烟草暴露对中国腰痛相关残疾调整寿命年（DALYs）的影响：1990–2021年的趋势及利用ARIMA模型对未来15年的预测

《Journal of Pain & Palliative Care Pharmacotherapy》：Impact of Tobacco Exposure on Low Back Pain-Related Disability-Adjusted Life Years in China: Trends From 1990–2021 and Projections for the Next 15 years Using ARIMA Modeling

中国烟草相关腰椎间盘疾病负担分析（1990-2021），运用Joinpoint回归、年龄-时期-队列分析和ARIMA模型，发现总DALYs增加42.96%，但年龄标准化率（ASR）显著下降30.69%，女性降幅更明显（45.43%）。预测显示未来15年ASR将持续下降，男性负担仍较高。

　　低背痛（LBP）作为一种常见的肌肉骨骼症状，其表现形式从非特异性不适和僵硬到严重疼痛不等，通常位于肋骨下缘与臀部顶部之间，可能伴随坐骨神经痛。LBP在全球范围内高度流行，影响着所有年龄和社会经济背景的人群，无论是发达国家还是发展中国家。根据2021年的数据，LBP在全球范围内导致了约746,313人每10万人的疾病负担，预计到2050年，这一数字将超过8亿人，总疾病负担将达到70,156,962 DALYs（残疾调整生命年）。尽管LBP本身并不致命，但它对DALYs的显著贡献使其成为一项重要的公共卫生问题。LBP常伴随功能残疾、心理困扰（如抑郁和焦虑）以及对疼痛的适应性认知（如灾难化和回避信念），这些因素进一步加剧了残疾的严重程度。当前LBP的治疗方法主要包括药物治疗、基于运动的干预措施以及手术治疗。LBP不仅限制了患者的活动能力、工作能力和生活质量，还对个人、家庭和国家的经济和医疗负担造成严重影响。

烟草暴露是全球公共卫生的重要问题，其对健康的危害已被广泛研究。烟草与多种慢性疾病密切相关，包括心血管疾病、呼吸系统疾病以及不同类型的癌症。近年来，越来越多的研究指出吸烟可能对肌肉骨骼系统产生负面影响，特别是导致低背痛。烟草中的有害物质可能增加低背痛的风险并加重其症状，这些物质可能减少椎间盘的营养供应，促进炎症反应，并降低骨密度。此外，吸烟可能延缓低背痛的康复过程。相比之下，有氧运动（如骑自行车）和神经肌肉康复训练（如麦肯齐疗法）可能有助于抵消尼古丁引起的肌肉萎缩和微循环功能障碍。同时，患者教育在LBP的预防和治疗中也起着关键作用。

中国拥有全球最大的人口老龄化趋势，这使得低背痛的负担不断增加，尤其是在老年人群中尤为普遍。2023年的《中国卫生统计年鉴》数据显示，2022年在中国公立医院出院的患者中，因椎间盘疾病入院的人数达到了995,714人，平均每次入院的医疗费用高达11,923.19元。值得注意的是，低背痛通常是椎间盘疾病的一种常见表现。尽管《中国卫生统计年鉴》和其他中国数据库并未直接发布低背痛的相关数据，但上述发现间接表明低背痛对中国造成了显著的疾病负担。鉴于吸烟是低背痛的重要风险因素，而中国男性吸烟率高达27.7%，公众长期忽视了烟草暴露导致的低背痛负担。因此，分析烟草暴露对中国低背痛疾病负担的长期影响具有重要意义。尽管已有研究利用2021年全球疾病负担（GBD）数据分析了中国低背痛的疾病负担，但具体风险因素（尤其是烟草）对疾病负担的影响仍不明确。在GBD 2021数据库中，三个二级风险因素——职业风险、烟草暴露和高体重指数——共同贡献了低背痛相关DALYs的负担，其中烟草暴露占据了一定比例。此外，尽管Wang等人在204个国家中量化了吸烟与低背痛之间的全球疾病负担，但并未提供针对中国的具体估算。更重要的是，吸烟只是烟草暴露的一部分，还包括二手烟和咀嚼烟草。在GBD 2021对中国风险因素的分析中，目前仅对高体重指数进行了评估，而整体烟草暴露对低背痛的贡献尚未得到充分研究。因此，对中国人群而言，烟草暴露对低背痛负担的具体影响仍需进一步量化。

本研究利用了最新的GBD 2021数据，通过连接点回归（joinpoint regression）和年龄-时期-队列（age-period-cohort）分析，探讨了从1990年至2021年间，烟草相关低背痛在中国各年龄组人群中的疾病负担，并对未来的15年趋势进行了预测。连接点回归模型是一种统计方法，用于评估疾病负担随时间的变化。该模型通过最小二乘法量化疾病发病率的变化，避免了传统线性趋势分析中主观判断的局限性。模型通过计算估计值与实际值之间的残差平方和来确定趋势的转折点。研究使用Joinpoint软件（版本5.1.0.0；美国国家癌症研究所）进行分析，该软件采用对数尺度上连接多个线段的基本模型，以分析时间序列数据中的变化趋势。在分析过程中，模型选择流程从最少的连接点（即零个）开始，逐步增加连接点数量，直到添加更多的连接点不再显著改善模型拟合效果。软件内置的置换检验算法用于评估每个潜在连接点的统计显著性，通过计算添加连接点前后模型的残差平方和差异来实现。

年龄-时期-队列分析用于区分年龄、时期和出生队列对疾病负担的影响。该分析基于泊松分布，能够评估不同年龄组、时期和出生队列中DALYs的趋势。为减少年龄、时期和队列效应之间的多重共线性，研究采用了内在估计器（Intrinsic Estimator, IE）方法。通过在模型参数上施加约束，IE方法能够稳定参数估计并减少多重共线性带来的偏差，从而更准确地反映每个因素的真实影响。研究采用对数线性回归模型（log(Yi) = μ + α*agei + β*periodi + γ*cohorti + ε），其中Yi表示感兴趣的疾病负担指标。根据GBD分类，研究将人群分为不同的年龄组，每五年一个组别。研究分析了1990年至2021年间各年龄组的总DALYs，并使用R版本4.3.3进行APC模型拟合。

预测分析部分采用了自回归积分滑动平均（ARIMA）模型，该模型因其在处理非平稳时间序列的长期趋势方面表现出色而被选为预测工具。ARIMA模型通过差分（d）处理非平稳性，并通过自回归（p）和滑动平均（q）项捕捉线性相关性。参数化过程基于数据驱动框架，首先使用增强型迪基-富勒（ADF）检验验证时间序列的平稳性，然后利用AIC和BIC标准自动调整(p, d, q)参数，以避免主观偏差。ARIMA模型利用时间序列数据的自相关性，基于历史观察预测未来值。模型的核心原理是数据系列是时间依赖的随机变量，其特征由自相关结构决定。为了确保预测结果的可靠性，研究还采用了贝叶斯年龄-时期-队列（BAPC）模型作为补充方法。研究使用R版本4.3.3和JD_GBDR（V2.22，京鼎医学科技有限公司）进行预测分析图表的绘制。

研究结果表明，从1990年至2021年，中国因烟草相关低背痛导致的总DALYs呈上升趋势，而年龄标准化率（ASR）则显著下降。具体而言，女性的ASR下降幅度比男性更为显著。连接点回归分析显示，整体ASR呈现显著的下降趋势（AAPC为?1.18，95% CI为?1.21至?1.15）。年龄-时期-队列分析进一步揭示了年龄对ASR的重要影响，该指标在中年到老年群体（约40至75岁）中较高。纵向和横断面分析均证实了这一趋势，而年龄偏差分析表明，该年龄段的实际风险高于预期。然而，长期和横断面比率显示，该比率呈下降趋势，表明近年来年龄相关的DALYs增加趋势有所减弱。这可能归因于改善的医疗条件、吸烟危害意识的提高或近年来针对老年人群实施的更有效的烟草控制措施。

不同出生队列的ASR表现出轻微但不显著的差异。较新的队列相比较老的队列具有稍低的ASR，这可能与世代间吸烟行为的变化、对健康风险的更高意识或烟草控制政策的长期影响有关。例如，中国近年来加强了对未成年人吸烟的监管。队列偏差分析显示，早期队列（约1920年）在预期值周围波动较小，而拟合的队列模式也表明，较老的队列具有较高的ASR，而较新的队列具有较低的ASR。此外，人口结构的变化也是影响烟草暴露的重要因素。例如，成为父亲的中国男性往往因关注子女健康而减少吸烟或戒烟。此外，城乡地区之间也存在吸烟率的差异，农村居民的吸烟率比城市居民高出40%。中年和老年群体的吸烟率也相对较高。

最后，局部漂移（local drifts）显示ASR持续下降，这进一步证明了烟草控制措施和公共卫生倡议在减少烟草相关低背痛疾病负担方面的有效性。综上所述，年龄-时期-队列分析为理解年龄、时期和队列对ASR的影响提供了重要见解。尽管年龄仍是影响ASR的关键因素，但整体ASR的下降趋势以及较新队列中较低的ASR是积极的信号，表明烟草控制措施已取得一定成效。然而，近期ASR高于预期的情况提醒我们，需要保持警惕并不断优化烟草控制策略，以应对新兴挑战。

预测分析结果显示，未来15年（2022年至2036年），烟草相关低背痛的ASR预计将持续下降，无论性别如何。这一积极趋势可以归因于持续的烟草控制努力以及公众健康意识和医疗条件的改善。ARIMA模型验证结果显示，女性和总体人群的预测模型表现优于男性，这可能意味着已实施的烟草控制措施在这些群体中更为有效。然而，男性预测模型的相对较低准确性表明，针对男性群体的更具体干预措施仍有必要。尽管预计ASR将持续下降，但烟草相关低背痛的持续存在仍然是一个重要的公共卫生挑战。因此，有必要继续加强烟草控制政策，推广戒烟项目，并提高公众对吸烟对肌肉骨骼健康危害的认识。此外，进一步研究应关注影响疾病负担的性别特定因素，并制定更有效的策略以解决烟草相关健康结果的差异。

基于研究结果，提出了多项公共卫生政策建议。首先，加强烟草控制政策至关重要，包括在公共场所更严格的禁烟措施、提高烟草产品的税收以及更显著的健康警告标签。其次，应实施有针对性的公众教育活动，以提高公众对吸烟与低背痛之间关系的认识，并强调戒烟对长期肌肉骨骼健康的益处。考虑到男性和老年人群在烟草相关低背痛中的较高负担，针对这些群体的干预措施尤为重要。在工作场所和社区中设立针对男性的项目，以及为老年人提供友好的戒烟服务，有助于缓解这些差异。此外，建议在初级医疗服务中整合“烟草控制与肌肉骨骼健康”诊所，这不仅可以促进早期检测和管理低背痛，还可以为政策调整提供依据。同时，应加强对医护人员的培训，使其了解吸烟在低背痛中的作用，从而提高预防性护理的水平。鉴于烟草相关低背痛的负担从30至34岁的人群开始显现，并考虑到从年轻年龄开始的烟草暴露可能带来累积效应，有必要加强针对中国青少年的烟草控制政策。最后，继续监测和研究烟草对健康的长期影响，对于制定有效的政策调整至关重要。

本研究存在一些局限性。首先，它依赖于GBD 2021模型生成的估计值，而不是直接的观察数据，这可能在某些地区因原始数据稀少而引入不确定性。其次，研究期间（1990年至2021年）LBP的诊断标准可能发生变化，这可能影响纵向数据的可比性。第三，分析未考虑可能的混杂因素，如体力活动或肥胖，这可能限制因果推断的准确性。此外，GBD研究中的风险因素归因依赖于模型算法，可能存在一定的不确定性。然而，GBD研究特别强调验证模型结果的可靠性，所有计算均伴随95%置信区间（UI），并通过从后验分布中抽取1000个样本进行不确定性聚合，从而在一定程度上减轻了混杂因素的影响。因此，模型的固有假设应谨慎解读。此外，本研究缺乏中国内部的详细地区数据，仅使用了较宽泛的GBD分类，这可能掩盖了省级或城乡之间的差异。预测模型假设历史趋势保持稳定，这可能不适用于新兴因素如电子烟或人口结构变化。最后，本研究聚焦于人口层面的指标，忽略了定性患者结果和经济成本，这可能限制了对整体健康影响的深入理解。

未来的研究应考虑烟草暴露与低背痛之间的剂量-反应曲线，并通过点对点的定量结果更准确地评估烟草暴露带来的负担。因此，从科学角度来看，应比较不同地区和不同人群中烟草暴露的可归因负担，特别是在需要进一步整合相关数据的城乡研究中。此外，应考虑烟草暴露模式在时空上的变化（如吸烟率和烟草产品类型），以及特定人群的易感性特征（如年龄、性别和遗传因素）。本研究的结果为中国及其他国家提供了重要的流行病学证据，以制定针对特定人群的干预措施，从而减轻烟草相关低背痛的负担及其相关的DALYs。