氣象環(huán)境因素與腦卒中發(fā)病的相關性研究

陳念 王春茹

摘要：腦卒中是發(fā)病率高、致殘率高、致死率高以及復發(fā)率高的腦血管疾病，其主要病因有腦小動脈硬化、腦動脈粥樣硬化、血管先天發(fā)育異常等，常見的危險因素有高血壓、糖尿病、高脂血癥、心臟病、吸煙等。有研究發(fā)現(xiàn)，腦卒中的發(fā)病與氣象、空氣污染存在關聯(lián)性，異常天氣是腦卒中的危險因素之一。本文對氣象因素中氣溫、氣壓、濕度、空氣污染與腦卒中發(fā)病關系及發(fā)病機制作一綜述，旨在為腦卒中的防治提供一定的理論依據(jù)。

關鍵詞：腦卒中;氣象因素;空氣污染;極端天氣

中圖分類號：R743.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2019.16.011

文章編號：1006-1959（2019）16-0034-04

Abstract：Stroke is a cerebrovascular disease with high incidence， high disability rate， high mortality rate and high recurrence rate. The main causes are cerebral arteriosclerosis， cerebral atherosclerosis， vascular congenital abnormalities， etc. Common risks Factors include high blood pressure， diabetes， hyperlipidemia， heart disease， and smoking. Some studies have found that the incidence of stroke is related to meteorology and air pollution， and abnormal weather is one of the risk factors for stroke. This article reviews the relationship between temperature， pressure， humidity， air pollution and stroke incidence and pathogenesis in meteorological factors， aiming to provide a theoretical basis for the prevention and treatment of stroke.

Key words：Stroke;Meteorological factors;Air pollution;Extreme weather

腦卒中（stroke）是短時間內快速發(fā)生的腦血管疾病，表現(xiàn)為局限性或彌漫性神經(jīng)功能缺損的臨床事件，其發(fā)病機理復雜，病因多樣。腦卒中的高危因素有內在因素（內環(huán)境）和外在因素（外環(huán)境），內在因素有高血壓、糖尿病、高血脂、心臟病、肥胖、低體力活動、吸煙、基因異常等，外在因素有氣象、環(huán)境因素等，而外在因素的異常可引起機體內環(huán)境的改變，從而誘發(fā)卒中[1]。有研究證實[2]，氣象是腦卒中獨立危險因素之一;并通過氣象與腦卒中發(fā)病預測模型得到驗證[3]。腦卒中與氣象環(huán)境因素關系密切，本文對氣象因素中氣溫、氣壓、濕度、空氣污染與腦卒中發(fā)病關系及發(fā)病機制作一綜述，旨在為腦卒中的防治提供一定的理論依據(jù)。

1氣象因素與腦卒中發(fā)病的關系

1.1氣溫對腦卒中發(fā)病的影響? 有研究發(fā)現(xiàn)[4]，氣溫變化與腦卒中發(fā)病存在相關性，尤其是短期內氣溫變化可明顯增加卒中的風險。其中，1℃氣溫降低所帶來的冷效應可使出血性卒中增加1.1%，而1℃氣溫升高所帶來的熱效應可使缺血性卒中增加1.2%。Lichtman JH等[5]研究發(fā)現(xiàn)，平均溫度和日溫波動與卒中發(fā)病關系密切，尤其是5°華氏度（Fahrenheit，F(xiàn);F=1.8°C+32）以上的平均溫度和日間溫度差可導致腦卒中患者增加1.8%，而65歲以上老年人群對平均溫度和日溫波動更加敏感。張云權等[6]通過調查湖北省居民腦卒中死亡的氣象因素后發(fā)現(xiàn)，日均氣溫與湖北省居民腦卒中死亡呈反“J”形關系，即低溫和高溫均可增加卒中發(fā)生和死亡風險。極端天氣如寒潮和熱浪均明顯增加腦卒中患者死亡的風險，其中寒潮所致卒中死亡風險增加18.0%（4.3%～33.6%），熱浪所致卒中死亡風險增加11.4%（1.2%～22.7%），而且熱浪引起卒中發(fā)病與死亡的滯后性（2～3 d）要早于寒潮（10 d）。此外，Vodonos A等[7]研究發(fā)現(xiàn)，腦卒中發(fā)病存在季節(jié)性規(guī)律，出血性腦卒中多發(fā)生于氣溫較低的春季和冬季，腦出血患者比例占全年的61.61%，而缺血性腦卒中多發(fā)生于氣溫較高的夏季和秋季，腦梗死患者比例占全年的60.84%。老年人群更易受到惡劣天氣的影響，當老年人群處在這樣的氣象條件下，腦卒中的發(fā)病率及死亡率明顯高于其他人群[8]?？傊?，腦卒中的總體發(fā)病率與氣溫的高低有明顯關系，當氣溫急劇下降或上升時發(fā)病率會隨之上升。

1.2氣壓對腦卒中發(fā)病的影響? 目前，國際上關于氣壓與腦卒中發(fā)病之間的關系持有不同的觀點。第一種觀點認為氣壓與腦卒中發(fā)病存在正相關。氣壓對人體影響比較顯著，老年患者尤其合并高血壓、糖尿病及既往患有卒中的老年人群的心腦血管受氣壓的影響更為明顯[9]。有研究表明[10]，腦出血與氣壓呈雙向關系，腦梗死發(fā)病與氣壓呈正相關。日平均氣壓<910 hPa時，腦梗死患病率無明顯變化;當平均氣壓>910 hPa時，腦梗死患病人數(shù)也會隨之上升;而平均氣壓<901 hPa或>904 hPa時，腦出血患病率也會增加。第二種觀點認為氣壓與腦卒中發(fā)病存在負相關。Shaposhnikov D等研究表明[11]，腦卒中隨著日平均氣壓的升高而穩(wěn)定下降，與氣壓的變化成反比關系。另有學者發(fā)現(xiàn)[10]，平均氣壓<901 hPa時腦出血患病率也會增加。Honig A等[12]研究發(fā)現(xiàn)，氣壓降低后腦深部出血患者增加，而皮質性腦出血患者無變化，其機制可能與氣壓降低導致血壓升高有關。第三種觀點認為氣壓與腦出血和腦梗死發(fā)病的關系各不相同。劉娜等[13]報道，當氣壓≥1016 hPa時，腦出血發(fā)病風險增加，尤其是氣壓在1028～1031 hPa時，腦出血發(fā)病最高。Li W等[14]發(fā)現(xiàn)，在氣壓較高（≥1030 hPa）或較低（<1015 hPa）時，腦梗死發(fā)病率均會增加。第四種觀點認為氣壓與腦卒中發(fā)病無關，與Cao Y等[15]研究結果一致。目前對于氣壓與腦卒中發(fā)病的觀點不同，可能與地域不同，以及研究者將氣壓和其他氣象因素聯(lián)合等因素有關。

1.3濕度對腦卒中發(fā)病的影響? 楊潔[16]的研究表明，腦卒中的發(fā)生與平均濕度、最低濕度有密切的關系，即濕度越高則腦卒中的發(fā)病率越高。但Cao Y等[15]的分析結果表明，腦出血發(fā)病與濕度變化呈負相關，當室外環(huán)境濕度>75%時，隨著濕度的升高，腦出血的發(fā)作風險降低。腦梗死發(fā)病與日最小相對濕度呈負相關，日最小相對濕度越高腦梗死的發(fā)生風險越低。此外，袁偉壯等[17]通過比較中國北方、南方同時期濕度變化和腦卒中亞型之間的關系發(fā)現(xiàn)，平均濕度與蛛網(wǎng)膜下腔出血（subarachnoidhemorrhage，SAH）呈負相關，即同時期濕度較低的北方地區(qū)，SAH的患病率明顯高于濕度較高的南方地區(qū)。盡管很多的研究都支持環(huán)境濕度與腦卒中存在關聯(lián)性，但也有研究提出[18]，腦卒中發(fā)病與濕度變化無相關性。濕度與腦卒中發(fā)病的關系尚不統(tǒng)一，可能與研究者的地域和考慮的氣象因素不同有關。

1.4空氣污染對腦卒中的影響? 有研究發(fā)現(xiàn)[19-21]，空氣污染同樣增加了患卒中的風險，主要污染物包括NO2、SO2及可吸入顆粒（PM10、PM2.5）等，當空氣中每立方米PM2.5增加2 μg就很有可能使隱匿型腦梗死增加46%。另有研究發(fā)現(xiàn)[22，23]，短期內增加PM2.5水平與腦卒中的發(fā)病率沒有明確的相關性，但是在部分有基礎病變的患者群，如糖尿病、慢性阻塞性肺疾患（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）等中腦梗死的發(fā)病率增加，尤其對于COPD的患者，當PM2.5水平增加1倍時，其腦梗死發(fā)生風險較無COPD增加2.6倍。國內一項調查研究發(fā)現(xiàn)[24]，武漢市重度污染霧霾天時空氣污染組腦卒中發(fā)病率明顯高于空氣良好組（？字2=11.08，P<0.01）?？傊?，空氣污染與腦卒中發(fā)病關系密切，也是唯一能干預的環(huán)境因素。

此外，風速、噪音、日照等與腦卒中發(fā)病可能存在一些聯(lián)系。王瑞等[25]研究結果表明，太原地區(qū)腦梗死發(fā)病與日最大風速（t=2.784，P<0.005）、日平均風速（r=0.062，P<0.05）呈正相關，而腦出血與風速無相關性。S？覬rensen M等[26]研究發(fā)現(xiàn)，道路交通噪音也是腦卒中發(fā)病的誘發(fā)因素，長期暴露在10 dB以上交通噪音的老年人群，其缺血性腦卒中發(fā)病率增加1.11%?？婗繹27]研究發(fā)現(xiàn)，陽光中的紫外線強度與腦出血的發(fā)生呈現(xiàn)一定的相關性，紫外線強度增加可降低患腦出血的風險，但與腦梗死發(fā)病無相關性?？傊瑲庀蟓h(huán)境因素與腦卒中的關系不是單一的氣象因子所致，可能是多種氣象因子的疊加誘發(fā)卒中。

2氣象因子影響腦卒中發(fā)病的可能機制

正常健康的機體需要內環(huán)境和外環(huán)境都要穩(wěn)定，內環(huán)境的穩(wěn)態(tài)受神經(jīng)-內分泌調節(jié)，外環(huán)境的穩(wěn)定受氣象-環(huán)境因素控制，外環(huán)境的異?？梢饍拳h(huán)境紊亂，當機體的穩(wěn)態(tài)破壞后就會致病。目前關于氣象引起腦卒中的發(fā)病機制尚不明確，可能與天氣變化導致血壓波動、血流動力學異常、血液成分改變或者凝血系統(tǒng)異常等有關。

2.1天氣變化影響血壓變化? 有研究發(fā)現(xiàn)[28]，引起血壓變化的氣象因子中，氣溫的作用最強。氣溫下降，血管物理性收縮以及交感神經(jīng)興奮性增強，心率增快，隨之血壓升高，當血壓過高超過人體代償時就易導致腦卒中。氣溫上升，血管物理性舒張，隨之血壓下降，而氣溫過高時就會導致機體失鹽及脫水，造成血流緩慢、血液濃縮，血管清除血栓能力下降，從而導致缺血性腦卒中的發(fā)生。此外，氣溫的變化刺激交感神經(jīng)興奮，促使腎上腺髓質釋放更多的腎上腺素和去甲腎上腺素，導致機體代謝增快，心輸出量增加，最終引起血壓升高，升高的血壓及心腦血管自主調節(jié)功能異常增加腦卒中的發(fā)生。另有研究發(fā)現(xiàn)[29]，氣溫下降時血壓升高，心臟左心房壓力升高、血流改變，加重心臟的無效收縮，易形成心源性栓子且脫落致心源性腦栓塞的發(fā)生，尤其對于既往有心臟病合并心房纖顫患者發(fā)生腦栓塞的風險更高。氣壓和濕度也是血壓變化的影響因子，血壓動態(tài)變化與這些氣象因子存在著復雜的關系。

2.2天氣變化影響血液內成分的變化? 有研究表明，氣象因素影響部分血液成分的含量[30]，例如血小板、紅細胞、纖維蛋白原、凝血因子及脂蛋白等。血小板的數(shù)量、功能與氣溫、氣壓的關系密切，低氣溫、高氣壓可使血小板數(shù)量增加、血小板聚集能力增強。紅細胞壓積（Hct）均值也受氣象因子的影響，氣溫及相對濕度增高，Hct均值降低;而氣壓值升高，則Hct均值也升高。Hct升高可使紅細胞聚集性增高，通過釋放二磷酸腺苷激活血小板活性，促進血小板粘附、聚集、釋放，參與動脈粥樣硬化形成[31]。此外，受人體代謝的影響和運動量的變化，血脂也存在季節(jié)性變化，總膽固醇和甘油三酯在冬季明顯高于夏季[32]。張書余等[33]研究發(fā)現(xiàn)，氣象因素也影響纖維蛋白原激活劑的含量、凝血因子Ⅶ的活性和纖維蛋白D-二聚體的濃度等。氣溫降低時，凝血因子Ⅶ活性也隨之降低，而纖溶活性增加，溫度差加大也可加重血管內皮細胞損害，或導致凝血纖溶系統(tǒng)的自我調控機制紊亂[34]。總之，天氣變化可引起血液內多種成分變化，單一的血液成分變化或多種疊加均可誘發(fā)卒中。

2.3氣象因素對微循環(huán)的影響? 一項動物實驗結果顯示[32]，當家兔短時間處于低溫、高壓及低溫合并高壓的環(huán)境中，其微循環(huán)血管就會發(fā)生收縮，顯微鏡下可見微循環(huán)血管呈“禿樹枝”樣改變，血管床開放減少，而循環(huán)血容量增加，繼而出現(xiàn)血壓增高，發(fā)生顱內出血的風險增大。當把家兔置于高溫、高濕及高溫合并高濕的環(huán)境中，其微循環(huán)血管就會發(fā)生擴張，血管床開放增多，血液瘀滯及血流速度減慢，血管清除栓子能力下降，當循環(huán)血容量持續(xù)減少，就會啟動血栓-栓塞機制，嚴重時可影響腦灌注從而造成缺血性腦卒中。對于既往存在顱內血管動脈粥樣硬化性狹窄的患者來說，微循環(huán)障礙導致的腦灌注不足更容易引起分水嶺腦梗死[35]，而微循環(huán)障礙導致的腦灌注壓增高更容易導致既往存在顱內動脈瘤的患者發(fā)生SAH[36]。

2.4感染因素? 有研究顯示[37]，感染尤其是流感疫情爆發(fā)或空氣污染指數(shù)（API）增高導致COPD患者增加時，卒中患者也會顯著增加。此外，霧霾時API升高，空氣中刺激性氣味、硫化物、可吸入性顆粒物及炭黑等增加，均可誘發(fā)哮喘發(fā)作，而免疫介導的氣道炎癥可引起發(fā)熱和一系列的并發(fā)癥，促使合并動脈粥樣硬化性疾病的人群血液處于高凝狀態(tài)[24]。低氣溫季節(jié)流感活動的高峰與卒中發(fā)病的高峰存在聯(lián)系。天氣條件很大程度上影響易感人群的行為，如運動減少和酒精消耗增加等，而空氣污染可促使既往有慢性呼吸道疾病的患者誘發(fā)呼吸道感染，多種因素導致血液高凝狀態(tài)，從而誘發(fā)腦卒中的發(fā)作。

噪音引起腦卒中的機制可能與長期接觸噪音的人群睡眠不足，血壓升高誘發(fā)心臟病發(fā)作，以及睡眠紊亂導致內環(huán)境紊亂、機體免疫系統(tǒng)下降等增加了腦卒中的危險值[38]。而噪音引起的晝夜節(jié)律異常，尤其是高血壓患者晝夜節(jié)律異常導致“非杓性”高血壓也是增加卒中風險的機制[39]。日照時間不足引起腦卒中的機制與紫外線影響鈣的吸收有關，而鈣是腦卒中的保護性因素，鈣攝入與腦卒中風險呈非線性劑量關系[40]。

3總結

雖然目前研究證實氣象環(huán)境因素與腦卒中發(fā)病具有關聯(lián)性，但此方面的研究不多，而且不同的研究存在很大的差異，出現(xiàn)差異的原因可能與腦卒中的發(fā)病因素多而復雜、氣象因素復雜、研究地域不同及統(tǒng)計方法等有關。根據(jù)現(xiàn)有的研究結果提示氣象環(huán)境因素是誘發(fā)腦卒中發(fā)病的原因之一，尤其是腦卒中高危人群，在不利的氣象條件下，腦卒中的發(fā)生率會明顯增高。因此，腦卒中的預防要在傳統(tǒng)二級預防的基礎上應考慮氣象因素，避免因不利的氣象環(huán)境因素導致卒中的發(fā)生。

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收稿日期：2019-4-15;修回日期：2019-4-25

編輯/杜帆