北京市某醫(yī)院皮炎患者門診量與空氣污染的相關(guān)性研究

李永荷 王旭英 王巧偉 呂宏梅 劉瑋 潘小川

北京市某醫(yī)院皮炎患者門診量與空氣污染的相關(guān)性研究

李永荷 王旭英 王巧偉 呂宏梅 劉瑋 潘小川

目的探討北京市空氣污染與皮炎每日門診人次的相關(guān)性，以及各性別、各年齡層人群對(duì)空氣污染的敏感性。方法收集2012年4月至2014年4月期間北京市日均空氣污染情況［顆粒物（PM2.5、PM10）、SO2、NO2］和日均氣象資料（相對(duì)濕度、溫度和風(fēng)速），統(tǒng)計(jì)此期間就診于空軍總醫(yī)院皮膚病醫(yī)院診斷為皮炎的北京地區(qū)患者人數(shù)。采用廣義相加模型分析日均污染物濃度與每日皮炎門診量的相關(guān)性。結(jié)果單污染物模型顯示，大氣 PM2.5、PM10、SO2、NO2每增加10 μg/m3均可致皮炎門診人次增加，相對(duì)危險(xiǎn)度（RR）分別為 1.003 1（95%CI：1.001 6 ～ 1.004 5）、1.002 5（95%CI：1.001 4 ～ 1.003 7）、1.005 7（95%CI：1.001 5 ～ 1.009 9）和 1.009 7（95%CI：1.005 6～1.013 8）。多污染物模型與單污染物模型的結(jié)果類似，各污染物對(duì)每日皮炎門診人次仍有影響。四種污染物對(duì)皮炎門診人次影響的滯后效應(yīng)分析顯示，PM10、PM2.5和NO2對(duì)每日皮炎門診人次以當(dāng)日效應(yīng)為主，SO2對(duì)每日皮炎的門診人次滯后效應(yīng)隨著滯后天數(shù)的增加而增加。經(jīng)年齡、性別分層后，發(fā)現(xiàn)年齡小于60歲人群及女性對(duì)顆粒物（PM2.5、PM10）比較敏感，而NO2對(duì)所人群均有影響，SO2主要對(duì)35～60歲人群有較大影響。結(jié)論北京地區(qū)大氣污染物PM2.5、PM10、NO2、SO2均可能增加皮炎發(fā)生的危險(xiǎn)性。

皮炎；空氣污染物；顆粒物；二氧化硫；二氧化氮；廣義相加模型

近年來(lái)，全國(guó)多地頻繁出現(xiàn)霧霾天氣，尤其是 人口密集的大城市，這使人們逐漸關(guān)注空氣污染對(duì)人體健康的危害。皮膚作為人體與外界環(huán)境直接接觸的器官，也是保護(hù)人體的第一道屏障，時(shí)刻接觸空氣中的污染物。空氣污染物的來(lái)源有自然來(lái)源和人為來(lái)源，而主要引起公共健康問(wèn)題的空氣污染物包括顆粒物質(zhì)、揮發(fā)性有機(jī)化合物、臭氧、氮氧化物、硫氧化物以及碳氧化物［1］。皮炎是臨床上極其常見(jiàn)的一類疾病，根據(jù)世界變應(yīng)性組織推薦使用對(duì)皮炎的分類方式，將皮炎分為接觸性皮炎、濕疹、其他類型皮炎等，其中接觸性皮炎和濕疹又分為特應(yīng)性和非特應(yīng)性，其他類型皮炎包括脂溢性皮炎、錢幣樣濕疹、光敏性皮炎等，非變應(yīng)性接觸性皮炎指刺激性接觸性皮炎。為探討北京地區(qū)空氣污染與皮炎發(fā)病的相互關(guān)系，我們采用廣義相加模型分析主要空氣污染物對(duì)皮炎的影響，為建立區(qū)域大氣污染物與健康效應(yīng)的預(yù)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)提供科學(xué)依據(jù)。

作者單位：100142北京，解放軍空軍總醫(yī)院皮膚科（李永荷、王巧偉、呂宏梅、劉瑋）；北京大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院勞動(dòng)衛(wèi)生與環(huán)境衛(wèi)生學(xué)系（王旭英、潘小川）

資料和方法

一、一般資料

1.病例納入標(biāo)準(zhǔn)：①2012年4月1日至2014年4月30日期間就診于空軍總醫(yī)院皮膚病醫(yī)院診斷為皮炎的患者，包括特應(yīng)性皮炎、過(guò)敏性皮炎、光感性皮炎、接觸性皮炎、神經(jīng)性皮炎、面部皮炎、螨蟲皮炎、刺激性皮炎、濕疹樣皮炎等，不包括濕疹、蕁麻疹等；②北京市常住人口；③排除僅開藥掛號(hào)的病例。數(shù)據(jù)來(lái)自空軍總醫(yī)院HIS系統(tǒng)。

2.大氣污染物數(shù)據(jù)：收集2012年4月1日至2014年4月30日北京市每日大氣污染物數(shù)據(jù)，主要為大氣顆粒物（PM10、PM2.5）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）日均濃度。數(shù)據(jù)來(lái)源于北京市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)中心。

3.氣象數(shù)據(jù)：收集2012年4月1日至2014年4月30日北京市氣象數(shù)據(jù)，包括日均溫度（℃）、相對(duì)濕度（%）、日均風(fēng)速（m/s）。數(shù)據(jù)來(lái)自國(guó)家氣象共享平臺(tái)。

二、分析方法

采用R3.1.2統(tǒng)計(jì)軟件的mgcv軟件包，通過(guò)廣義相加模型分析空氣污染物對(duì)每日皮炎門診人次的影響，并根據(jù)Akaike信息準(zhǔn)則（AIC）最小選擇最優(yōu)模型。廣義相加模型可以控制時(shí)間長(zhǎng)期趨勢(shì)、星期幾效應(yīng)、節(jié)假日效應(yīng)，同時(shí)還可以調(diào)整氣象因素（溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)速）的影響。根據(jù)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)有關(guān)大氣污染物與健康的相關(guān)性（暴露-反應(yīng)關(guān)系）提示多為線性無(wú)閾值的關(guān)系，因此在本研究中將污染物作為線性變量，其他混雜因素（如氣象因素）作為非線性變量。本研究除分析污染的即時(shí)效應(yīng)（當(dāng)日效應(yīng)），同時(shí)考慮污染物的滯后效應(yīng)，因此將當(dāng)天與前幾日的污染物指標(biāo)進(jìn)行回歸分析，分別采用單一滯后（lag 1，lag 2和 lag 3）和滑動(dòng)平均滯后（lag 0-1，lag 0-2和lag 0-3）進(jìn)行分析。由于每日門診量與北京市總?cè)丝谙啾?，屬于小概率事件，近似服從Poisson分布，因此本研究采用Poisson分布作為回歸模型的分布族，對(duì)應(yīng)取對(duì)數(shù)連接函數(shù)，基本模型為：log（E（yi））=α+βxi+f1（x1i）+f2（x2i）+f3（x3i）+…+βxi（lag 0-1）/（lag 0-2）…+dow+Holiday。yi為觀察日i當(dāng)天皮炎門診人次，對(duì)于每個(gè)i，yi服從總體均數(shù)為E（yi）的Poisson分布；E（yi）為觀察日i發(fā)病數(shù)的預(yù)期值；α為模型系數(shù)；xi為對(duì)應(yīng)變量產(chǎn)生線性影響指示變量，這里指污染物日濃度；x1i/x2i/x3i為對(duì)應(yīng)變量發(fā)生非線性影響的變量（主要指氣象因素如氣溫、濕度、風(fēng)速）；f為非參數(shù)平滑函數(shù)；β為通過(guò)回歸模型估計(jì)的指示變量系數(shù)；dow為星期啞元變量，處理星期效應(yīng)問(wèn)題；Holiday為節(jié)假日變量，處理節(jié)假日效應(yīng)。

首先進(jìn)行每個(gè)污染物的單一污染模型分析，即在控制“星期幾效應(yīng)”、“節(jié)假日效應(yīng)”以及氣象因素的影響下，將當(dāng)日的 PM2.5、PM10、SO2、NO2分別單獨(dú)引入模型，然后根據(jù)污染物之間的相關(guān)性，判斷相關(guān)系數(shù)，超過(guò)0.65以上的污染物不宜放在同一模型中，以免產(chǎn)生共線性問(wèn)題，進(jìn)而選擇合適的兩污染物或三污染物模型擬合。根據(jù)以上模型，各污染物的回歸系數(shù)取反對(duì)數(shù)計(jì)算相對(duì)危險(xiǎn)度（RR）和95%置信區(qū)間（95%CI），以觀察大氣污染物每改變10 μg/m3對(duì)皮炎門診人次的影響，從而對(duì)污染物的健康效應(yīng)作出定量評(píng)價(jià)。

結(jié) 果

一、一般情況

2012年4月至2014年4月，就診于空軍總醫(yī)院皮膚科的皮炎患者（北京戶口）共計(jì)90 771例，其中男31 501例占34.7%，女59 260例占65.3%，另有10例患者信息中未記錄性別。年齡分布：＜35歲43 925例占48.8%，35～60歲37 258例占41.0%，＞60歲9 588例占10.6%。平均每日皮炎門診人次中位數(shù)（P25～P75）為 113（86～ 158）人次，其中男 39（29～54）人次，女 75（55～103）人次；＜35歲 53（37～79）人次，35～60歲48（35～62）人次，＞60歲13（8 ～ 17）人次。

二、北京市大氣污染及氣象因素情況

2012年4月至2014年4月，北京市大氣污染物 PM2.5、PM10、SO2、NO2日均濃度中位數(shù) （P25～P75）分別為 72.3（44.0 ～ 114.5）μg/m3、101.2（67.1 ～147.1）μg/m3、18.3 （9.4 ～ 38.1）μg/m3、48.4（37.8 ～64.3）μg/m3。同時(shí)，日均溫度為 15.7（3.2 ～ 23.3）℃，日均相對(duì)濕度為54.0（38.0～69.0）%，日均風(fēng)速為2.0（1.6～2.5）m/s。將污染物濃度與氣象因素結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性分析（表1），發(fā)現(xiàn)4種大氣污染物日均濃度兩兩之間均成正相關(guān)（均P＜0.001）；大氣污染物與氣象因素之間也存在一定的相關(guān)性，其中PM2.5和PM10與日均相對(duì)濕度呈正相關(guān)（均P＜0.001），SO2與日均相對(duì)濕度呈負(fù)相關(guān)（P＜0.01），PM2.5、PM10、SO2、NO2與日均溫度、風(fēng)速均呈負(fù)相關(guān)（均P＜ 0.05）。

三、PM2.5、PM10對(duì)皮炎每日門診人次影響的擬合結(jié)果

單污染物模型結(jié)果顯示（表2），大氣中PM2.5、PM10每升高10 μg/m3，皮炎門診就診人次增加的RR值分別為1.003 1（95%CI：1.001 6～1.004 5）和1.002 5（95%CI：1.001 4 ～ 1.003 7）。在多污染物模型中，調(diào)整SO2進(jìn)入模型后，PM2.5、PM10每升高10 μg/m3，皮炎門診就診人次增加的RR值分別為1.003 1（95%CI：1.001 5 ～ 1.004 6）和 1.230 5（95%CI：1.108 4～1.366 1），差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。對(duì)皮炎門診人次影響的滯后效應(yīng)分析顯示，PM2.5對(duì)皮炎門診人次的影響無(wú)明顯滯后效應(yīng)，PM10對(duì)皮炎門診人次的影響存在滑動(dòng)平均滯后效應(yīng)。年齡、性別分層后分析顯示，＜60歲人群及女性更易患皮炎，見(jiàn)表3。

表1 北京市2012年4月至2014年4月大氣污染物與氣象因素的Spearman相關(guān)性分析（相關(guān)系數(shù)rs）

四、NO2對(duì)皮炎每日門診人次影響的擬合結(jié)果

單污染物模型結(jié)果顯示，大氣中NO2每升高10 μg/m3，皮炎門診就診人次增加的RR值為1.009 7（95%CI：1.005 6 ～ 1.013 8）（表 2），NO2對(duì)皮炎門診人次的影響存在滑動(dòng)平均滯后效應(yīng)。年齡、性別分層后分析顯示，NO2對(duì)各年齡層人群及男女性均有影響（表 3）。

五、SO2對(duì)皮炎每日門診人次影響的擬合結(jié)果

單污染物模型結(jié)果顯示（表2），大氣中SO2每升高10 μg/m3，皮炎門診就診人次增加的RR值為1.005 7（95%CI：1.001 5 ～ 1.009 9）；在多污染物模型中，調(diào)整PM2.5、PM10進(jìn)入模型后，SO2每升高10 μg/m3，皮炎門診就診人次增加的RR值分別為1.014 1 （95%CI：1.007 0 ～ 1.021 1）、1.008 8（95%CI：1.002 0～1.015 7），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），SO2對(duì)皮炎門診人次的影響存在明顯滯后效應(yīng)。年齡、性別分層后分析顯示，35～60歲人群更易患皮炎（表 3）。

表2 當(dāng)日和滯后3 d大氣污染物濃度每升高10 μg/m3引起皮炎門診人次增加的相對(duì)危險(xiǎn)度［RR（95%CI）］

表3 年齡、性別分層后，大氣污染物濃度每升高10 μg/m3引起皮炎門診人次增加的相對(duì)危險(xiǎn)度［RR（95%CI）］

六、各污染物日均濃度與皮炎每日門診人次的暴露-反應(yīng)關(guān)系

單污染物模型中每日大氣污染物濃度與每日門診人次的暴露反應(yīng)關(guān)系曲線可見(jiàn)（圖1），PM2.5、PM10、NO2、SO2日均濃度的升高與每日皮炎門診人次增加的暴露-反應(yīng)關(guān)系基本呈線性，PM2.5和SO2是無(wú)閾值的，即在濃度為0時(shí)開始上升；而PM10和NO2的閾值分別在 100 μg/m3和 50 μg/m3左右，即在該范圍內(nèi)對(duì)皮炎門診量增加的風(fēng)險(xiǎn)最小。

討 論

皮炎是臨床上極其常見(jiàn)的一大類疾病，其發(fā)病機(jī)制基本可歸類為刺激性、變態(tài)反應(yīng)性及光敏性反應(yīng)，與環(huán)境空氣污染存在一定關(guān)系。大量文獻(xiàn)報(bào)道，大氣污染物中主要是顆粒物（PM2.5、PM10）、SO2、NO2、O3［2］影響皮炎的發(fā)生，本研究因 O3數(shù)據(jù)缺失，未能分析O3與每日皮炎門診人次的相關(guān)性。Kim等［3］研究表明，室外空氣污染物包括顆粒物、氣體和揮發(fā)性有機(jī)化合物，會(huì)加重特應(yīng)性皮炎。Larrieu等［4］調(diào)查發(fā)現(xiàn)，3 d內(nèi)PM10每增加10 μg/m3，皮疹發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)升高。2010 年，Kr?mer等［5］調(diào)查交通相關(guān)污染（主要是源于汽車尾氣的顆粒物）與6歲兒童濕疹之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)那些居住于交通發(fā)達(dá)地區(qū)的兒童濕疹發(fā)病率明顯增高。

本研究結(jié)果顯示，北京地區(qū)大氣污染物PM2.5、PM10、NO2、SO2均能使皮炎發(fā)生的危險(xiǎn)性增加。單污染物模型結(jié)果顯示，大氣中這4種污染物（PM2.5、PM10、NO2、SO2）每升高 10 μg/m3，皮炎門診人次增加的RR值分別為1.003 1、1.002 5、1.009 7、1.005 7，多污染物模型與單污染物模型的結(jié)果類似，各污染物對(duì)每日門診人次仍有影響，這與文獻(xiàn)報(bào)道的研究結(jié)果［3-4］類似，均認(rèn)為大氣污染物濃度的升高會(huì)增加皮疹的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。由以上結(jié)果可見(jiàn)，氣態(tài)污染物（NO2、SO2）較固態(tài)污染物（PM2.5、PM10）對(duì)皮膚的危害性更大。氣態(tài)污染物低濃度時(shí)會(huì)對(duì)眼睛、呼吸道黏膜產(chǎn)生刺激，高濃度可引起肺水腫，甚至死亡。在體外，氣態(tài)污染物能與水產(chǎn)生反應(yīng)，生成具有腐蝕性（H2SO4、HNO3）物質(zhì)。此外，氣態(tài)污染物對(duì)皮膚健康影響更大，可能因?yàn)闅怏w分子直徑較小，且具有一定的水溶性，更容易穿透皮膚屏障，從而引起皮膚的一系列損害。目前相關(guān)報(bào)道較少，具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

近年來(lái)，北京市空氣污染物如SO2、一氧化碳、氮氧化物等雖已有效降低，但顆粒物濃度依然很高。北京市PM2.5主要來(lái)源包括二次無(wú)機(jī)氣溶膠、工業(yè)污染、燃煤、土壤塵、生物質(zhì)燃燒、汽車尾氣與垃圾焚燒。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所公布的PM2.5標(biāo)準(zhǔn)品中含有鎳、鉻、芳香混合物、SO3-、NO3-等，這些物質(zhì)可能是加重皮炎的因素?？諝馕廴疚锏某煞挚梢宰鳛槲胄?接觸性變應(yīng)原，誘發(fā)變態(tài)反應(yīng)性皮膚病變［6-8］，某些成分還可以通過(guò)誘發(fā)氧化應(yīng)激反應(yīng)等對(duì)皮膚細(xì)胞和組織造成損傷［6，9-11］。例如附著于PM2.5表面的多環(huán)芳烴是芳香烴受體的外源性配體，當(dāng)多環(huán)芳烴與表皮細(xì)胞內(nèi)的芳香烴受體結(jié)合并將其激活后，可以誘發(fā)一系列的生物學(xué)損傷效應(yīng)［12］。

圖1 單污染物模型中每日大氣污染物濃度與每日門診人次的暴露反應(yīng)關(guān)系曲線 橫坐標(biāo)為污染物日均濃度，橫坐標(biāo)上的豎線越密集的地方表示該濃度的天數(shù)越多；縱坐標(biāo)代表每日皮炎門診人次變化的相對(duì)危險(xiǎn)度（RR），實(shí)線為暴露-反應(yīng)關(guān)系曲線，兩側(cè)虛線為RR值的95%置信區(qū)間（CI）

從各污染物日均濃度與皮炎每日門診人次的暴露-反應(yīng)曲線上看，隨著污染物濃度的增加，門診人次隨之增加，其暴露-反應(yīng)關(guān)系基本呈線性關(guān)系。但隨著PM10濃度的增加，RR＜1，可能由于高濃度PM10數(shù)據(jù)較少，散點(diǎn)圖分布稀疏，因而呈現(xiàn)皮炎就診風(fēng)險(xiǎn)降低的趨勢(shì)。將PM10進(jìn)行分段線性分析，找出斜率最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的RR值，結(jié)果顯示RR值＜1，但同時(shí)置信區(qū)間跨越1，無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，因此并不能認(rèn)為PM10濃度對(duì)每日皮炎門診量是保護(hù)因素。

經(jīng)年齡、性別分層后發(fā)現(xiàn)，年齡＜60歲人群及女性對(duì)顆粒物（PM2.5、PM10）比較敏感，而 NO2對(duì)所有年齡層次及不同性別人群均有影響，SO2主要對(duì)35～60歲人群有較大影響。這可能與不同性別、年齡層次人群的生活方式、皮膚屏障功能等存在差異有關(guān)。中青年人在作息時(shí)間、煙酒飲食、精神壓力以及暴露在環(huán)境空氣污染中的時(shí)間等方面與兒童及老年人群存在較大差異，兒童與老年人飲食相對(duì)健康，作息規(guī)律，霧霾時(shí)會(huì)相應(yīng)減少戶外活動(dòng)時(shí)間等。另外，女性相對(duì)于男性，使用化妝品較多，部分化妝品中含有破壞皮膚屏障的成分，使皮膚變得更加脆弱，暴露于環(huán)境空氣污染時(shí)，更容易受到影響。

綜上，北京地區(qū)大氣污染物 PM2.5、PM10、NO2、SO2均能使皮炎發(fā)生的危險(xiǎn)性增加，但是否對(duì)其他皮膚疾病存在影響，以及顆粒物對(duì)皮膚的影響是該混合物的共同作用還是附著的各種氧化物、離子等的單獨(dú)作用，尚待進(jìn)一步研究。

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Association between air pollution and the number of outpatient visits for dermatitis in a hospital in Beijing city

Li Yonghe*,Wang Xuying,Wang Qiaowei,Lyu Hongmei,Liu Wei,Pan Xiaochuan.*Department of Dermatology,Air Force General Hospital of PLA,Beijing 100142,China

ObjectiveTo investigate the association between air pollution and the daily number of outpatient visits for dermatitis in Beijing city,and to evaluate the sensitivity to air pollution in populations of different gender and age.MethodsTime-series data on daily outpatient visits for dermatitis between April 2012 and April 2014 were collected from Air Force General Hospital of PLA.The daily average concentrations of sulfur dioxide （SO2）,nitrogen dioxide（NO2）,and particulate matters（PM2.5,PM10）were obtained from Beijing Municipal Environmental Monitoring Center,and routine meteorological data （including daily mean temperature,relative humidity and wind speed）were collected from the China Meteorological Data Sharing Service System.A generalized additive model was used to analyze the association between daily average concentrations of air pollutants and the number of daily outpatient visits for dermatitis.ResultsIn single-pollutant models,an increase of 10 μg/m3in daily concentrations of PM2.5,PM10,SO2,and NO2was associated with the number of outpatient visits for dermatitis with the relative risk being 1.003 1（95%CI,1.001 6-1.004 5）,1.0025 （95%CI,1.001 4-1.003 7）,1.0057 （95%CI,1.001 5-1.009 9）and 1.009 7 （95%CI,1.005 6-1.013 8）respectively.Similarly,multipollutant models showed that air pollutant concentrations were significantly associated with the daily number of outpatient visits for dermatitis.Distributed lag models showed that the effects of PM2.5,PM10 and NO2on daily outpatient visits for dermatitis were mainly observed on the day of exposure,while the effect of SO2increased along with the increment of lag days.Stratification analysis showed that people aged less than 60 years and females were relatively more sensitive to particulate matters （PM2.5,PM10）,while NO2affected all groups of people at the same degree,and SO2mainly affected people aged 35-60 years.ConclusionAir pollutants PM2.5,PM10,SO2and NO2may all increase the risk of dermatitis in Beijing area.

Dermatitis;Air pollutants;Particulate matter;Sulfur dioxide;Nitrogen dioxide;Generalized additive model

Liu Wei,Email:lwei5811@126.com

10.3760/cma.j.issn.0412-4030.2015.12.002

中華醫(yī)學(xué)會(huì)-薇姿研究項(xiàng)目（V2014100649）

劉瑋，Email：lwei5811@126.com

2015-03-02）

（本文編輯：周良佳 顏艷）