限制是,之间有明显差异的影响东欧和其他城市。因此,任何变量,如死亡率,等。两个地区之间的强烈不同可能出现显著的解释因素估计异质性的影响。或者,如果效果修饰符确定确实是真正的修饰符,他们分布在欧洲可能会导致这些显著的地域差异。
总之,目前的结果证实这些之前报道有关的副作用二氧化氮对死亡率和补充他们通过调查潜在的混杂其他污染物和可能的效果修改。这个大型研究的结果是一致的一个独立的二氧化氮对死亡率的影响,但二氧化氮的角色作为一个代理其他的无边无际的污染物不能完全排除。由于短期二氧化氮对呼吸系统的影响死亡率可能会被其他vehicle-derived污染物抱愧蒙羞,需要进一步调查来增进了解的潜在的生物机制。
- 收到了2005年12月7日。
- 接受2006年2月26日。
- ©人期刊有限公司