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低温及寒潮已被证实与多种疾病相关,但其对心律失常发作风险的影响尚未充分阐明。本研究采用个体水平时间分层病例交叉设计,分析上海闵行区2017至2019年间25,957例门诊心律失常数据,发现低温及寒潮均会显著增加心律失常风险,且对心房颤动/扑动与其他心律失常的影响存在差异,为寒冷天气下的心血管疾病预防提供了重要循证依据。
在气候变化导致极端天气事件频发的背景下,低温与寒潮已成为重要的公共卫生问题。心血管疾病是全球首要死因,其中心律失常是常见病症,可能导致心源性猝死、卒中等严重并发症。尽管已有研究探讨寒冷暴露与心血管事件的关联,但针对心律失常发作这一具体风险,尤其在个体水平上的证据仍然有限。此外,现有研究对“寒潮”的定义不一(例如温度阈值和持续时间的组合),使得结果难以比较,也限制了其在公共卫生预警中的实际应用。为了填补这些知识空白,并为我国东部季风区(如上海)这样冬季气温波动剧烈的地区提供有针对性的预防依据,研究人员展开了一项深入的流行病学研究。
本研究于2026年发表在环境健康领域期刊《Ecotoxicology and Environmental Safety》。作者为探究低温与寒潮对心律失常发作的短期影响,主要采用了以下关键技术方法:首先,研究设计上采用了时间分层病例交叉设计,利用上海闵行区2017至2019年间25,957例门诊心律失常病例的医疗记录进行分析,该方法通过以个体自身作为对照,有效控制了遗传、长期生活习惯等不随时间变化的个体特征造成的混杂。其次,在暴露评估上,研究人员从中国气象数据共享服务系统获取了每日平均温度和湿度数据,并使用百分位数阈值法定义了12种不同组合的寒潮(例如,日平均温度低于第5百分位数且持续至少3天)。统计分析方面,核心是使用了条件逻辑回归模型结合分布滞后非线性模型(DLNM),以量化暴露与结局(心律失常)在滞后0至14天内的关联,并计算累积相对风险。此外,还纳入了相对湿度、节假日以及PM2.5、O3等空气污染物作为协变量进行敏感性分析,以确保结果的稳健性。
3.1. 描述性数据
研究共纳入25,957例心律失常病例,对照日88,020个。病例中,男性和≥65岁患者的比例分别为44.4%和61.4%。大部分诊断为“其他心律失常”(I49,占78.7%),心房颤动与扑动(I48)占20.1%。根据不同的寒潮定义,每年观测到的寒潮天数存在较大差异,从最宽松定义(P10,≥2天)的年均26天,到最严格定义(P2.5,≥4天)的年均仅4天。
3.2. 回归结果
核心发现表明,低温和寒潮均与心律失常发病风险增加显著相关。
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主要风险估计:在滞后0–14天的累积效应中,低温(连续变量)导致的心律失常发作相对风险(RR) 为1.837(95% CI: 1.357–2.486),而寒潮(离散事件)的RR为1.198(95% CI: 1.020–1.407)。
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疾病亚型分析:低温对心房颤动和扑动(I48) 的风险(RR = 2.347)高于对其他心律失常(I49) 的风险(RR = 1.736)。相反,寒潮对其他心律失常(I49) 的风险(RR = 1.219)更为显著,而对心房颤动和扑动的关联在统计学上不显著。
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人口学亚组分析:男性和较年轻患者(<65岁)对低温和寒潮表现出更高的风险,但组间差异未达到统计学显著性。
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暴露-反应与滞后模式:分析显示,温度与心律失常风险之间存在非线性关联,风险随温度降低而显著增加。低温和寒潮的效应通常在暴露当天出现,持续数天后逐渐减弱。
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敏感性分析:改变最大滞后时间(7天、21天)、调整模型自由度、纳入空气污染物作为协变量、或改用日最低温度作为暴露指标,主要关联结果均保持稳定,证明了研究发现的稳健性。
研究的讨论部分深入剖析了上述发现的可能机制和意义。首先,从生物学合理性上,低温暴露可能通过多种途径增加心律失常风险:1)自主神经与血流动力学应激:寒冷激活交感神经系统,引起外周血管收缩、血压升高、心脏负荷增加,并可能通过儿茶酚胺释放增加心肌电不稳定性。2)血液流变学与凝血机制:寒冷暴露可能导致血液粘稠度增加、血小板活化增强及纤溶活性降低,从而促进高凝状态和血栓栓塞事件,间接诱发心律失常。3)免疫炎症通路:新近证据表明,寒冷可能扰乱肠道菌群稳态,导致微生物代谢产物三甲胺N-氧化物(TMAO)水平升高,进而通过促进心脏炎症和焦亡,增加心房颤动的易感性。其次,研究观察到的亚组效应差异(如不同心律失常类型、性别、年龄)可能反映了不同人群的暴露模式(如年轻人户外活动多)或生理易感性(如雌激素的保护作用)不同。
结论部分强调,这项研究为低温和寒潮会增加心律失常发作风险提供了强有力的个体水平流行病学证据,特别是在上海闵行区这样的亚热带气候地区。研究结果突显了在寒冷天气事件期间,针对高风险人群(如男性和较年轻个体)制定针对性公共卫生预防策略的重要性。考虑到气候多变性和极端天气事件频率增加,未来需要进一步研究探索适应性干预措施和个性化策略,以减轻寒冷相关的心血管健康风险。该研究采用的个体水平病例交叉设计和多种寒潮定义,增强了结论的内部有效性和公共卫生应用的参考价值。