夜间同时暴露于住宅区的绿化环境、二氧化氮以及户外光线与焦虑症的发生之间存在关联

《Landscape and Urban Planning》：Concomitant exposure to residential greenness, nitrogen dioxide, and outdoor light at night in association with incident anxiety

焦虑发生与居住区绿色度、NO?暴露及夜间光照的关系：中国前瞻性队列研究显示居住区绿色度降低焦虑风险（HR=0.54），而NO?和夜间光照（LAN）每增加一个IQR，焦虑风险分别升高20%和21%。联合暴露中绿色度低与NO?高叠加时JHR达1.42，且LAN部分中介了绿色度与焦虑的关系。

　　

张嘉云|孙业祥|李子涵|徐丽莎|胡静晶|邱洁|张欣涵|杨宗明|朱张张|吴永浩|王一星|林洪波|江志勤|隋黎明|唐梦玲|金明娟|冯彤|陈坤|王建兵

浙江大学医学院公共卫生系与内分泌科，国家儿童健康临床研究中心，中国杭州市余杭塘路866号，310058

摘要

背景

先前的研究表明，居住区的绿化程度与焦虑发病率呈负相关，而暴露于二氧化氮（NO₂）和夜间室外光照（LAN）可能会增加焦虑的风险。然而，这些因素的综合影响，以及潜在的混杂因素、交互作用和中介效应，仍需进一步研究。

方法

这项前瞻性队列研究在中国鄞州进行，共有27,882名18岁以上的参与者。使用归一化植被指数（NDVI）和增强植被指数（EVI）来描述每位参与者居住区周围的绿地情况。开发了一种土地利用回归（LUR）模型来估算NO₂浓度，并利用卫星图像评估夜间室外光照（LAN）。采用Cox比例风险模型计算风险比（HR）和95%置信区间（95% CI），并使用限制立方样条（RCS）来描绘暴露-反应曲线。此外，我们还应用了累积风险指数（CRI）来量化共同暴露的联合效应，并探讨了加性和乘性交互作用以及中介效应。

结果

在中位随访时间为5.10年的时间里，共发现了3,272例新发焦虑病例。在单因素暴露模型中，NDVI每增加一个四分位数范围（IQR），风险比为0.73（95% CI：0.70, 0.77）；NO₂为1.20（1.10, 1.30）；LAN为1.21（1.17, 1.24）。绿化程度和夜间光照都表现出明显的非线性关系。当参与者同时暴露于较低的绿化程度和较高的NO₂浓度时，观察到了最高的联合风险比（JHR），为1.42（95% CI：1.30, 1.55）。绿化程度与NO₂之间，以及NO₂与LAN之间均存在加性和乘性交互作用。中介分析显示，NDVI 250 m与焦虑之间的关系有28%（95% CI：14%, 45%）是由夜间光照减少所介导的。

结论

居住区的绿化程度与焦虑发病率呈负相关，而暴露于NO₂和夜间光照可能会增加焦虑的风险。增加绿地可以缓解NO₂的负面影响，但夜间光照的增强会加剧这种影响。我们的发现强调了在城市规划中整合绿化措施和减少NO₂及夜间光照的紧迫性，以促进全球范围内具有韧性和支持心理健康的城市发展。

引言

焦虑表现为强烈的恐惧、行为紊乱和持续的担忧（Zhou等人，2021年），对全球公共卫生构成了巨大挑战。根据2021年全球疾病负担（GBD）研究，焦虑在年龄标准化伤残调整生命年（DALYs）方面的增长最快，占全球DALYs的42.5百万年（95% UI：29.4, 57.7百万年）（GBD 2021 Diseases and Injuries Collaborators，2024年）。2019年，中国每10万人中焦虑的年龄标准化患病率为3164.2例（95% UI：2711.0, 3634.3例）（GBD 2019 Mental Disorders Collaborators，2022年）。中国心理健康调查显示，焦虑是最常见的精神障碍，12个月内的加权患病率为5.0%（95% CI：4.2%, 5.8%），终生患病率为7.6%（95% CI：6.3%, 8.8%）（Huang等人，2019年）。城市居民的12个月内患病率（5.1%，95% CI：4.0%, 6.2%）高于农村居民（4.9%，95% CI：3.8%, 5.9%）。由于焦虑带来的巨大疾病负担，它成为可持续发展的障碍，并引起了全球越来越多的关注。

焦虑的病因复杂多样，受个人特征（如遗传倾向、生活方式、社会经济地位、社会支持、不良生活事件和共病）以及自然、建成和社会环境暴露的影响（Anuk等人，2019年）。建成环境尤其值得关注，因为目前世界上超过一半的人口居住在城市地区，预计到2050这一比例将上升至68.4%（Chen等人，2022年）。先前的研究表明，城市居民比农村居民更容易患焦虑（Ten Have等人，2023年），这可能是由于城乡之间的差异。居住区的绿化程度、二氧化氮（NO₂）和夜间室外光照（LAN）是城市环境的典型特征。这些因素共存并相互作用，对心理健康和幸福感产生微妙但广泛的影响。

“绿化程度”没有一个明确、被普遍接受的定义，它是一个涵盖地面上光合作用植被各种维度的总称，包括其多样性、邻近性、比例和可及性（Klompmaker等人，2018年）。大量文献记录了当地绿地与焦虑发病率之间的联系（Bao等人，2022年；Crouse等人，2021年），尽管研究结果存在差异。研究表明，靠近绿地可以通过促进人际关系、减轻环境危害（如空气污染物、噪音和热浪）、鼓励体育锻炼和缓解压力来提高心理幸福感（Wood等人，2023年）。

相比之下，暴露于NO₂和夜间光照已被证明会对健康产生多种不良影响。一方面，NO₂主要来源于化石燃料的燃烧、机动车排放和电力生产（Jion等人，2023年），是最普遍的大气污染物之一，对人类健康既有生理上的也有心理上的危害（Poulsen等人，2023年）。作为一种常见的城市污染物，NO₂还是臭氧和颗粒物的前体，并且是道路交通强度和噪音的指标（Jiang等人，2023年）。与已被广泛研究并确定为焦虑决定因素的颗粒物不同，关于NO₂与焦虑发病率之间关联的流行病学证据仍存在分歧（Cuijpers等人，2023年；Hautekiet等人，2022年）。另一方面，夜间室外光照（来自路灯、建筑物和广告牌）是一种现代公民几乎无法避免的光污染形式。值得注意的是，从2011年到2022年，平均天空亮度每年增加9.6%（Kyba等人，2023年），全球80%的人口经历了过度暴露（Tota等人，2024年）。人为造成的夜间光照强度远超过自然水平，尤其是在城市地区，对健康构成了不断扩大的威胁。动物模型表明，其对心理健康的负面影响可能归因于昼夜节律紊乱、睡眠-觉醒周期干扰和睡眠干扰（Wang等人，2023年）。目前关于夜间光照的研究很少，尤其是在焦虑症状方面的结果仍存在争议。

城市环境中存在空间不平等现象。市中心地区的居民可能受益于更好的基础设施和医疗设施，但这些优势可能被不均匀的环境分布所抵消。这种差异通常表现为空气污染水平较高、夜间光照污染加剧以及城市核心区域绿地较少（Song等人，2024年）。有报道称，NO₂和夜间光照与绿化程度呈负相关，NO₂与夜间光照也有中等程度的相关性（Parks等人，2023年）。这些相关性可能是由于共同来源（如道路交通）以及这些来源在绿地中的相对稀缺性所致。根据一项先前的研究（Cui等人，2019年），NO₂污染受到人口规模、人均GDP、第二产业占比、夜间光照和城市道路面积等因素的正面影响，增加绿化程度可能有助于减少NO₂污染。

据我们所知，目前关于建成环境各个方面的研究有限且结论不明确，这可能是由于方法学、结果标准和人群异质性的差异。此外，很少有研究同时考虑这些相关的共同暴露因素，常常忽视了它们可能的混杂效应或交互作用。同时，人们也越来越认识到需要评估绿地、NO₂和夜间光照对焦虑的联合影响。此外，关于NO₂和夜间光照在绿化程度-焦虑关联中的潜在中介作用的证据仍然不足。另一个局限性是，大多数先前的研究都是横断面研究，缺乏前瞻性研究。最后，大多数现有研究是在空气污染水平相对较低的国家进行的，因此缺乏来自低收入和中等收入国家的证据，而这些国家的环境污染物浓度往往远超过世界卫生组织的全球空气质量指南（例如，NO₂为10 μg/m³）（Carvalho，2021年）。

为了解决上述知识空白，我们基于中国鄞州队列进行了这项纵向研究，利用了其超过27,000名成年人的庞大样本量、全面的协变量数据和精确的个体暴露评估。针对早期研究提出的问题，我们设定了三个目标：1）评估绿化程度、NO₂和夜间光照与焦虑风险之间的关联；2）评估它们的联合效应并探索潜在的混杂因素和交互作用；3）确定夜间光照和NO₂在绿化程度与焦虑风险之间的关系中所起的中介作用。

研究设计和研究人群

我们使用了在中国东部繁荣的海滨城市宁波鄞州区进行的一项前瞻性队列研究的数据。2015年6月至2018年1月期间，共招募了47,516名参与者，所有参与者在基线时都接受了体检和面对面访谈。关于该队列的详细信息可见其他文献（Wei等人，2022年）。该研究获得了浙江大学医学院医学伦理委员会的伦理批准（IRB批准）

研究人群特征

在中位随访时间为5.10年（IQR：1.08年）的过程中，共发现了3,272例新发焦虑病例（表1）。在最终分析中纳入的27,882名参与者中，约42.1%为男性，基线平均年龄为61.9岁。大多数参与者已婚（87.2%），不吸烟（79.0%），报告的压力水平较低（77.0%），睡眠质量良好（83.3%），并且在基线时存在健康问题（85.5%）。

比较有……

讨论

这项在中国鄞州进行的前瞻性队列研究在中位随访时间为5.10年的时间里发现了3,272例新发焦虑病例。我们的研究结果表明，较高的绿化程度与较低的焦虑发病率相关（第四四分位数与第一四分位数相比：HR = 0.54，95% CI：0.49, 0.60）。相比之下，暴露于NO₂或夜间光照与较高的焦虑风险相关（每增加一个IQR：HR = 1.20，95% CI：1.10, 1.30；HR = 1.21，95% CI：1.17, 1.24）。绿化程度和夜间光照都……

结论

居住区的绿化程度与焦虑发病率呈负相关，而长期暴露于NO₂和夜间光照可能会增加焦虑的风险。我们的研究还提供了关于它们之间的混杂效应、交互作用和中介作用的新证据。NO₂的负面影响与绿化程度部分相抵消。相反，NO₂与夜间光照之间存在协同作用，在高光照水平下进一步加剧了不良影响。

资金来源

本研究得到了中国国家自然科学基金的支持[资助编号：82173587]。

作者贡献声明

张嘉云：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，正式分析。孙业祥：资源获取，数据管理。李子涵：数据管理。徐丽莎：软件使用，方法学，调查。胡静晶：软件使用，方法学，调查。邱洁：软件使用，方法学，调查。张欣涵：软件使用，方法学，调查。杨宗明：软件使用，方法学，调查。朱张张：软件使用，方法学，调查。吴永浩：软件使用，方法学，

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文报告工作的财务利益或个人关系。

致谢

我们要感谢传染病和公共卫生紧急情况智能响应创新小组（RIDPHE小组：杨世贵、周旭东、宋佩格、张宁、雷浩、徐俊芳、王建兵）。这项工作得到了中国国家自然科学基金的支持[资助编号：82173587]。