氣象因素對(duì)腦血管疾病影響的研究進(jìn)展

彭柳青 綜述,李才明審校

(1.廣東醫(yī)科大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院,廣東 湛江 524000;2.廣東醫(yī)科大學(xué)惠州市第一臨床醫(yī)學(xué)院,廣東 惠州 516000)

腦血管疾病是腦血管病變導(dǎo)致腦功能障礙一類疾病的總稱,其具有致死率高、致殘率高及預(yù)后差的特點(diǎn)[1]。據(jù)《中國(guó)心血管健康與疾病報(bào)告 2021概要》[2]顯示,我國(guó)居民腦血管疾病死亡率為149.56/10萬(wàn),占總死亡人數(shù)的22.17%,在所有死亡原因中,腦血管疾病位列惡性腫瘤(162.46/10萬(wàn))和心臟病(160.26/10萬(wàn))之后,為死因順位的第3位,其中腦卒中為腦血管疾病的主要臨床類型;自2004年以來(lái),缺血性腦卒中和出血性腦卒中次均住院費(fèi)用的年均增長(zhǎng)速度分別為1.29%和4.59%。由此可見(jiàn)腦血管疾病是危害我國(guó)人民健康的主要疾病之一,給社會(huì)和居民帶來(lái)了沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。有研究表明,腦血管疾病除了與遺傳因素等內(nèi)在因素有關(guān)外,與自然因素、環(huán)境因素、疾病因素、社會(huì)因素及生活方式等外在因素也顯著相關(guān),其中氣象因素在腦血管疾病和事件發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)中發(fā)揮一定作用[3-4]。因此,本文系統(tǒng)、全面地描述了各種氣象因素(氣溫、大氣壓力、濕度、風(fēng)速)對(duì)腦血管疾病的影響,以及探討各種氣象因素導(dǎo)致腦血管疾病的機(jī)制,有助于制訂出具有指導(dǎo)性、針對(duì)性的預(yù)防策略與措施,從而降低各種氣象因素在腦血管疾病中的誘發(fā)作用,減少腦血管疾病等不良事件的發(fā)生和醫(yī)療資源的使用。

1 各種氣象因素對(duì)腦血管疾病的影響

1.1氣溫對(duì)腦血管疾病的影響

1.1.1高溫對(duì)腦血管疾病的影響 有研究發(fā)現(xiàn),熱暴露被認(rèn)為與腦血管疾病死亡風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)[5]。有研究總結(jié)了中國(guó)熱、冷暴露對(duì)死亡率影響的證據(jù),發(fā)現(xiàn)溫度超過(guò)參考點(diǎn)每升高1 ℃,腦血管疾病病死率增加2%[相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)(RR)=1.02;95%可信區(qū)間(95%CI):1.02～1.03][6]。一項(xiàng)以色列的全國(guó)性研究表明,較高的環(huán)境溫度可能與隨后幾天腦血管事件的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)[7]。另外有一項(xiàng)研究考察了中國(guó)、日本和韓國(guó)的 22 個(gè)東亞城市高溫和腦卒中死亡率的關(guān)聯(lián),并進(jìn)一步預(yù)測(cè)了各種氣候變化情景下高溫導(dǎo)致的死亡負(fù)擔(dān);研究結(jié)果顯示,3個(gè)東亞國(guó)家的暴露-反應(yīng)曲線均為“J”形,表明熱暴露與腦卒中死亡風(fēng)險(xiǎn)之間存在顯著相關(guān),并且預(yù)計(jì)會(huì)在 21 世紀(jì)導(dǎo)致不斷增加的死亡率負(fù)擔(dān),特別是在所有氣候變化情景下,中國(guó)將承受比日本和韓國(guó)更重的負(fù)擔(dān)[8]。

1.1.2低溫對(duì)腦血管疾病的影響 有研究顯示,低溫與腦血管疾病之間存在顯著關(guān)聯(lián),其住院率和住院死亡率高峰在氣溫較低的冬季,而夏季最低[9]。一項(xiàng)薈萃分析結(jié)果顯示,溫度超過(guò)參考點(diǎn)每降低1 ℃,腦血管疾病死率增加3%(RR=1.03;95%CI1.02～1.04)[6]。在日本岐阜縣的一項(xiàng)研究中,研究人員探討了氣溫參數(shù)與死亡人數(shù)之間的關(guān)系,結(jié)果顯示,1月份(日本最寒冷的冬季)因腦血管疾病而死亡的人數(shù)最多,簡(jiǎn)單的相關(guān)分析也表明,氣溫參數(shù)與腦血管疾病呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),因此較低的氣溫可能與腦血管疾病死亡人數(shù)增加有關(guān)[10]。一項(xiàng)巴西圣保羅市的研究結(jié)果表明,日平均氣溫與腦卒中死亡率有關(guān),相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因年齡和性別而異,該研究發(fā)現(xiàn),較低的溫度(低于15 ℃)時(shí)腦卒中死亡率高于較高的溫度(高于22 ℃),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)[11]。在一項(xiàng)葡萄牙里斯本地區(qū)低溫和高溫效應(yīng)對(duì)腦血管死亡率的時(shí)間差和影響的研究中,研究人員發(fā)現(xiàn)了溫度對(duì)腦血管疾病死亡率的非線性影響,里斯本地區(qū)冬季死于腦血管疾病的概率比夏季高7%[12]。

1.1.3極端溫度對(duì)腦血管疾病的影響 一項(xiàng)研究分析了1996-2017年巴西5個(gè)地區(qū)的10個(gè)微區(qū)域的腦血管疾病死亡率與極端氣溫之間的關(guān)系,研究結(jié)果顯示,巴西5個(gè)地區(qū)的極端高溫和極端低溫均與腦血管疾病死亡風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān),其中相對(duì)極端低溫風(fēng)險(xiǎn)最高的是瑪瑙斯(RR=1.53;95%CI1.2～1.91)和坎波格蘭德 (RR=1.52;95%CI1.18～1.94),而相對(duì)極端高溫風(fēng)險(xiǎn)最高的是瑪瑙斯(RR=1.75;95%CI1.35～2.26)和巴西利亞 (RR=1.36;95%CI1.15～1.60)[13]。有研究發(fā)現(xiàn),浙江省臺(tái)州市溫度與腦血管疾病死亡率的關(guān)聯(lián)曲線呈“U”形,低溫臨界值為 12 ℃,高溫臨界值分別為25 ℃,極端高溫和低溫均與臺(tái)州市腦血管疾病死亡率增加有關(guān)[14]。有研究顯示,就22 ℃的最低死亡溫度閾值而言,累積暴露于7.3 ℃的極端低溫30 d(第一百分位)存在嚴(yán)重的死亡風(fēng)險(xiǎn)(RR=2.09,95%CI1.74～2.51);同樣,暴露在30 ℃極端高溫下30 d(第99百分位)的累積效應(yīng)比當(dāng)天暴露高52% (RR= 1.65,95%CI1.37～1.98)[12]。

1.1.4氣溫變化對(duì)腦血管疾病的影響 許多研究使用不同的氣象指標(biāo)來(lái)檢驗(yàn)氣候與人類健康之間的關(guān)系,如平均溫度、溫度日較差或環(huán)境溫度[15-17]。其中溫度日較差是指日最高氣溫和最低氣溫之間的差值,是與全球氣候變化和天氣變化有關(guān)的重要?dú)庀笾笜?biāo)。有一項(xiàng)甘肅省的研究顯示,高溫度日較差(19 ℃)和低溫度日較差(3 ℃)均與腦血管疾病住院率顯著相關(guān)(P<0.05)[18]。另外一項(xiàng)中國(guó)的研究發(fā)現(xiàn),溫度日較差每升高1 ℃,在總?cè)?、熱日和冷日的滯?～10 d內(nèi),腦卒中死亡率分別增加0.66% (95%CI0.28～1.05%)、0.12%(95%CI-0.26%～-0.51%)和0.67%(95%CI0.26～1.07),溫度日較差對(duì)中國(guó)各城市腦卒中死亡風(fēng)險(xiǎn)有顯著影響[19]。

1.2大氣壓力對(duì)腦血管疾病的影響 一項(xiàng)中國(guó)的研究發(fā)現(xiàn),天津城區(qū)缺血性卒中發(fā)病與氣壓(均值、最小值)呈顯著正相關(guān)(P<0.05)[20]。有一項(xiàng)美國(guó)的研究揭示了天氣參數(shù)與腦卒中入院之間的相關(guān)性,結(jié)果表明,低氣壓與缺血性腦卒中住院人數(shù)增加有關(guān)[21]。有研究評(píng)估了韓國(guó)每日氣象參數(shù)與急性腦卒中發(fā)病率之間的關(guān)系,結(jié)果顯示,大氣壓力的日變化與缺血性腦卒中的發(fā)病率顯著相關(guān),且在不同年齡組中相關(guān)性呈相反方向(年齡<65歲,RR=1.051,95%CI1.011～1.092;年齡≥65歲,RR=0.966,95%CI0.936～0.997)[22]。

1.3濕度對(duì)腦血管疾病的影響 有研究人員觀察到歐洲東南部地區(qū)腦卒中發(fā)病率與相對(duì)空氣濕度呈負(fù)相關(guān)(P<0.05)[23]。一項(xiàng)針對(duì)巴黎地區(qū)氣象因素與腦卒中之間關(guān)系的研究結(jié)果顯示,濕度每增加10%,腦卒中的額外相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)(ERR)為3.93%(95%CI1.42～6.51,P<0.002),表明短期暴露在高濕度環(huán)境中與腦卒中的相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)顯著增加有關(guān)[24]。

1.4風(fēng)速對(duì)腦血管疾病的影響 有一項(xiàng)研究旨在確定部分氣象因素對(duì)立陶宛考納斯中年人群急性腦血管事件發(fā)生的影響,其研究結(jié)果顯示,在風(fēng)速較高的日子里,一組老年受試者急性腦血管事件發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)增加[25]。在一項(xiàng)分析風(fēng)相關(guān)變量與急性腦血管意外發(fā)生之間關(guān)系的研究中,相關(guān)性分析結(jié)果顯示,風(fēng)速、日風(fēng)速范圍和風(fēng)寒分別為[比值比(OR)=1.18,95%CI1.06～1.31]、(OR=1.08,95%CI1.02～1.14)和(OR=1.22,95%CI1.07～1.39),表明韓國(guó)濟(jì)州島發(fā)生急性腦血管意外事件的風(fēng)險(xiǎn)與風(fēng)速、日風(fēng)速范圍和風(fēng)寒有關(guān)[26]。

2 各種氣象因素對(duì)腦血管疾病影響的機(jī)制

2.1氣溫因素對(duì)腦血管疾病影響的機(jī)制 以往的研究顯示高血壓為腦血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)因素[4]。低溫可使血壓升高,一方面,低溫致使血管收縮相關(guān)分子上調(diào),包括腎上腺素、去甲腎上腺素和腎素,這些分子會(huì)誘導(dǎo)外周血管收縮,增加外周血管阻力,并升高血壓;另一方面,寒冷暴露可能通過(guò)激活L型鈣通道、氧化應(yīng)激,從而升高血壓;此外,低溫會(huì)導(dǎo)致血管舒張分子的產(chǎn)生減少,包括一氧化氮,從而導(dǎo)致血壓升高,繼而導(dǎo)致腦血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)增加[27-28]。有研究表明,寒冷會(huì)引起腦血管危險(xiǎn)因素(高血壓、高血糖、高脂血癥、心房顫動(dòng))的季節(jié)性波動(dòng),并且這些危險(xiǎn)因素在冬季的控制率較低,是腦血管疾病發(fā)生的機(jī)制之一;此外,交感神經(jīng)系統(tǒng)和腎素-血管緊張素系統(tǒng)的激活及其下游信號(hào)通路(促炎性血管緊張素Ⅱ、基質(zhì)金屬蛋白酶-9及其抑制劑TIMP-1之間失衡、活化的血小板和功能失調(diào)的免疫細(xì)胞)也是導(dǎo)致腦血管疾病的主要原因[29-30]。

當(dāng)暴露于高溫環(huán)境中時(shí),身體需要通過(guò)出汗來(lái)增加熱量擴(kuò)散,可能會(huì)引起脫水,脫水可能導(dǎo)致血漿容量減少、血液黏稠度增加和血壓下降,從而增加腦血管意外事件發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)[31]。有研究表明,暴露于熱浪中患者的凝血酶時(shí)間和活化部分凝血酶時(shí)間縮短,極高的溫度會(huì)影響凝血系統(tǒng)并增加纖維蛋白溶解,即暴露于高溫可能會(huì)縮短活化部分凝血酶時(shí)間,使機(jī)體處于高凝狀態(tài),進(jìn)而誘發(fā)腦血管意外事件發(fā)生[32]。表明高溫會(huì)導(dǎo)致脫水和血液黏度增加,從而增加腦血管不良事件的風(fēng)險(xiǎn)。

當(dāng)溫度變化突然而劇烈時(shí),人們可能會(huì)出現(xiàn)體溫調(diào)節(jié)困難[33]。溫度變化可能引發(fā)動(dòng)脈粥樣硬化血栓事件,并可能導(dǎo)致血管收縮或痙攣,以及血小板黏稠度、血壓、血膽固醇水平和血漿纖維蛋白原濃度的變化,這些因素可能導(dǎo)致腦內(nèi)血栓形成,局部血液循環(huán)障礙,腦缺血、缺氧及腦血管破裂,最終導(dǎo)致腦血管意外事件的發(fā)生,此外,溫度變化還會(huì)增加血液中兒茶酚胺和纖溶參數(shù)的水平,從而刺激交感神經(jīng)系統(tǒng)并導(dǎo)致腦血管意外事件[34]。

2.2大氣壓力對(duì)腦血管疾病影響的機(jī)制 大氣壓力可能通過(guò)觸發(fā)內(nèi)源性炎癥和改變內(nèi)皮功能直接影響血管壁,也可能通過(guò)對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊施加壓力而導(dǎo)致斑塊破裂[20-21],從而誘發(fā)急性腦血管意外的發(fā)生。也有研究認(rèn)為其潛在的機(jī)制可能是由于大氣壓力的改變而導(dǎo)致血壓升高,從而引起腦血管疾病的發(fā)生[35]。

2.3濕度對(duì)腦血管疾病影響的機(jī)制 極低相對(duì)濕度環(huán)境可能會(huì)導(dǎo)致脫水,而高濕度環(huán)境可能會(huì)打破人體的熱平衡,導(dǎo)致體內(nèi)熱量不斷累積,身體脫水和核心溫度升高會(huì)對(duì)腦血管系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響[36]。濕度可能通過(guò)激活氧化應(yīng)激和介導(dǎo)炎癥指標(biāo)的分泌而參與動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展,同時(shí),氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的血小板活化會(huì)刺激血栓形成,從而增加老年人的腦血管風(fēng)險(xiǎn)[37]。

2.4風(fēng)速對(duì)腦血管疾病影響的機(jī)制 有研究表明,與風(fēng)有關(guān)的變量可能是急性腦血管意外事件發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)因素,也可能作為修飾因子增強(qiáng)其他氣象因素對(duì)腦血管疾病的影響;在大風(fēng)地區(qū),人們?cè)谌粘；顒?dòng)中可能會(huì)經(jīng)常暴露在大氣壓力的劇烈變化中,而大氣壓力的變化可能會(huì)通過(guò)不穩(wěn)定斑塊的破裂導(dǎo)致急性腦血管意外事件的發(fā)生,此外,強(qiáng)風(fēng)增強(qiáng)了低溫的影響,進(jìn)而增加急性腦血管意外事件的風(fēng)險(xiǎn)[26]。

3 預(yù)防措施

改變生活方式是預(yù)防腦血管疾病的基石。有研究表明,增加健康行為的數(shù)量和堅(jiān)持健康行為(均衡的飲食模式、適度的體育活動(dòng)、禁煙和避免體重增加)可以顯著降低腦血管疾病發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)[38]。綜合對(duì)高血糖、高血壓和血脂異常的控制,對(duì)預(yù)防大血管(腦、心臟和外周血管)疾病最為有益[39]。針對(duì)氣象因素所采取的預(yù)防措施,有研究人員指出世界各地氣象局和腦卒中中心可進(jìn)行有效合作,并協(xié)助政府建立可信的天氣預(yù)警系統(tǒng),為腦血管疾病高風(fēng)險(xiǎn)人群提供及時(shí)有效的天氣廣播和相應(yīng)的防護(hù)措施,以及持續(xù)優(yōu)化和改善城市和農(nóng)村居民的供暖、供冷系統(tǒng),最終減少因寒冷和炎熱天氣增加的腦血管疾病負(fù)擔(dān)[20,40]。此外,與統(tǒng)一衛(wèi)生系統(tǒng)有關(guān)的衛(wèi)生單位、私人及補(bǔ)充系統(tǒng)必須做好準(zhǔn)備,以便在因急性腦血管意外事件而出現(xiàn)醫(yī)院緊急情況時(shí)立即提供援助,及時(shí)提供援助可以防止死亡或后遺癥[41]。

4 小結(jié)與展望

傳統(tǒng)的腦血管風(fēng)險(xiǎn)因素有吸煙、飲酒、高血壓、高血糖、血脂異常和肥胖等,這些傳統(tǒng)的危險(xiǎn)因素是解釋腦血管疾病病因的基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)外研究人員發(fā)現(xiàn)環(huán)境溫度、極端天氣、大氣壓、相對(duì)濕度、風(fēng)速等氣象因素可以誘發(fā)腦血管疾病。氣象因素對(duì)腦血管疾病發(fā)病率的影響是復(fù)雜且難以研究的,此外,使用地方和國(guó)家數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)氣象變量的測(cè)量不一定等同于個(gè)別患者所暴露的條件?？照{(diào)和供暖系統(tǒng)等因素,以及天氣對(duì)行為因素的直接影響,如酒精攝入和活動(dòng)水平,本身就可能影響腦血管疾病的發(fā)病率,是關(guān)鍵的混雜因素,在回顧性分析中幾乎不可能調(diào)整這些因素。因此,需要進(jìn)行良好的前瞻性研究來(lái)闡明氣象因素與腦血管疾病之間的關(guān)系。

到目前為止,氣象和腦血管疾病之間病理生理聯(lián)系暫不明確。因此,有必要進(jìn)行進(jìn)一步的研究,重點(diǎn)解釋各種氣象因素對(duì)腦血管疾病的具體機(jī)制,這可以提高研究人員對(duì)腦血管疾病風(fēng)險(xiǎn)因素和觸發(fā)因素的認(rèn)識(shí),可以快速識(shí)別高風(fēng)險(xiǎn)狀況和人群,提供有針對(duì)性的建議,制定預(yù)防或醫(yī)療護(hù)理策略,以降低腦血管疾病的發(fā)生率。