《Journal of Hazardous Materials》：Short-term Exposure to Multiple Air Pollutants and Synergistic Effects on Asthma Hospitalization in Children: A Nationwide Case-Crossover Study in China
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儿童哮喘住院与空气污染关联及协同效应研究，采用个体水平时间分层病例交叉设计分析2013-2021年全国153医院5045例病例，发现PM2.5、PM10、NO2、SO2、CO单污染物暴露后1天内哮喘住院风险分别增加1.71%-5.27%，NO2单效应最强（4.95%）。多污染物模型揭示PM2.5与NO2存在协同效应（指数1.88），提示协同控制可增强预防效果。
钟宇彤|牛志平|方新毅|杜双|唐浩|孙金|朱洋洋|陈天仪|魏静|陈仁杰|阚海东|卢兰秋|江一轩|赵卓辉
复旦大学公共卫生学院环境卫生系，国家卫生健康委员会健康技术评估重点实验室，教育部公共卫生安全重点实验室，上海，200032，中国
摘要
空气污染已被认为是儿童哮喘的一个风险因素。然而，关于多种空气污染物对儿童哮喘住院率的影响及其潜在的协同效应的证据仍然不足。这项基于个体的时间分层病例交叉研究分析了来自中国20个省份的153家医院的5,045例哮喘住院病例（2013–2021年）。通过基于卫星的时空模型估算了每日空气污染（直径≤2.5μm的颗粒物（PM?.?）或≤10μm的颗粒物（PM??）、二氧化硫（SO?）、二氧化氮（NO?）、臭氧（O?）和一氧化碳（CO）的浓度。利用条件逻辑回归结合分布滞后非线性模型评估了这些污染物与哮喘住院之间的关联，并评估了它们之间的协同效应。在单污染物模型中，PM?.?、PM??、NO?浓度每增加10μg/m3，以及CO浓度每增加0.1mg/m3，哮喘住院风险分别显著增加1.71%（95%置信区间：0.65, 2.78%）、2.26%（95%CI：1.02, 3.49%）、4.95%（95%CI：2.93, 6.97%）、2.18%（95%CI：0.75, 3.61%）和3.16%（95%CI：1.05, 5.27%）。在双污染物模型中，NO?与哮喘住院之间的关联最为显著且稳健。所有污染物的暴露-反应关系呈现近似线性。PM?.?和NO?对儿童哮喘住院存在协同效应，协同指数为1.88（95%CI 1.21, 1.96）。这些发现为减少空气污染提供了重要的科学依据，并强调了综合预防策略（包括减少PM?.?和NO?的暴露）可以协同增强儿童哮喘的初级预防。
引言
哮喘是儿童中最常见的慢性呼吸道疾病之一[24]，其特征是气流受限、支气管高反应性和气道炎症[58]。自20世纪50年代以来，儿童哮喘的患病率急剧上升，尽管在一些西方国家现在似乎趋于稳定[37]。大量证据表明，空气污染暴露会加剧不良的呼吸健康后果，尤其是在脆弱人群中[16]。儿童特别容易受到影响，因为他们的呼吸频率更高，鼻腔对颗粒物的过滤作用较差，且户外活动量比成人更多[3]、[4]、[47]。
儿童哮喘住院是病情加重和严重程度的关键指标，因为它与疾病严重程度（GINA治疗步骤）相关，并且比仅凭门诊数据更能反映医疗资源的需求[1]、[39]。在中国，大多数研究已经证明了环境空气污染与儿童哮喘的患病率[10]、[9]或门诊患者[6]（张Y.等人，2021年）之间的关系。相比之下，关于儿童哮喘住院的研究仍然相对有限（丁L.等人，2017年；[22]、[50]、[54]），仍存在一些关键的知识空白。首先，中国之前的大多数研究都是在特定地理区域进行的，如香港[22]、合肥[50]、北京[54]和重庆（丁L.等人，2017年）。不同地区的污染物特征和人口特征差异限制了这些发现的普遍性[2]。此外，短期空气污染暴露与儿童哮喘住院之间的关系存在争议，研究之间的异质性很高[23]、[50]、[55]。更清楚地理解这一关系将有助于指导哮喘管理策略，特别是在高污染时期调整户外暴露。
据我们所知，大多数现有研究都是在单污染物框架内探讨污染物与健康之间的关系，将共污染物视为潜在的混杂因素[19]、[35]。然而，Mainka等人的综述指出，空气污染物之间的相互作用可能对呼吸系统产生显著影响[33]。在中国北京进行的一项时间序列研究发现，臭氧（O?）和二氧化氮（NO?）之间的相互作用显著增加了急性上呼吸道感染的急诊就诊率和门诊就诊率，尤其是在18岁以下的儿童中[14]。此外，北京-天津-河北的一项研究表明，PM?.?和NO?对呼吸系统人群存在潜在的协同健康风险[42]。基于这些观察结果，我们假设空气污染物之间的相互作用可能导致儿童哮喘住院。
为了解决这一空白，我们在中国进行了一项全国性的病例交叉研究，系统地探讨了6种主要空气污染物与其对儿童哮喘住院的潜在影响之间的关系。
研究设计
本研究采用了时间分层病例交叉设计来评估短期空气污染物暴露与哮喘住院之间的关联（Di等人，2017年；[20]；刘C.等人，2022年）。在此设计中，病例日指的是哮喘住院的日期。对照日是指同一月份、同一周内同一受试者的相同日期。例如，2021年3月12日星期五的入院被视为一个病例。
结果
在研究期间（2013–2021年），共有5045例哮喘住院事件。研究人群中男性比例（63.9%）高于女性（36.1%）。大多数病例为0–3岁的幼儿（64.3%）。住院的季节分布显示，寒冷季节（53.9%）和温暖季节（46.1%）的比例相当。从地理上看，大多数病例来自中国南方（76.9%）。
讨论
这项中国全国性的病例交叉研究发现，短期暴露于PM?.?、PM??、NO?、SO?和CO与儿童哮喘住院风险显著增加有关，其中最强的风险出现在暴露后的0–1天内。所有空气污染物与哮喘住院风险之间都呈现线性关系。通过双污染物模型的相互调整，NO?暴露带来的风险最强且最稳健。
结论
在这项中国全国性的病例交叉研究中，我们观察到短期暴露于空气污染物（PM?.?、PM??、NO?、SO?和CO）与18岁以下儿童哮喘住院之间存在显著影响。NO?的影响最为显著且稳健。同时暴露于PM?.?时，这种影响更为显著。我们的研究补充了科学文献中关于多种空气污染物对哮喘影响的有限数据。
资助
本研究得到了中国国家自然科学基金（编号8247359、82504367）、上海市自然科学基金（25ZR1402090）、国家创新人才博士后计划（BX20240069）、中国博士后科学基金（2025M770734）、上海国际科技合作项目（编号21230780200）、上海帆船计划（24YF2706700）和上海产学研联合实验室项目（编号22230750300）的资助。
作者贡献声明
方新毅：资源提供。
赵卓辉：监督。
杜双：资金获取。
钟宇彤：初稿撰写。
卢兰秋：监督。
牛志平：方法学设计。
江一轩：监督。
阚海东：资源提供。
魏静：资源提供。
陈仁杰：概念构思。
朱洋洋：项目管理。
陈天仪：数据调查。
唐浩：资源提供。
孙金：概念构思。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文报告的工作。
