《International Journal of Epidemiology》:Data Resource Profile: Climate and Enteric Diseases Research Project (ClimED)
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本刊推荐Climate and Enteric Diseases Research Project (ClimED)数据资源,该研究整合49个国家1290个地区超过20年的肠道传染病监测数据与气候暴露变量,通过标准化处理建立统一建模框架。研究团队利用ERA5-Land和ISIMIP3a数据集提取温度、降水和热带气旋等气候指标,构建每周分辨率的面板数据集,为评估气候变化对腹泻性疾病(ICD-10 A00-A09)的短期及长期影响提供重要数据支撑,对全球疾病负担评估和气候适应政策制定具有重大意义。
当我们谈论气候变化对健康的影响时,肠道传染病(enteric diseases)始终是一个不容忽视的重要议题。这类疾病每年在全球造成大量死亡和就医案例,尤其在低收入和中等收入国家负担最重。现有研究表明,气温升高、强降水和洪水等气候因素可能通过改变肠道病原体(enteropathogens)的传播途径,间接增加腹泻性疾病的发病风险和死亡率。然而,由于不同研究在暴露定义、结局指标和统计方法上存在显著异质性,至今难以得出全球或区域层面的统一风险估计。
为了解决这一科学难题,由东京大学全球卫生政策系牵头的国际研究团队发起了"气候与肠道传染病研究项目(ClimED)",系统整合多国腹泻性疾病数据与气候暴露变量,构建标准化数据集。该项目成果以Data Resource Profile形式发表于《International Journal of Epidemiology》,为环境流行病学研究提供了重要数据基础设施。
研究团队采用统一的数据处理方法,通过定制化R语言程序从ERA5-Land和ISIMIP3a等开源数据集提取气候变量,包括2米气温(t2m)、总降水量(tp)以及热带气旋最大持续风速(tcwind)和降雨量(tcrain)。所有变量均按亚国家行政单元进行人口加权平均,并与肠道传染病周报数据时空对齐。数据集涵盖1993-2024年间49个国家和地区的664,501例死亡记录和4.07亿余发病案例,病原体特异性数据包括志贺菌(Shigella)、弯曲杆菌(Campylobacter)和沙门氏菌(Salmonella)等主要致病微生物。
数据资源特色与应用价值
ClimED数据集的核心优势在于其时空维度设计。多国家、多地区的覆盖范围使得研究人员能够按气候带、收入水平或地理区域进行分层分析,而长达二十余年的时间序列则支持短期效应和长期趋势研究。数据集采用统一的暴露和结局定义,支持时间序列分析(time-series analysis)和时间分层病例交叉设计(time-stratified case-crossover)等成熟统计方法,确保风险曲线估计的一致性。
在数据应用方面,该资源支持多种研究方向:首先,可以探讨不同注册类型结局(如住院与死亡)对气候暴露的敏感性差异;其次,能够分析气候敏感性的空间特征,例如按主要气候带建立降水与肠道传染病死亡的风险曲线;此外,部分数据集包含年龄、性别和精细行政单元信息,支持易感人群识别和小尺度空间分析。
数据质量评估与局限性
研究团队客观评估了数据集的局限性。首先,空间分辨率存在国别差异,部分数据仅达国家层面,而有些则细化至州省级别,且各国家数据集起始年份和持续时间不一,影响结果可比性。其次,发病数据来源多样,包括医院直接收集(入院或就诊)、国民健康保险数据库和监测系统,各系统在病原体检测强度和覆盖范围上存在差异。
气候变量的建模特性也需注意:再分析数据(reanalysis data)代表网格单元平均值,与气象站观测值存在差异。研究表明ERA5-Land产生的温度-死亡率风险曲线与气象站数据具有可比性,但在热带地区可能存在低估;降水数据相比雨量计观测值存在偏差,其程度因地区和条件而异。
数据处理与标准化流程
数据标准化是本研究的关键技术环节。原始疾病数据按周和亚国家单元聚合,采用国际标准化组织周格式(ISO week)或流行病学周格式(EPI week)确保7天聚合一致性。气候暴露变量通过定制R函数提取,该函数封装了terra、ncdf4、lubridate和lutz等程序包功能,能够根据各行政单元时区计算人口加权平均值。
数据表格呈现了处理后的标准化格式,包含国家名称(name)、亚国家单元(subnat)、年周标识(yrwk)、结局类型(outcome)、病原体信息(pathogen)、周病例数(cases)以及各类气候暴露变量。人口密度(popden)来自网格化世界人口数据集第四版(Gridded Population of the World version 4.11),气候带(climzone)则基于Beck等人2023年更新的柯本-盖格分类地图(K?ppen-Geiger classification)。
研究意义与未来方向
ClimED数据资源的建立标志着气候变化与健康研究向标准化、可比较方向迈出重要一步。通过提供统一框架,该数据集支持多国联合分析,有望解决既往研究中的异质性问题,产生更具普遍意义的暴露-反应关系估计。这些风险曲线可用于估算历史和未来气候变化归因的腹泻性疾病负担,为气候适应政策和公共卫生干预提供科学依据。
该数据资源特别注重伦理规范和数据安全,所有个体标识信息均已去除,数据聚合至周和中级及以上行政单元尺度。数据访问遵循各原始数据提供方的隐私规定,通过受控共享机制促进科学合作的同时确保合规性。
综上所述,ClimED项目通过系统整合多国数据资源和标准化处理方法,为研究气候变化与肠道传染病的复杂关系提供了重要平台。随着气候变化的持续加剧,这一数据资源将为全球疾病预防和控制策略提供不可或缺的科学支持,特别是在极端天气事件频发的背景下,对腹泻性疾病早期预警和风险管理的指导价值尤为突出。