文献阅读 | 2017年中国极端热浪下心血管疾病死亡风险

题目

Cardiovascular mortality risks during the 2017 exceptional heatwaves in China

作者

Meilin Yan, Yang Xie, Huanhuan Zhu, Jie Ban, Jicheng Gong, Tiantian Li*

期刊

Environment International

时间

2023年1月

链接

https://doi.org/10.1016/j.envint.2023.107767

研究背景

       在全球气候变化背景下，灾难性热浪的出现愈加频繁；极端强烈的高温热浪对人群健康的危害更严峻。2017年夏天，包括中国在内的许多地区都出现了极端强烈的热浪。本研究旨在评估与2017年极端热浪相关的人群心血管死亡风险，并将该极端热浪的死亡风险与其它年份热浪的死亡风险进行比较。该研究利用中国102个区县居民2014至2017年间心血管死亡率和温度的每日数据，采用广义线性混合效应模型估计了热浪与死亡率之间的关联。与匹配的非热浪日相比，2017年极端热浪日的总循环系统疾病、脑血管疾病、缺血性心脏病（IHD）、急性IHD、慢性IHD和心肌梗塞的死亡率风险分别增加了27.8%（95% CI，14.8–42.3%）、26.7%（8.0–48.5%）、30.1%（10.2–53.7%）、27.3%（1.4–59.9%）、32.2%（3.4–68.4%）和25.2%（1.0–57.7%）。2017年极端热浪对缺血性心脏病和心肌梗塞死亡率的危害高于2014-2016年的热浪相关的死亡风险。该研究表明2017年极端热浪可能增加部分亚类心血管疾病的死亡风险。

       高温热浪与死亡风险升高显著相关。部分研究评估了历史上超级热浪对死亡率的影响，如1995年芝加哥热浪和2003年欧洲热浪。这些案例研究表明极端强烈的热浪事件具有相当大的死亡风险。同时，基于长时间气象数据的流行病学研究估计了与多年间发生的全部热浪相关的平均死亡风险。此外，基于热浪特征对热浪与死亡率关联的效应修饰研究，热浪越强烈或持续时间越长，死亡风险可能越高。

       尽管已有证据表明热浪可能增加心血管死亡风险，但与热浪相关的心血管亚类疾病的死亡风险仍缺乏证据。从生物学机制上来说，由于循环系统的补偿反应，以及其它机制（如凝血和炎症反应增加），热浪可能增加心血管疾病的发病率和死亡率。同时，不同心血管疾病的病因存在一定的相似性，因此热浪也可能影响多种心血管亚类疾病的死亡风险。

       2017年3月以来，强烈且持久的热浪袭击了印度和巴基斯坦；6月中旬，异常强烈的热浪席卷了美国和欧洲的部分地区。毫无疑问，气候变化使北半球极端强烈的热浪出现得更加频繁且出现得更早。2017年夏季，中国和世界许多地区都出现了极端强烈的高温热浪。2017年7月，中国长江三角洲经历了一场58年一遇的高温热浪；2017年7月21日，徐家汇气象站记录到145年来的最高气温40.9℃。该研究团队早期的研究估计了2017年全国超过16,000例全因死亡可归因于夏季热浪，且造成了巨大的经济损失。但是，2017年极端强烈的热浪事件如何影响人群心血管亚类疾病死亡尚未得到全面评估。

本研究首先计算了2017年极端强烈热浪与多种循环系统疾病死亡率的关联性。此外，为比较2017年极端热浪的死亡风险是否与典型的热浪相关死亡风险不同，本研究还估计了2014-2016年出现的全部热浪相关的心血管疾病死亡风险。

研究方法

热浪定义

       热浪通常由温度阈值和持续时间的组合来定义。目前文献中未有对热浪的通用定义，本研究采用了一个主要的和五个替代的热浪定义（表1）。在本研究中，热浪主要定义为日平均气温超过2014-2017年县级平均气温的第99个百分位值且持续至少两天。

    表1.2017年不同热浪定义下的热浪特征。

非热浪日的选取

       对于每一个热浪日，我们从一组候选日中随机选择了三个非热浪日进行匹配，这些候选日满足：

（1）与热浪日在同一个区县；

（2）在与热浪日不同的年份和热浪日的5天内；

（3）不在该区县其它热浪日的3天内。

广义线性混合效应模型

       使用匹配的多县数据拟合具有泊松分布的广义线性混合效应模型（GLMM），如下所示

       其中，Y^c_t 为 c 县第 t 天的每日死亡人数；Pop^c 是 c 县的居住人口，作为抵消项包括在内； α 是模型截距；County^c 是 c 县的随机截距；HW^c_t 是 c 县第 t 天热浪暴露的二分变量；DOW_t是第 t 天是星期几的类型变量； Year_t是第 t 天的年份变量，用于控制长期变化趋势；MaxTemp^c_t为 c 县 t 日最高气温；RH^c_t是 c 县在第 t 天的平均相对湿度。ns表示三次方自然样条函数。β、γ和ω为回归系数。根据GLMM模型的回归系数β，计算热浪日相较于非热浪日的人群死亡风险RR，RR=exp(β)。RR值的统计显著性采用Bonferroni-Holm进行多重比较校正。为了分析热浪对死亡率的滞后影响，我们分别使用每个滞后（滞后1、2、3、4）的匹配多县数据拟合方程（1）

分层分析

       本研究分别使用年龄、性别亚组的死亡率（Y）和人口（Pop）数据来拟合方程（1）。并使用Z检验比较亚组之间热浪相关死亡风险的差异是否有统计显著性，如下所示：

       其中，β₁ 和 β₂ 是亚组（如男性和女性）的系数估计值；SE₁ 和 SE₂ 是系数的标准误差。

研究结果

       与前三年相比，2017年热浪日更多、受到热浪影响的区县也更多。2017年的全部热浪日为506天，明显多于前三年的热浪日（177天、143天和372天）。尽管2017年热浪日的平均气温（31.6℃）略高于前几年（30.1、29.7和31.2℃），近90%（102个县中的91个）的县在2017年经历了至少一次热浪。对于总循环系统疾病死亡结局和十个亚类死亡结局，2017年热浪日观察到的死亡人数均高于匹配的非热浪日（表2）。

表2 2017年中国91个区县热浪日和非热浪日的循环系统疾病死亡总人数

热浪对心血管系统疾病死亡率的影响

       与匹配的非热浪日相比，热浪日的总循环系统疾病死亡率增加27.8%（95% CI，14.8–42.3%）、脑血管疾病死亡率增加26.7%（8.0–48.5%）、缺血性心脏病（IHD）死亡率增加30.1%（10.2–53.7%）、急性缺血性心脏病（AIHD）死亡率增加27.3%（1.4–59.9%）、慢性缺血性心脏病（CIHD）的死亡率增加32.2%（3.4–68.4%）、心肌梗死（MI）为25.2%（1.0–57.7%）。经多重比较调整后，总循环系统疾病、缺血性心脏病和心肌梗塞的死亡率风险具有统计显著性（图1）。同时，对于这些死亡结局，2017年热浪的风险明显高于2014-2016年间热浪的风险（图1）；如缺血性心脏病死亡率风险具有统计学意义（2017年热浪与2014–2016年热浪相关的死亡风险分别增加55%和29%，P=0.022）。

       2017年热浪日当天高血压心脏病和心律失常的死亡风险并未增加；在接下来的几天观察到显著增加的死亡风险升高，但通过多重比较调整后估计值在统计学上不显著（图1）。2017年热浪对高血压心脏病死亡率的相对风险RR值在滞后1、2和3天分别为1.11（95% CI，0.76-1.61）、1.41（0.99-2.00）和1.35（0.96-1.90）。2017年极端热浪与2014-2016年间热浪均与心律失常死亡率升高显著相关，RR分别为2.17（1.01-4.66）和1.73（1.16-2.57）。

       与2017年的极端热浪相比，2014-2016年热浪相关的中风死亡风险较明显（图1）。2014-2016年热浪在滞后的第1、2天对出血性和缺血性中风的死亡率均产生了不利影响，但2017年极端热浪仅与缺血性中风死亡率呈现显著关联。

图1：2017年和2014-2016年与热浪相关的死亡率的相对风险。“ * ”表示多重比较调整后的统计显著结果。绿色阴影中的数字表示比较 2017 年和 2014-2016 年热浪估计值的 Z 检验的P值

热浪对不同人群死亡率的影响

2017年极端热浪对女性的危害大于男性，对老年人的危害大于年轻人。例如，与非热浪日相比，热浪日女性的总循环系统疾病死亡率增加了42%，男性增加了19%（表3）。但按性别和年龄分组的效果估计值的差异无统计显著性。

表3：2017 年热浪日（滞后 0）与匹配的非热浪日相比，中国 91 个县按个体特征分层的循环系统疾病死亡率的相对风险

不同热浪定义下热浪相关的死亡风险分析

       在不同的热浪定义下，2017年热浪日的心血管系统疾病死亡风险略有不同（图2）。对于中风死亡结局，仅观察到基于第五种替代定义（平均温度连续 至少3天超过第97%分位数阈值）的热浪日显著增加（RR=1.15，1.01-1.30，图2），而其它热浪定义下，未发现热浪与中风死亡率的关联性（图1、2）。

图2 在不同热浪定义下，2017年热浪日（滞后0）与匹配的非热浪日相比，特定原因死亡率的相对风险

研究总结

       2017年极端热浪与多种心血管疾病死亡率呈显著关联性。2017年极端热浪与缺血性心脏病和心肌梗塞死亡率之间的关联比2014-2016年的热浪更为显著，这表明强热浪可能会对某些亚类心血管疾病死亡的威胁更大。在全球气候变化的背景下，极端强烈的高温热浪将更频繁地发生。因此，应针对极端热浪采取相应的健康保护措施，尤其是对患有循环系统疾病的脆弱人群。

编辑：赵毅

排版：赵梦丹

相关阅读

1 招聘 | “一带一路”绿色发展国际联盟秘书处实习生招聘启事IMED研究 | 通过减少印度道路交通部门的化石燃料消费实现碳中和2 招聘 | “一带一路”绿色发展国际联盟秘书处实习生招聘启事3 2022年度总结 | 北京大学LEEEP公众号最受欢迎的15篇推送4 LEEEP组2023年度北京大学博雅博后申请公告5 学者报告 | 论坛邀请到IIASA的唐廷研究员做汇报6 年度总结 | 基于IMED模型的双碳政策多维综合影响评估：2020~2022

点击“阅读原文”浏览小组主页