佳文分享| 空间流行病学在围产医学中的应用疗方案

孟君¹　张耀军²　郑勤田³

1首都医科大学附属北京佑安医院妇产科　100069

2中国人民大学社会与人口学院  100872

3广州市妇女儿童医疗中心妇产科　510623

流行病学是研究健康与各类风险因素相关性的学科。对于环境因素引起的健康问题，准确识别尤其困难。生物、物理、社会与文化因素等是引起疾病的多种因素与人体的易感性结合，而导致疾病的发生。因此，确定疾病的发生原因需要整合多学科多视角进行观察研究。地理信息系统（geographic information system, GIS）或地理空间方法（geospatial methods）可以整合多水平、空间、时间等因素，对引起流行病原因的确定更加准确。流行病发生的多因素性及地理空间分析工具的可用性，催生了流行病领域研究的协同与创新。空间流行病学涉及对发病案例的空间或地理分布图的分析，该学科最简单的形式是对发病者空间分布地图的解释及对这一格局形成过程进行统计分析。近年来信息技术和GIS的使用及创新的融合，为空间流行病学在公共健康领域的应用提供了前所未有的机遇^[1-2]。

在疾病预防控制工作中应用地理制图和空间分析由来已久，1854年伦敦内科医生John Snow绘制了伦敦宽街霍乱暴发病例点与水泵的分布图，这是应用疾病制图方法探索病因的经典案例。空间流行病学领域包括非常宽泛的技术，选择哪些技术也是具有挑战性的。空间流行病学分析的目标包括发病空间格局的描述、发病集聚的识别、风险判别及解释。空间流行病学涉及3组分析方法：可视化（visualization）、探索性分析（exploration）和建模（modelling）。可视化也许是最常用的空间分析方法，即制造描述空间分布格局的地图，地图利于更复杂的分析及分析结果的交流。空间数据探索性分析涉及研究观察到的发病者在空间的分布是否随机。建模旨在利用空间与非空间数据解释发病的因果关系^[3]。
近10年来，随着空间流行病学在临床医学领域的发展，而在围产医学领域亦有所突破。空间流行病学在围产医学领域的研究主要集中在产科因素与社会因素的关系、环境因素（如空气污染及交通）与产科不良结局的关系等方面，现就此综述如下。一、产科因素和社会因素的关系Brantley等^[4]采用地理可视化方法和进行曲面插值、最近邻和邻近性分析研究美国育龄妇女、围产医学（母胎医学和新生儿学）专家、产科和新生儿重症护理设施之间的空间关系，以确定卫生保健可及性方面的差距。结果显示，2013年10月，美国母胎医学专家与新生儿医生的比例为1∶2.5。2012年，每一个三级产科单位[以下简称产科重症监护病房（intensive care unit, ICU）]对应1.4个三级或以上新生儿重症监护病房（neonatal intensive care unit, NICU）。在美国全国范围内，87%的育龄妇女居住在离产科ICU和NICU 50英里（1英里=1.609 km）范围之内。然而，在10英里半径内，18%的产科ICU没有NICU，20%的NICU没有产科ICU。此外，26%的产科ICU 10英里范围内没有母婴医学专科医师执业，4%的NICU 10英里范围内没有新生儿专科医师执业。结果表明，三级或更高级别产科和新生儿护理的可获得性之间的差距和不协调可能影响高危孕产妇及胎儿的管理。McCall等^[5]应用空间分析技术对苏格兰阿伯丁地区1950年至2010年极早产（妊娠小于32周）的发生与以职业为基础的社会阶层的关系进行研究，结果发现，贫困社会阶层与极早产发生风险有关，但受部分混淆因素的影响，最好的极早产的干预措施是针对危险的母亲行为因素（如吸烟），而不是针对贫困地区。Hirose等^[6]在基于栅格的GIS中，采用成本-距离法对出行时间进行建模。在2007年至2008年对阿富汗赫拉特地区医院产科病房中生命垂危的住院妇女进行横断面研究，结果显示，在402例患者中，82例（20%）就诊无延迟。平均交通时间、报告的交通时间和延迟时间分别为1.0、3.6和2.0 h 。交通困难是部分延迟原因，与“没有困难”相比，丈夫社交广泛造成（≥5人）的延迟是中等社交圈（3~4人）的2倍，严重感染的妇女的延迟时间是产后出血妇女的2.6倍。就诊延误的主要原因是周围卫生设施数量少，具有明显症状的并发症（如产后出血）者延迟时间缩短，而症状不严重的并发症（如严重感染）者则延迟明显。说明社区成员需要对产科并发症的症状及其相关的紧迫性保持敏感，应在社区推广促进健康的行动。Nigatu等^[7]的一项研究采用社区为基础的横断面研究设计，对528例刚刚分娩的妇女进行面对面问卷调查，地理参考数据收集使用手持全球定位系统（global positioning system, GPS），应用伯努利模型SatScan™软件分析家庭分娩的纯空间集群。结果显示，家庭分娩总比例为52.7%（278/528），家庭分娩存在空间差异；家庭分娩的预测因素包括卫生健康工作者与产妇家的距离[校正后OR（adjusted OR, AOR）=2.2，95%CI：1.1~4.3]、居住情况（AOR=3.8，95%CI：1.3~10.9）、产前保健（antenatal care, ANC）信息来源（AOR=0.3，95%CI：0.13~0.7）、ANC（AOR=6.1，95%CI：1.9~19.3）、健康教育（AOR=3.4，95%CI：1.5~7.4）、分娩地点决策（AOR=0.3，95%CI：0.1~0.8），以及分娩地点的知识（AOR=0.04，95%CI：0.0~0.1）。提示促进妇女基层健康教育和行为改变沟通，提供家庭和卫生设施服务以及提高卫生服务提供者的能力有重要作用。Kibret等^[8]对埃塞俄比亚育龄妇女贫血情况的空间分布和决定因素进行了不同水平的空间分析，通过对2016年埃塞俄比亚人口与健康调查数据进行深入分析，应用热点分析（Getis Ord Gi统计）确定育龄妇女贫血的热点区域，采用不同水平logistic回归模型确定育龄妇女贫血的独立预测因子。结果发现全国育龄妇女贫血患病率存在差异，埃塞俄比亚东部和东北部地区出现了明显的热点/贫血的高患病率；居住在农村地区（AOR=1.29，95%CI：1.02~1.63）、未受过教育（AOR=1.37，95%CI：1.10~1.72）、目前母乳喂养（AOR=1.09，95%CI：1.03~1.28）、未经改善的厕所设施（AOR=1.18，95%CI：1.01~1.39）、人类免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus, HIV）阳性（AOR=2.11，95%CI：1.59~2.79）与较高的贫血概率相关，提示必须针对农村居民、受教育程度有限的妇女、母乳喂养的妇女、卫生设施差的地区和HIV阳性的妇女提供预防贫血战略。Small等^[9]应用空间分析技术探讨卫生人力资源卢旺达项目的实施效果，采用横断面研究，通过对距离项目实施医院10 km和25 km以内的孕妇比例进行地理编码，比较了孕妇2011年（项目启动前）和2016年（项目第5年）获得医疗服务的情况，并比较了孕妇在这2个时间段到这些医院的交通时间。使用GIS用于空间分析操作，R软件用于统计分析，分区统计用于圆形距离，摩擦面用于交通时间分析。结果显示，2011年至2016年，距公立妇产科医院10 km处的孕妇比例从13.0%上升至31.6%；25 km内孕妇从28.4%上升至82.9%。2011年至2016年的交通时间分析显示，2011年49.1%的卢旺达妇女在1 h内到达医院，85.6%在2 h内到达医院；2016年这一比例分别上升至87.5%和98.3%。说明该项目缩小了农村和城市在妇产科治疗方面的差距。二、环境因素与产科不良的关系利用空间分析技术可以很好地研究诸如空气污染、交通噪音与早产、流产间的关系。空气污染物可能影响孕妇的健康，使气道炎症、炎症因子和脂质过氧化物产生，炎症可能影响胎儿生长。与成年人相比，胎儿更容易发生基因损伤，污染物可诱导DNA加合物的产生。增加胎儿的DNA加合物会导致DNA修复效率和排毒效率降低，导致早产。此外，重金属附着对颗粒可能增加氧化应激的负担，导致不良反应，影响妊娠结局^[10-11]。Wheeler等^[12]对美国达勒姆351例有自发性早产史的妇女接受17-羟基孕酮己酯（17-hydroxyprogesterone caproate, 17-P）治疗进行了分析，首次就诊时平均妊娠14.9周的351例女性均有地理编码地址数据。通过人口统计学、社会历史，以及使用标准和贝叶斯统计模型的妊娠结局指数，确定与妊娠20周后发病风险增加相关的患者因素和地理空间位置，实施地理空间映射以确定后期出现不良妊娠结局的住宅地区。结果发现，母亲年龄较年轻、目前吸烟、缺乏健康保险是后期出现不良妊娠结局的预测因素，西班牙裔和黑人种族分别有87%和69%可能发生不良妊娠结局，达勒姆市中心和东北部区域是自发性早产的高发区域。该研究为干预的重点窗口区域及人群提供了依据。Guo等^[13]对中国沿海及内地不同地区空气污染与早产的关系进行了研究，孕妇分娩前大部分细颗粒物（fine particulate matter, PM2.5）暴露的平均量远超过36.5 μg/m3，环境PM2.5暴露量与早产的风险呈正相关，在妊娠晚期最为明显（HR=1.06，95%CI：1.06~1.07）。亚组分析显示，与其他亚组相比，年龄30岁以上、教育程度低、农民、男性胎儿、有早产史、非沿海地区且在冬季妊娠的妇女对PM2.5暴露更为敏感，相关的早产风险更高。Lavigne等^[14]研究了加拿大安大略省761 172例新生儿6岁前哮喘发病与围产期暴露于环境空气污染物的关系，结果发现，经调整的产后暴露模型研究中，孕中期暴露于增加的PM2.5及二氧化氮与哮喘发生有关，母亲患有哮喘、妊娠期间吸烟史、男婴、早产、低出生体重儿以及妊娠期间居住在城市地区的儿童所受影响更大。多伦多儿童健康评估问卷（the Toronto Child Health Evaluation Questionnaire, TCHEQ）研究结果发现，儿童早期暴露于交通相关空气污染与儿童哮喘的发作有关^[11]。此外，根据2004年至2011年（每年4月至10月）加拿大安大略省6个大城市225 234例单胎出生登记资料，以及在每个城市的定点监测站获取的花粉粒和真菌孢子的每日计数，分配到每个妊娠期，采用Cox回归模型评估早产和足月妊娠分娩前1周孕妇接触空气变应原与分娩风险之间的关系，结果表明，环境杂草花粉和真菌孢子浓度的增加可能与早产有关^[14]。Lavigne等^[15]的一项研究还发现出生前和早年（＜1岁）暴露于环境空气污染物（包括二氧化氮和PM2.5），与加拿大常见的儿童早期癌症有关，尤其是妊娠最初3个月的暴露与星形细胞瘤的发生风险增加相关，妊娠早期二氧化氮的暴露与急性淋巴细胞白血病的发病呈正相关（HR=1.20，95%CI：1.02~1.41）。Lavigne等^[16]对2006年4月1日至2012年3月31日期间加拿大多伦多市出生的158 743例单胎活产儿，使用随机效应logistic回归模型，估计妊娠第2~8周（胎儿心脏开始形成时）暴露于环境中超细颗粒物（＜0.1 µm）与出生时先天性心脏畸形的关系。结果发现，在胚胎发生的关键时期暴露于环境中超细颗粒物与室间隔缺损发生风险增加有关。Franklin等^[17]研究了室内空气污染物是否与不良的出生结局有关。该研究招募妊娠＜18周的孕妇，进行住房调查问卷和家庭化学品使用情况调查。在孕34周时，对孕妇家中的室内污染物（甲醛、二氧化氮和挥发性有机化合物）进行监测。从出生记录中收集胎龄、出生体重、身长和头围。使用一般线性模型分析被测污染物和污染代用品之间的关系，并对产妇年龄、产次、产妇健康和出生季节进行了校正。结果发现，只有甲醛与所有出生结局相关。甲醛每增加一个单位，体重Z评分降低0.044（P=0.033），头围Z评分降低0.05（P=0.06）。Assibey-Mensah等^[18]研究报道了木材燃烧（纽约州门罗县冬季环境中30%的PM2.5来自于木材燃烧）与妊娠期高血压疾病的发病增加有关。研究将电子病历和出生证明数据与纽约州门罗县土地利用回归模型进行关联，根据16 637例产妇的居住地址预测纽约州门罗县2009年至2013年冬季（每年11月至次年4月）每月污染物浓度，使用多变量logistic回归统计PM2.5、空气中黑碳浓度每四分位距增加与妊娠期高血压疾病发生的相关性，结果表明，门罗县冬季木材烟雾暴露与妊娠晚期妊娠期高血压疾病发生概率增加有关。Choe等^[19]研究了纽约市2008年至2010年256 732例非吸烟单胎活产母亲的分娩情况，根据社会人口学因素进行调整和母亲住址的邮政编码进行分层，在17 065例妇女中发现了妊娠期糖尿病，并认为妊娠早期的二氧化氮和妊娠中期的PM2.5与妊娠期糖尿病的发生率升高相关。与交通有关的空气污染也日益被认为是造成空气污染对健康不利影响的一个重要因素。Stieb等^[20]研究了1999年至2008年加拿大250万例孕产妇妊娠结局与二氧化氮暴露之间的关系。采用二氧化氮暴露模型，在交通流量与二氧化氮呈梯度分布的情况下，在校正PM2.5浓度后，二氧化氮与小于胎龄儿及足月儿出生体重呈显著相关，交通导致的空气污染可能是不良妊娠结局的一个重要危险因素。Yan等^[21]研究了交通相关空气污染对母体血清代谢的影响，收集了160例生活在美国加利福尼亚中央山谷地区（以空气中颗粒物含量高而闻名）的孕妇孕中期血清样本，评估产前交通相关空气污染（一氧化碳、一氧化氮和PM2.5）的暴露，使母体血清中氧化应激和炎症相关通路包括亚油酸、白三烯、前列腺素通路发生改变。空气污染导致的代谢组学特征和途径改变的研究表明，妊娠期暴露于空气污染会引起氧化应激和炎症相关通路的变化，这一变化与妊娠并发症和妊娠不良结局有关。Clemente等^[22]关于人类早期生命暴露项目中的一项多中心欧洲出生队列研究（Human Early Life Exposome, HELIX）结果显示，1 396例8岁儿童端粒长度与胎儿期及1岁内儿童暴露于不同浓度和交通造成的大气污染物（二氧化氮、PM2.5）呈负相关，提示大气污染对孕妇在分子水平的影响。三、问题与展望

随着社会医学模式的发展，从最初在传染病领域应用发展而来的空间流行病学，正逐步在围产医学领域体现其应用价值。越来越多的研究表明，围产期母体及胎儿异常与地域、环境、营养及社会人口因素相关。中国地域辽阔，地理环境及社会经济文化均有很大的不均衡性，如妊娠期肝内胆汁淤积症、地中海贫血、Rh血型不合等妊娠合并症的发生有明显的地域相关性。围产期各种微量元素及营养素的补充也与当地的环境因素密切相关。随着国内相关领域大数据的建立，空间流行病学的开展为临床提供了相关的研究基础及条件，而且在围产医学领域疾病的发生发展规律研究、有限医疗资源的优化中有着广泛的应用前景。但由于空间流行病学与围产医学存在着深度交叉，因此，研究者对不同的学科领域要有较深的理解及合作。国内空间分析技术的应用开展有限，初始工作有一定的难度。因此，需要临床工作者对这一领域有更多的关注及努力。

本文引用格式：孟君，张耀军，郑勤田.空间流行病学在围产医学中的应用[J]. 中华围产医学杂志, 2020,23(4):272-275. DOI：10.3760/cma.j.cn113903-20190918-00571

参考文献：

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来源：中华围产医学杂志

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