气象因子与大气污染物对兰州儿童呼吸道腺病毒流行的交互影响研究

《Scientific Reports》：Effects of meteorological factors and atmospheric pollutants on the prevalence of respiratory adenovirus in children in Lanzhou, Northwest China

本研究聚焦气候变化与空气污染对疾病传播的驱动作用，以兰州地区儿童呼吸道腺病毒（HAdV）感染为研究对象，通过生态学方法系统分析气象因子（温度、日照时长、风速）与大气污染物（CO、NO2、SO2、O3）对HAdV流行的影响。研究发现HAdV感染率与低温、低日照、低风速及高浓度CO、NO2、SO2显著正相关，而与O3负相关，构建的GAM模型揭示非线性关联，为儿童呼吸道传染病预警和精准干预提供科学依据。

　　

在全球气候变化和空气污染加剧的背景下，呼吸道传染病对儿童健康的威胁日益凸显。人类腺病毒（Human Adenovirus, HAdV）作为引起儿童急性呼吸道感染（Acute Respiratory Infections, ARIs）的常见病原体，其流行规律与环境因素的关联尚不明确。兰州作为中国西北典型的河谷盆地城市，气候干燥、风速低、污染物扩散能力弱，是研究环境因素与病毒传播机制的天然实验室。为何HAdV感染在秋冬季高发？大气污染物是否会加剧病毒传播？这些问题亟待解答。

为揭示环境因素对HAdV流行的作用，研究团队于2023年1月至2025年2月在兰州哨点医院收集了1339例急性呼吸道感染患儿的咽拭子标本，通过实时荧光定量PCR（Quantitative PCR, qPCR）检测HAdV核酸，并结合同期气象数据（温度、湿度、风速、日照时长、降水）与空气污染物（PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂、CO、O₃）月均值，采用逐步线性回归与广义相加模型（Generalized Additive Model, GAM）进行关联性分析。

主要技术方法

研究依托哨点医院前瞻性收集儿童临床标本，采用磁珠法提取病毒核酸，通过qPCR技术精准检测HAdV；环境数据整合国家气象科学数据中心与中国空气质量在线监测平台公开数据；统计分析结合Pearson/Spearman相关性检验与GAM模型，捕捉非线性效应。

流行病学特征

HAdV总感染率为8.89%，2024年（11.23%）显著高于2023年（5.45%），可能与后疫情时代非药物干预（Non-Pharmaceutical Interventions, NPIs）措施放松相关。感染率在性别间无差异（P=0.707），但年龄分布差异显著（P=0.010），学龄前（3.29%）和学龄期儿童（3.36%）感染率高于婴幼儿（≤1岁0.75%，1-3岁1.49%），反映校园聚集性传播风险。季节分布显示秋冬季为高发期（秋季2.28%，冬季5.06%），显著高于春夏季（P<0.01）。

气象因子与HAdV的关联

兰州气候特征为低温干燥、日照季节性差异大。相关性分析显示，HAdV感染率与月均温度（r=-0.6398, P=0.0250）、日照时长（r=-0.6376, P=0.0257）、风速（r=-0.6208, P=0.0312）呈强负相关。GAM模型进一步揭示非线性关系：感染风险在温度-4.9°C时达峰值（相对风险为25.3°C时的10.2倍），日照108小时、风速1.12 m/s时风险最高。低温可能削弱呼吸道黏膜屏障功能，低风速则利于病毒气溶胶滞留。

大气污染物与HAdV的关联

污染物浓度呈现“冬高夏低”趋势（O₃反之）。HAdV感染率与CO（r=0.7610, P=0.0040）、NO₂（r=0.6846, P=0.0140）、SO₂（r=0.7162, P=0.0088）呈正相关，而与O₃负相关（r=-0.6938, P=0.0123）。机制上，污染物可能通过诱导氧化应激、抑制巨噬细胞吞噬功能，增强宿主易感性。

讨论与结论

本研究首次在西北干旱区系统验证气象因子与大气污染物对HAdV流行的协同影响。GAM模型（R²=0.586）成功量化环境因子的阈值效应，例如温度低于0°C时感染风险急剧上升。结果提示，在低温、静稳天气及高污染时段需强化儿童防护，如学校通风优化、高危季节佩戴口罩等。研究局限性包括单中心数据、未涵盖其他呼吸道病毒，未来需扩展多区域长期监测。

发表于《Scientific Reports》的该项研究，为气候变化背景下儿童呼吸道传染病的早期预警提供了关键参数，助力公共卫生部门制定动态干预策略，降低疾病负担。