热和细颗粒物对日本院外心脏骤停的联合效应：一项全国性时间分层病例交叉研究

《Journal of the American Heart Association》：Joint Effects of Heat and Fine Particulate Matter on Out‐of‐Hospital Cardiac Arrest in Japan: A Nationwide Time‐Stratified Case‐Crossover Study

　　

背景：院外心脏骤停（OHCA）是心血管死亡的主要原因。尽管环境温度和空气动力学直径≤2.5 μm的颗粒物（PM_2.5）是确定的危险因素，但关于其联合效应的证据仍然有限。研究人员利用日本全国数据评估了热和PM_2.5对OHCA风险的联合效应。方法：研究人员收集了2012年至2019年期间来自全日本Utstein登记处的每日心脏源性OHCA数据，以及来自47个县监测网络的每日温度和PM_2.5数据。采用两阶段时间分层病例交叉设计，研究人员使用条件准泊松模型估计了各县特异性关联，并通过元回归进行合并。使用交互作用导致的相对超额风险（RERI）在乘性和加性尺度上评估了温度与PM_2.5之间的交互作用。还估计了可归因病例。结果：共纳入610,613例心脏源性OHCA。热（相对风险[RR]：1.04 [95% CI: 1.02-1.06]；第99百分位 vs 第80百分位）和PM_2.5（每10 μg/m³增加，RR: 1.02 [95% CI: 1.01-1.03]）均与OHCA风险增加独立相关。在较高PM_2.5浓度下热效应被放大，PM_2.5每增加10 μg/m³与热相关风险额外增加1.8%相关。相反，温度每增加第25百分位，PM_2.5效应增加1.2%（95% CI: 1.1%-1.2%）。在两种尺度上均观察到交互作用（RERI: 0.01 [95% CI: 0.00-0.02]；P=0.003）。总体而言，2638例OHCA可归因于共同暴露，超过了单独归因于热（1215例）和PM_2.5（1276例）的合并负担。结论：热和PM_2.5协同作用增加OHCA风险，强调了在气候变化下需要制定综合公共卫生策略，同时应对极端高温和空气污染。

**论文解读：热与细颗粒物对日本院外心脏骤停的联合效应**

**研究背景与问题**

院外心脏骤停（OHCA）是心血管死亡的主要原因，全球每年约380万例，出院存活率仅8%–12%。尽管传统危险因素（如吸烟、饮食和体力活动）的干预在过去30年推动了OHCA预防进展，但环境暴露（如空气污染和温度）作为非传统危险因素日益受到关注。细颗粒物（PM_2.5）可穿透肺部进入血液，引发全身性组织损伤，增加心血管疾病风险。日本一项研究显示，即使平均浓度较低（14.6 μg/m³），每日PM_2.5仍可增加心血管死亡风险。环境温度（尤其是极端高温）也被证实与心血管发病和死亡相关。随着全球变暖，极端高温事件的频率、强度和持续时间预计增加，气温对心血管健康的负担将进一步加重。然而，现有研究多聚焦于温度和PM_2.5的独立效应，对其联合效应的证据有限。此前研究结果不一致，且多集中在死亡结局，对OHCA等急性心血管事件的研究较少。此外，交互作用研究常局限于单一城市或小区域，方法学差异大，难以整合证据。因此，研究人员开展本研究，旨在评估高温和PM_2.5对OHCA风险的联合效应，包括加性和乘性尺度上的交互作用及亚组分析。

**研究方法概述**

本研究采用两阶段时间分层病例交叉设计，利用2012–2019年全日本47个县的全国性数据。OHCA病例来源于全日本Utstein登记处（All-Japan Utstein Registry），该数据库由日本消防与灾害管理局托管，涵盖所有心脏源性OHCA（排除创伤、交通事故等非心脏起源）。温度和PM_2.5数据分别来自日本气象厅和国家环境研究所的大气环境数据库，选取各县首府城市中数据完整且相关性高的监测站。第一阶段，使用条件准泊松模型（conditional quasi-Poisson model）估计各县的温度–OHCA和PM_2.5–OHCA关联，温度建模为自然立方样条（3自由度，滞后0–3天），PM_2.5建模为线性（滞后0–3天，4天移动平均）。第二阶段，通过随机效应元回归（meta-regression）合并各县效应估计。交互作用在乘性（通过交互项Wald检验）和加性（通过交互作用导致的相对超额风险[RERI]）尺度上评估，并计算归因病例数。

**研究结果**

**热和PM_2.5的独立效应**：共纳入610,613例心脏源性OHCA。热效应（第99百分位 vs 第80百分位温度）的相对风险（RR）为1.04（95% CI: 1.02–1.06），PM_2.5效应（每10 μg/m³增加）的RR为1.02（95% CI: 1.01–1.03），两者均显著增加OHCA风险。

**PM_2.5对热效应的修饰**：热效应随PM_2.5浓度升高而增强。在PM_2.5为1 μg/m³时，热RR为1.00（95% CI: 0.97–1.03）；在40 μg/m³时，热RR升至1.07（95% CI: 1.01–1.14）。每增加10 μg/m³ PM_2.5，热相关风险额外增加1.8%（95% CI: 1.7%–1.9%）。亚组分析显示，年龄≤74岁者增强效应更明显，性别差异不显著。

**温度对PM_2.5效应的修饰**：PM_2.5效应随温度升高而增强。在温度第1百分位时，PM_2.5的RR为0.99（95% CI: 0.98–1.01）；在第99百分位时，RR升至1.04（95% CI: 1.02–1.05）。每增加25个温度百分位，PM_2.5效应增加1.2%（95% CI: 1.1%–1.2%）。年龄>74岁者温度修饰效应更强。

**交互作用分析**：加性交互作用（RERI）为0.01（95% CI: 0.00–0.02），提示存在正向加性交互。乘性交互作用显著（交互项P=0.003）。亚组分析显示，女性、年龄≤74岁者交互作用显著，男性及年龄>74岁者加性交互不显著。区域分析显示，排除南部九州和冲绳地区后，效应修饰增强，提示北部和中部地区交互作用更明显。

**可归因病例**：共同暴露于高温（>第80百分位）和PM_2.5可归因的OHCA病例数为2638例，超过单独热暴露（1215例）和PM_2.5暴露（1276例）的总和（2501例），支持协同作用。

**讨论与结论**

讨论部分指出，本研究是日本首个在加性和乘性尺度上评估高温与PM_2.5对OHCA风险交互作用的流行病学研究。结果一致表明PM_2.5增强热效应，热也增强PM_2.5效应，交互作用显著。这与既往关于心血管死亡的研究部分一致，但针对OHCA的急性效应证据有限。机制上，热应激可损害体温调节、增加炎症反应和凝血，PM_2.5可触发全身性炎症、自主神经紊乱和血栓形成，两者通过重叠的生理通路协同作用。行为因素（如炎热季节户外活动增加）也可能增强暴露。研究优势包括全国性大样本、同时评估加性和乘性交互作用、估计归因病例数。局限性包括OHCA数据仅为县级别、PM_2.5暴露基于单站监测、交互作用定义依赖参考值、以及外推性受限。

**研究结论**：热和PM_2.5协同作用增加OHCA风险，强调了在气候变化下需要制定综合公共卫生策略，同时应对极端高温和空气污染。