氣象因素與冠心病

韓文博，孫愛(ài)軍，李紅梅,2，王顯,2

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展及城市化進(jìn)程的加快，心血管病（CVD）發(fā)病人數(shù)也在持續(xù)增加，心血管病死亡已成為城鄉(xiāng)居民的首要死亡原因。而冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病（冠心病，CHD）是臨床常見(jiàn)的心血管病之一，具有高發(fā)病率和高致死率的特點(diǎn)，嚴(yán)重威脅著人們健康。據(jù)推算，我國(guó)目前心血管病總患病人數(shù)約2.9億人，其中冠心病約有1100萬(wàn)人，僅次于卒中[1]。氣象因素如溫度、濕度、風(fēng)速等對(duì)冠心病的發(fā)病有著重要影響[2]，了解氣象因素與冠心病發(fā)病間的規(guī)律，對(duì)冠心病患者的日常生活指導(dǎo)及遠(yuǎn)期預(yù)后有著重要意義，本文將對(duì)其相關(guān)研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 風(fēng)速對(duì)冠心病的影響

關(guān)于風(fēng)速影響冠心病的機(jī)制，多從氣溫、氣壓等氣象因素與風(fēng)速協(xié)同作用的角度討論，當(dāng)氣溫驟降、風(fēng)速增大、氣壓升高時(shí)，人體血管收縮、血壓升高、心率增快，導(dǎo)致心肌耗氧增加，同時(shí)兒茶酚胺分泌增多，易使血小板聚集而形成血栓，發(fā)生心血管病事件[3]。賈俊妹[4]研究中證明了上述觀點(diǎn)，通過(guò)研究石家莊市居民心腦血管疾病突發(fā)與氣象因素的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)風(fēng)速變化與冠心病發(fā)病人數(shù)呈正相關(guān)，風(fēng)速越大、其發(fā)病人數(shù)越多。在北京地區(qū)，風(fēng)速水平對(duì)冠心病的影響可能更加敏感[3，5-7]，且呈顯著的季節(jié)性發(fā)病趨勢(shì)[7]。

部分研究認(rèn)為風(fēng)速過(guò)小也會(huì)影響冠心病的轉(zhuǎn)歸。封銳[8]研究氣象因素對(duì)老年急性心肌梗死（AMI）入院的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)風(fēng)速小于0.9 m/s時(shí)，高血壓合并冠心病患者因AMI入院的風(fēng)險(xiǎn)最大。談建國(guó)等[9]認(rèn)為，當(dāng)平均風(fēng)速偏小時(shí)，空氣流動(dòng)不暢，冠心病患者在這樣的天氣條件下可能有壓迫感，最終導(dǎo)致猝死事件增多。馮巧愛(ài)等[10]應(yīng)用廣義相加模型研究發(fā)現(xiàn)平均風(fēng)速與AMI發(fā)病呈非線性相關(guān)，當(dāng)風(fēng)速低于一定程度時(shí)，AMI的發(fā)病隨著風(fēng)速的降低而增高。此外，也有少數(shù)研究則認(rèn)為風(fēng)速與急性冠脈綜合征發(fā)病無(wú)關(guān)[11，12]。

2 氣溫對(duì)冠心病的影響

氣溫與冠心病一直是氣象醫(yī)學(xué)的研究熱點(diǎn)，已有很多研究證實(shí)了兩者之間的相關(guān)性[10，13-15]。

2.1 高溫與冠心病高溫條件下，人體排汗增多，容易導(dǎo)致電解質(zhì)紊亂及酸堿失衡，進(jìn)而引起機(jī)體循環(huán)功能障礙，加重原有疾??；同時(shí)，高溫時(shí)皮膚血管擴(kuò)張，心排血量增加，心臟負(fù)荷加重，可能會(huì)影響冠心病患者的病情[16]。也有研究提示炎癥因子與熱浪有一定相關(guān)性[15]，劉昊辰等研究發(fā)現(xiàn)，熱浪組小鼠的HSP60、SOD、TNF、sICAM-1、HIF-1α等表達(dá)均高于對(duì)照組，提示熱浪會(huì)誘導(dǎo)炎癥標(biāo)志物水平的升高，加速動(dòng)脈粥樣硬化及血栓的形成[17]。

Fisher等通過(guò)對(duì)美國(guó)馬里蘭州2000至2012年6~8月的極端高溫天氣進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)極端高溫天氣時(shí)發(fā)生急性心肌梗死的風(fēng)險(xiǎn)增加11%[18]。我國(guó)一項(xiàng)涉及43個(gè)城市，包括冠心病、卒中等研究對(duì)象的研究報(bào)告顯示，高溫會(huì)增加急性心肌梗死患者的死亡風(fēng)險(xiǎn)[19]。張霞等研究指出，濟(jì)南市熱浪對(duì)居民急性心肌梗死的死亡有顯著影響，且存在滯后效應(yīng)[20]。

值得注意的是，不同性別和年齡的人群對(duì)高溫天氣的耐受程度也不相同。Morabito應(yīng)用生物氣象學(xué)方法探討溫度對(duì)心肌梗死的影響，結(jié)果顯示當(dāng)暴露于每天至少9 h的高溫環(huán)境時(shí)，年輕患者的住院率明顯增加，并指出這種現(xiàn)象可能與高溫條件下不同年齡人群的生活習(xí)慣不同有關(guān)，年輕人更多是進(jìn)行持續(xù)工作或戶(hù)外活動(dòng)，老年人則不會(huì)[13]。另一項(xiàng)研究對(duì)中國(guó)272座城市的氣象資料進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)熱浪會(huì)增加冠心病死亡風(fēng)險(xiǎn)，且在老年、女性、低教育水平人群中表現(xiàn)更為明顯[21]。加拿大一項(xiàng)對(duì)2199例STEMI患者進(jìn)行環(huán)境因素影響的研究，顯示夏季、外溫升高是女性（＜55歲）發(fā)生STEMI的顯著危險(xiǎn)因素[22]。姚瑤[15]的研究指出，男性在夏季氣溫高于35℃時(shí)，發(fā)病入院率急速上升；而在33℃~40℃時(shí)，女性發(fā)病曲線更為陡直，說(shuō)明女性對(duì)夏季熱浪更為敏感。盡管更多研究提示高溫對(duì)急性心肌梗死有著重要影響[23，24]，但也有極少數(shù)研究觀察到高溫與心絞痛間并無(wú)明顯聯(lián)系[25]。

2.2 寒冷與冠心病低溫對(duì)心絞痛的影響是多因素的。首先暴露于低溫環(huán)境時(shí)，心血管系統(tǒng)進(jìn)行了適應(yīng)性調(diào)整：循環(huán)系統(tǒng)中的兒茶酚胺水平升高，溫度感受器激活[26]，導(dǎo)致血壓升高、心率增快，左室舒張末期壓力和容積增高[26-29]。心臟做功增多及外周血管阻力增高，最終導(dǎo)致心肌耗氧量增加、缺血閾值降低，并出現(xiàn)相關(guān)臨床癥狀[27]。其次，寒冷環(huán)境會(huì)使皮膚血管收縮、體循環(huán)阻力增加，導(dǎo)致血壓升高致使需氧量增加[28，30]；另外在寒冷環(huán)境下，交感神經(jīng)活性、血小板聚集程度、紅細(xì)胞計(jì)數(shù)及血漿膽固醇也會(huì)受到影響，而出現(xiàn)不同程度的增高[28，31-33]，共同作用于心血管系統(tǒng)。

大量研究[4，7，34-36]提示，低溫與冠心病的發(fā)病密切相關(guān)，溫度越低則發(fā)病率越高。廉慧應(yīng)用分布滯后非線性模型研究極端溫度與北京地區(qū)69 927例急性心肌梗死的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)當(dāng)北京地區(qū)環(huán)境溫度為22.4℃時(shí)，心肌梗死發(fā)生率最?。辉诤錉顟B(tài)下，AMI發(fā)生率增加48%，在極冷環(huán)境下，AMI發(fā)生率增加108%[37]。方寧，吳丹羽等研究發(fā)現(xiàn)氣溫是急性心肌梗死發(fā)作的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[38，39]。

同時(shí)也有一些針對(duì)老年冠心病患者的研究，提示其可能對(duì)低溫的耐受更差。王羅莎的研究指出，當(dāng)24 h溫差＞14℃時(shí)，老年急性冠脈綜合征患者有較高的病死率和較低的好轉(zhuǎn)率[11]。另一篇報(bào)道顯示老年人冬季的過(guò)多死亡與缺血性心臟病、肺心病、心力衰竭等有關(guān)，11月至2月住院患者的死亡風(fēng)險(xiǎn)比5月份要高30%~50%[40]。在性別因素方面，男性比女性更易受到環(huán)境溫度的影響[37，39]，這可能與男性職業(yè)更多地暴露于寒冷環(huán)境有一定關(guān)系。

近年來(lái)，部分學(xué)者將Wind Chill Temperature（風(fēng)寒溫度）應(yīng)用于氣象醫(yī)學(xué)進(jìn)行研究。風(fēng)寒溫度測(cè)定的是皮膚感覺(jué)到的體表溫度（合并了溫度和風(fēng)速兩個(gè)因素）。早在2000年，由美國(guó)國(guó)家氣象局和加拿大環(huán)境局組成的溫度指數(shù)聯(lián)合行動(dòng)小組就制定了目前的北美風(fēng)寒指數(shù)[41]。Shao等研究顯示，在寒熱交替的月份如3月和11月，冠心病等心血管疾病對(duì)風(fēng)寒溫度可能更加敏感，這可能是因?yàn)槿藗儗?duì)突如其來(lái)的寒冷天氣沒(méi)有防備，導(dǎo)致易感程度比真正的冬季到來(lái)時(shí)更加敏感[42]。

3 氣壓對(duì)冠心病的影響

既往研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氣壓下降時(shí)，氧分壓也相應(yīng)減低，導(dǎo)致人體缺氧，缺氧后極易誘發(fā)心肌缺血[43]。另有學(xué)者指出，氣壓變化造成的神經(jīng)系統(tǒng)與內(nèi)分泌系統(tǒng)紊亂可能與急性心肌梗死發(fā)病有關(guān)[5]。也有專(zhuān)家認(rèn)為氣壓變化主要受氣溫的影響，因此其對(duì)急性心肌梗死的影響與氣溫是一致的[44]。

已知的研究多認(rèn)為氣壓與冠心病發(fā)病呈正相關(guān)[4，36，44]，而方寧則觀察到氣壓與心肌梗死發(fā)病呈負(fù)相關(guān)[38]，也有個(gè)別研究觀察到氣壓與急性心肌梗死發(fā)病呈非線性相關(guān)[10]。封銳回顧性分析2009~2012年908例老年急性心肌梗死患者，發(fā)現(xiàn)當(dāng)平均氣壓高于1025 hPa時(shí)較低于1016 hPa時(shí)急性心肌梗死入院風(fēng)險(xiǎn)增加[8]。王羅莎將1701例急性冠脈綜合征患者，按入院季節(jié)和氣象因素分組后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，觀察到24 h氣壓差＞5 hPa時(shí)，急性冠狀動(dòng)脈綜合征（ACS）的病死率較高、好轉(zhuǎn)率較低[11]。

4 濕度對(duì)冠心病的影響

濕度作為重要的氣象因素之一，對(duì)冠心病的發(fā)病和轉(zhuǎn)歸有著重要影響[6，9]。有研究顯示冠心病心絞痛入院增多與最小濕度相關(guān)，當(dāng)機(jī)體嚴(yán)重缺血且周?chē)h(huán)境濕度增大時(shí)，人體內(nèi)環(huán)境可能更易受到影響，汗液排泄不暢等因素增加了呼吸、循環(huán)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)[25]。郭冬娜等研究指出，濕度、氣溫、氣壓三者的平衡關(guān)系失調(diào)時(shí)誘發(fā)了心肌梗死，當(dāng)三者大幅度波動(dòng)時(shí)，多變的氣象條件使人體生理狀態(tài)失衡，繼而使神經(jīng)體液調(diào)節(jié)失衡，引起微循環(huán)及血流動(dòng)力學(xué)的改變，誘發(fā)心肌梗死[43]。

濕度多與氣溫、氣壓等其他氣象因素共同影響冠心病。張會(huì)娜等對(duì)16家中醫(yī)醫(yī)院2141例急性心肌梗死（AMI）病例進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)AMI發(fā)病與溫度、降水量、濕度和風(fēng)速相關(guān)，呈顯著的季節(jié)發(fā)病趨勢(shì)[7]。張欣運(yùn)用病例交叉研究方法，回顧分析2003~2010年間17 498例冠心病患者與氣象因素的關(guān)系，觀察到氣溫、氣壓、濕度協(xié)同或拮抗作用于人體影響了冠心病的發(fā)生[35]。馮巧愛(ài)的研究也得到了類(lèi)似的結(jié)果[10]。另有學(xué)者則指出相對(duì)濕度與心肌梗死發(fā)病無(wú)顯著相關(guān)性[38]。

5 日照時(shí)數(shù)對(duì)冠心病的影響

日照時(shí)數(shù)與冠心病的相關(guān)性研究相對(duì)較少，且這些研究結(jié)果并不一致。Gebhard等對(duì)加拿大蒙特利爾心臟研究所4.5年間的2199例急性ST段抬高型心肌梗死患者進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)日照時(shí)間延長(zhǎng)是女性（＜55歲）發(fā)生STEMI的顯著危險(xiǎn)因素[22]。相反，魏秀蘭等研究指出冠心病在低溫、陰雨、寡照天氣條件下更易誘發(fā)[34]。還有研究[25]認(rèn)為日照時(shí)數(shù)方面未發(fā)現(xiàn)與心絞痛發(fā)病有著直接聯(lián)系。

6 展望

隨著全球氣候變暖及環(huán)境污染等不穩(wěn)定因素的增加，氣象越來(lái)越多的影響到疾病的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)歸。因此關(guān)于氣象與疾病相關(guān)性研究也在逐漸增多。

上述對(duì)氣象因素與冠心病相關(guān)性的探討，表明氣象條件的變化可能影響人體血流動(dòng)力學(xué)并催生其他不利因素，從而催化心血管事件的發(fā)生。通常，這些研究依賴(lài)于獲取區(qū)域天氣信息并將其與這些急性心臟事件數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，得出兩者短時(shí)間內(nèi)的相關(guān)性。而每個(gè)具體研究都依賴(lài)于一定的統(tǒng)計(jì)模型，如廣義線性模型（GLM）、廣義相加模型（GAM）、分布滯后非線性模型（DLNM）、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型（ANNs）等。新的方法學(xué)設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)模型為氣象醫(yī)學(xué)的研究提供了更多思路。

但這些研究往往有著各自的局限性。如氣壓、氣溫、濕度、風(fēng)速等的波動(dòng)可以引起季節(jié)的變化，而在不同的季節(jié)里，人們的飲食、戶(hù)外活動(dòng)、情緒、吸煙等習(xí)慣也會(huì)不同，這可能是氣象因素之外影響疾病變化的原因之一[45，46]。同時(shí)，有學(xué)者提出在驗(yàn)證氣象與血管疾病的相關(guān)性時(shí)，氣象參數(shù)和疾病發(fā)生的精確數(shù)據(jù)是必不可少的，因?yàn)槊刻斓臍庀蠖荚诎l(fā)生頻繁而快速的變化[12]，但大多數(shù)研究?jī)H根據(jù)入院日期進(jìn)行了分析，很難精確到具體小時(shí)的氣象條件。且估計(jì)疾病發(fā)生的日期僅基于死亡率的調(diào)查是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，可能?huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，使最終結(jié)論與實(shí)際情況不符[12]。再者，特定地區(qū)的氣象資料得出的結(jié)果在別的地區(qū)不一定同樣適應(yīng)，全球范圍內(nèi)的大數(shù)據(jù)研究仍十分有限。

氣象與冠心病的相關(guān)性研究為冠心病的預(yù)防提供了新的依據(jù)，相關(guān)的研究結(jié)果不僅能夠讓醫(yī)生根據(jù)天氣變化指導(dǎo)患者的生活，未來(lái)更要在公共衛(wèi)生層面采取諸如宣傳教育等措施以減少氣候變化對(duì)患病人群的不良影響[47]，這是我們努力的方向。