童年到青少年时期，社区特征如何影响心理健康？深度剖析关键关联

这篇研究通过对 3595 名英国儿童和青少年长达 17 年的队列研究（Millennium Cohort Study），发现社区社会经济地位与心理健康相关，尤其在青春期；3 岁时暴露于空气污染与较差心理健康有关，而绿地关联不明显。为理解社区与心理健康关系提供重要依据。

　　### 一、研究背景
在英国，儿童和青少年的心理健康问题日益受到关注，如焦虑、抑郁、饮食失调和自我伤害等，约 18% 的年轻人可能受到心理障碍影响。这些问题对教育成就、社会关系和长期健康都有深远影响。虽然社区社会方面与心理健康的关系已有不少研究，但环境特征的影响还不太清楚。

空气污染和绿地是与心理健康相关的关键环境因素。童年暴露于空气污染与抑郁、行为问题、注意缺陷多动障碍以及后期的精神和神经障碍有关；青春期暴露于空气污染也会增加患精神障碍的风险。关于绿地与心理健康的研究结果不一，有的显示积极关联，有的则表明无关联或有负面影响，这种不一致可能源于混杂因素、暴露特征和评估窗口以及心理健康结果的时间差异。

社区通过多种途径影响心理健康，包括直接环境暴露、共享社会经济条件和更广泛的背景效应。以往研究在暴露时间及其对寿命的影响方面存在差距，常平均暴露时间或研究特定年龄暴露，忽视了潜在的敏感发育窗口。本研究利用千年队列研究（MCS）的数据，旨在填补这些空白，研究 17 年间社区层面的环境因素与心理健康的关系，确定特定年龄窗口的关联强度，评估性别、种族和社会经济地位的差异，并探索绿地特征与心理健康的关联。

二、研究方法

1. 研究设计与人群
   • 本研究对英格兰 3 至 17 岁的儿童和青少年进行纵向分析，采用 MCS 数据。MCS 是英国全国代表性队列，研究对象为 2000 年 9 月至 2002 年 1 月出生的儿童，旨在调查与早期生活和发展相关的社会、经济和健康因素。抽样按国家和选区类型分层，对社会经济弱势和种族多样化地区进行过度抽样。数据收集分 8 次进行，从婴儿期到青年期，本研究使用 1 至 7 次（婴儿期至 17 岁）的数据。
   • 本研究分析聚焦于 3595 名在 1 至 7 次调查中有完整居住历史的队列成员。原始数据集包含 18293 名英国儿童，本研究仅关注在研究期间一直居住在英格兰的儿童。对于多胞胎，仅使用第一个出生的双胞胎或三胞胎数据。
   
   
2. 心理健康评估
   • 使用优势与困难问卷（Strength and Difficulties Questionnaire，SDQ）评估心理健康，该问卷是经过验证的筛查工具，用于测量情绪和行为困难，具有良好的心理测量属性，内部一致性和重测信度较高。SDQ 包含 20 个项目，分为 4 个量表（情绪、行为、多动 / 注意力不集中和同伴关系），得分范围为 0 至 40 分，得分越高表示心理健康挑战越大。
   • 本研究分析总困难得分以反映整体心理健康状况，未单独分析子量表，且将 SDQ 得分视为连续测量，未应用临床截断点。SDQ 得分在 3、5、7、14 岁时通过家长报告问卷收集，11 岁时通过教师报告问卷收集，17 岁时通过家长和自我报告问卷收集，为确保结果一致性，仅考虑家长报告的 SDQ 得分，排除 11 岁的数据。
   
   
3. 协变量与暴露因素测量
   • 绿地：使用两种指标衡量绿地，归一化差异植被指数（Normalized Difference Vegetation Index，NDVI，2000 - 2017），由美国国家航空航天局中分辨率成像光谱仪得出，反映社区绿化程度；以及基于指定功能（包括公园、花园和运动场）的绿地面积（2017 - 2018），数据来源于英国地形测量局。
   • 空气污染：获取 2000 至 2018 年二氧化氮（NO₂）、粒径小于 10μm（PM₁₀）和小于 2.5μm（PM_2.5）的年平均浓度数据，来自英国环境、食品和农村事务部。
   • 社会经济地位：通过 2004 年多重剥夺指数（Index of Multiple Deprivation，IMD）衡量社区社会经济地位，该指数综合了 7 个加权剥夺领域：收入、就业、教育、健康、犯罪、住房和服务障碍以及生活环境。将 IMD 得分分为 3 类：1 至 3 分位数为最贫困地区，4 至 7 分位数为中度贫困地区，8 至 10 分位数为最不贫困地区。
   • 协变量：包括个体、家庭和社区层面的协变量。个体层面有性别、种族（白人或其他种族）、肥胖（正常体重、超重、肥胖）和是否患有长期疾病；家庭层面有贫困状况（低于或高于 60% 中位数等效收入）、母亲教育水平（国家职业资格等效）、母亲是否曾被诊断患有抑郁症或严重焦虑症以及家庭结构（单亲或双亲照顾者）；社区层面有城乡分类。
   
   
4. 统计分析
   • 采用分层贝叶斯回归模型，以适应纵向数据的嵌套结构。将对数转换后的 SDQ 测试得分建模为个体、家庭和社区层面特征的函数。个体特定随机截距解释重复 SDQ 得分之间的个体内相关性，时变协变量识别从早期生活到成年的关键暴露年龄。使用方差膨胀因子检测潜在的多重共线性。
   • 通过马尔可夫链蒙特卡罗方法，利用 R 包 NIMBLE 版本 1.3.0 实现贝叶斯模型，进行 2 条链的 10000 次烧脑后迭代，共 20000 次迭代。通过迹图和 Gelman - Rubin 统计量评估收敛性。迭代建模社区层面因素，先单独评估空气污染、绿地和社会经济地位，再检查它们的综合影响，根据 Watanabe - Akaike 信息准则选择模型，平衡模型拟合度和复杂度。
   • 进行敏感性分析评估模型稳健性，包括比较有缺失数据和完整数据的模型、测试时变系数的独立性、独立检查时变社区效应、用泊松分布建模 SDQ 得分、使用替代超先验分布、仅限制在城市地区以及限制样本为有完整 LSOA 记录的队列成员。还运行包含累积暴露变量的模型，并与主要模型比较，检查累积暴露是否掩盖年龄特异性关联。
   
   

三、研究结果

1. 研究对象基本特征
   本研究共纳入 3595 名儿童和青少年，其中女性 1826 名（50.5%），白人 3012 名（83.8%），其他种族 583 名（16.2%）。SDQ 得分均值（标准差）为 7.1（5.1），呈右偏分布，从儿童早期到青少年晚期总体呈下降趋势，青春期早期略有上升。从 2004 年（3 岁时）到 2017 年，社区空气污染暴露均值持续下降，但仍高于世界卫生组织推荐的年平均水平；同期，社区绿地暴露呈适度上升趋势。
2. 个体、家庭和社区因素与心理健康的关联
   • 个体层面：男性、超重或肥胖（与正常体重相比）以及患有长期疾病与较高的对数转换 SDQ 得分相关，表明心理健康较差；白种儿童和其他种族儿童的对数转换 SDQ 得分差异较小，95% 可信区间（CrI）包含零。
   • 家庭层面：双亲家庭和单亲家庭之间无差异；家庭收入高于 60% 中位数贫困线的儿童，对数转换 SDQ 得分较低，但存在一定不确定性；母亲教育水平与对数转换 SDQ 得分呈负相关，母亲教育程度越高，子女心理健康状况越好；母亲在孩子出生时被诊断患有焦虑或抑郁症，与孩子较高的对数转换 SDQ 得分相关，表明孩子心理健康较差。
   • 社区层面：空气污染暴露主要在 3 岁时与较高的对数转换 SDQ 得分相关，每增加 1μg/m³，PM_2.5、PM₁₀和 NO₂分别使对数转换 SDQ 得分增加 0.15（95% CrI，0.09 - 0.22）、0.16（95% CrI，0.09 - 0.22）和 0.09（95% CrI，0.02 - 0.16）；5、7、14 和 17 岁时，空气污染与 SDQ 得分的关联可忽略不计。社区绿化程度（以 NDVI 衡量）与 SDQ 得分呈意外的正相关，但不确定性较高，绿地面积与心理健康无明显关联。居住在更富裕社区（较高 IMD 分位数与最贫困的 1 - 3 分位数相比）与较低的对数转换 SDQ 得分相关，且这种保护作用随年龄增长逐渐增强，但 3 岁时出现意外，较富裕社区的估计系数为正。
   
   
3. 性别差异与其他关联
   社区绿化程度与 SDQ 得分的关联存在性别差异，男性在绿化程度增加时，对数转换 SDQ 得分较低（差异为 - 0.10，95% CrI， - 0.15 至 - 0.03），但考虑绿地面积而非绿化程度时，这种关联减弱。其他交互作用对模型拟合影响不大。当空气污染物为 PM₁₀和 NO₂时，估计系数与主要结果相似。与累积暴露模型相比，主要模型中空气污染的系数估计减弱且不确定性增加，表明累积暴露可能掩盖潜在的年龄特异性关联。
4. 多种社区暴露因素的相互作用
   单独研究绿地（以 NDVI 衡量）时，发现各年龄组存在适度、不确定的负相关；空气污染是唯一在所有年龄窗口都与较高对数转换 SDQ 得分持续相关的时变变量，3 岁时关联最强。居住在中度至最不贫困社区（IMD 分位数 4 - 10）的儿童，对数转换 SDQ 得分低于最贫困社区（IMD 分位数 1 - 3）的儿童，且这种关联随年龄增强。纳入社区社会经济地位后，除 3 岁时的空气污染外，环境暴露的关联大多可由其解释，3 岁时空气污染与心理健康的正相关虽有所减弱但依然存在。

四、讨论

1. 社区社会经济地位与心理健康
   本研究结果表明，社会经济因素与心理健康结果的关联比环境特征更强。青少年在富裕社区的心理健康状况优于贫困社区，可能是因为富裕社区拥有更好的设施、更少的压力源和更强的社会支持；而贫困社区的青少年更易暴露于暴力和犯罪等压力源。此外，青春期是身份形成的关键时期，社会经济差距更加明显。3 岁时居住在较富裕社区（IMD 分位数 4 - 10）的队列成员 SDQ 得分较低，可能是由于本研究未考虑的未观察和未测量的协变量，如育儿选择等。
2. 空气污染与心理健康
   空气污染与心理健康的关联在儿童早期最强，尤其是 3 岁时，这与临床证据相符，早期暴露于空气污染会导致神经炎症，引发大脑白质和体积改变。随着儿童年龄增长，这种关联减弱，可能是因为青少年的脆弱性降低或在居住社区的时间减少，也可能部分归因于空气污染水平随时间下降。这突出了减少空气污染暴露对改善心理健康的重要性。
3. 绿地与心理健康
   与预期相反，本研究未发现绿地与心理健康有有意义的关联。这可能是因为在考虑空气污染和社会经济地位时，绿地的关联较弱，或者是由于绿地指标的局限性，未捕捉到绿地的质量、可及性或功能。其他研究也发现，空气污染和绿地变量同时存在时会相互影响。本研究还发现绿地与心理健康的关联存在性别差异，男性可能从绿地暴露中获得更多心理健康益处，这表明在绿地相关健康研究中考虑性别差异的重要性。
4. 多种社区暴露因素的综合关联
   环境暴露与心理健康的关联应谨慎解释，因为这些暴露与其他社区特征相互交织。通过迭代建模调整，发现社区剥夺是与心理健康最一致相关的因素，掩盖了环境暴露的关联，但 3 岁时空气污染与心理健康的关联依然显著。
5. 研究的优势与局限性
   • 优势：本研究的全国性样本能够以高空间分辨率评估心理健康和社区特征，有助于了解对社区层面暴露的脆弱时间窗口。分层贝叶斯回归模型和个体特定随机效应有助于减轻混杂因素的影响。
   • 局限性：依赖住宅 LSOA 数据和缺乏活动模式信息可能导致暴露分类错误；假设 6 至 7 次调查（14 至 17 岁）期间家庭财务稳定可能引入偏差，高估居住稳定性较高家庭的代表性；仅纳入多胞胎中的第一个孩子也可能引入偏差，因为出生顺序与健康和发育结果相关。
   
   

五、研究结论

本队列研究发现，社区社会经济特征与居住其中的儿童和青少年的心理健康相关，尤其是在青春期。空气污染与较差的心理健康相关，特别是在儿童早期暴露时，这凸显了制定适合年龄的干预措施的必要性。虽然绿地与心理健康的关联较弱，但对特定类型绿地和质量的研究可能会提供更多见解。研究结果强调了评估住宅和学校暴露以更好地捕捉青少年更广泛环境的重要性，同时研究环境因素与其他社区特征的联合作用对于避免高估其影响至关重要。