我院陈仁杰教授团队研究揭示环境温度对我国不同感染原因肺炎的影响

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近日,复旦大学公共卫生学院陈仁杰教授团队与北京医院呼吸与危重症医学科李燕明主任医师团队联合开展了一项全国性病例交叉研究,以期定量评估短期暴露于不适环境温度与不同感染原因肺炎死亡之间的关系。研究结果发表在柳叶刀子刊《eBioMedicine》,题为“Differentiating the impacts of ambient temperature on pneumonia mortality of various infectious causes: a nationwide, individual-level, case-crossover study”。

肺炎作为全球第四大死亡原因,一直是最重要的公共卫生问题之一。肺炎是一种影响肺实质的急性感染,可由一系列微生物引起,如病毒、细菌和真菌,其流行季节和临床治疗也因感染原因的不同而有所差别。由于肺炎具有高发病率和死亡率的特点,因此调查可能引发肺炎发生或恶化的因素并积极采取相应措施保护易感人群免受其危害显得至关重要。2019年全球疾病负担研究将不适环境温度确定为过早死亡的新风险因素,多项研究表明不适环境温度与肺炎易感性增加有关。然而,以往流行病学研究多基于群体水平时间序列设计,难以控制个人层面的混杂因素;且缺乏对不同病因分型肺炎的深入探讨;此外,以往的研究大多使用一个或几个气象站监测的温度数据,这在空间尺度上造成了明显的暴露误差。因此,本研究基于不同感染原因肺炎案例的具体死亡时间和地点,在个体水平开展全国性病例交叉研究,评估不适温度引起我国人群不同感染原因肺炎死亡的风险和疾病负担。

本研究使用了中国疾病预防控制中心的死亡登记库,涵盖了2013年1月1日至2019年12月31日期间在我国大陆所有2844个区县内登记的肺炎死亡匿名信息,包括流感相关性肺炎、病毒性肺炎和细菌性肺炎,总计共纳入23万名肺炎死亡案例。此外,研究人员根据死亡病例家庭地址匹配了欧洲中期天气预报中心提供的ERA5高分辨率再分析温湿度数据。

本研究以病例自身为对照,将条件logistic回归模型与分布滞后非线性模型相结合,探索不适环境温度暴露与不同病因肺炎死亡的关联以及其时间滞后模式,并进一步计算了不适环境温度导致的不同病因肺炎死亡的疾病负担。此外,为深入探讨不同人群特征对研究结果的影响,研究人员进一步按照死亡案例的年龄、性别、教育程度和居住地址进行了分层分析。

研究发现环境温度对不同病因肺炎死亡影响的暴露-反应曲线呈倒J形,不适环境温度(尤其是低温)可迅速增加不同感染原因肺炎死亡风险(图1)。与病毒性肺炎和细菌性肺炎相比,极端低温引起流感相关性肺炎死亡的相对风险更高。

图1. 环境温度与三种分型肺炎累计死亡风险的暴露-反应关系曲线

注:Relative Risk为肺炎死亡的相对风险。a:流感相关肺炎;b:病毒性肺炎;c:细菌性肺炎。

图2和图3分别描绘了极端低温(第一百分位数)和极端高温(第九十九百分位数)相关肺炎死亡风险的时间滞后分布特征。结果显示,极端低温短期暴露对流感相关肺炎和病毒性肺炎死亡的效应于暴露后2天出现,直至约12天左右不具有统计学显著性。对于细菌性肺炎,效应于暴露后7天左右出现,直至约17天左右不具有统计学显著性。而极端高温短期暴露对于三种病因肺炎死亡的效应皆于暴露后立即出现,直至约4~5天不具有统计学显著性。结果表明环境极端高温短期暴露对肺炎死亡的影响具有即时和短暂性,而极端低温暴露产生的效应表现出滞后性,且持续时间相对较长。

图2.极端低温引起三种分型肺炎死亡的效应滞后模式

注:Relative Risk为肺炎死亡的相对风险。a:流感相关肺炎;b:病毒性肺炎;c:细菌性肺炎。

图3.极端高温引起三种分型肺炎死亡的效应滞后模式

注:Relative Risk为肺炎死亡的相对风险。a:流感相关肺炎;b:病毒性肺炎;c:细菌性肺炎。

本研究首次估算了不适环境温度引起不同病因肺炎死亡的疾病负担。研究发现,全国有28.47%的流感相关肺炎死亡可归因于环境低温,明显高于病毒性肺炎(17.21%)和细菌性肺炎(13.69%)。这一结果表明流感相关肺炎对环境低温的易感性。分层分析显示,不适环境温度引起肺炎死亡的风险在老年人(≥75岁)、受教育程度较低者及北方地区人群中更强。导致这些差异的原因可能包括社会经济水平、医疗卫生水平、气候特征和居民生活方式的不同。

本研究基于我国最具代表性的死因大数据库,通过在个体水平开展病例交叉研究,首次深入分析了不适环境温度对不同病因肺炎死亡的影响,测算了可归因于环境温度的不同病因肺炎死亡的疾病负担。研究结果为揭示非适宜环境温度对不同病因肺炎死亡的关联提供了强有力的流行病学证据,也为不同感染性肺炎的防治提供了新知识,具有重要的公共卫生学意义和临床指导价值。

复旦大学公共卫生学院2021级研究生何青霖和中国疾病预防控制中心慢性非传染性疾病预防控制中心副研究员刘韫宁为该论文的共同第一作者,复旦大学公共卫生学院陈仁杰教授和北京医院呼吸与危重症医学科李燕明主任医师为该论文的共同通讯作者。该研究由国家重点研发计划课题(2022YFC3702701)、上海市科学技术委员会项目(21TQ015)和上海市国际科技伙伴计划项目(21230780200)资助。

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https://authors.elsevier.com/sd/article/S2352396423004206