超越热浪和寒潮：长期暴露于短期极端气候下的行为机制及对中国人群高血压风险的影响

《Environmental Research》：Beyond Heatwaves and Cold Spells: Long-Term Exposure to Short-Duration Extremes, Behavioural Pathways, and Hypertension Risk in a National Chinese Cohort

　　摘要
背景
在气候变化的影响下，极端温度事件（ETEs）的频率、持续时间和强度都在增加。关于长期累积的ETE暴露是否会导致慢性心血管疾病的研究证据仍然有限，而且将这种暴露与心血管风险联系起来的行为途径也尚未得到充分理解。

方法
我们证明了，如果不同时对暴露窗口内的所有时间上互斥的ETE类别进行联合建模，常用的估计长期ETE暴露累积健康影响的识别策略可能会导致估计结果有偏差且解释性较差。因此，我们开发了一种新的识别策略，强调至少需要同时考虑四个概念上相关但在时间上互斥的ETE——寒冷天气、短时寒冷极端事件（SD-CEs）、热浪和短时高温极端事件（SD-HEs）。在此框架下，我们使用中国健康与营养调查（CHNS）的全国性前瞻性队列数据（n = 8,147）应用Cox模型和四因素分解方法，研究了长期ETE暴露对高血压的影响及其与生活方式行为的相互作用。

结果
较高的SD-CE和SD-HE暴露与较高的高血压风险相关（风险比范围分别为1.05–1.06和1.04–1.05）。SD-CEs还显示出显著的非线性关联，即暴露水平越高，风险也越大。寒冷天气仅在更高等、更频繁的寒冷阈值下与较高的风险相关，而热浪与高血压风险没有显著关联。ETE暴露主要通过直接途径产生影响。与生活方式行为的相互作用也很明显：低体力活动可以降低高血压风险，而睡眠时间短和久坐时间长则会增加高血压风险。

结论
短时极端温度可能是温度暴露中对气候敏感的高血压预防被忽视但重要的一个方面。尽管相关风险主要由暴露引起的生理负荷驱动，但与生活方式行为的相互作用也会产生额外的影响。我们的研究还推进了评估长期ETE暴露对慢性心血管结果累积影响的方法论。

引言
气候变化使人群从适中的温度条件转向更频繁、更长时间和更强烈的极端温度事件（ETEs）的暴露，这对人群健康产生了越来越大的影响（Cowan等人，2014年；Meehl和Tebaldi，2004年）。心血管疾病占温度相关疾病负担的很大一部分，这使得ETEs成为心血管预防和卫生系统韧性的一个重要问题（Hundessa等人，2024年；Siddiqui等人，2025年；Yin等人，2024年）。大量文献表明，短期或同时暴露于ETEs与心血管疾病的风险增加有关，包括死亡率、发病率和住院率（Ni等人，2025年；Singh等人，2024年）。相比之下，重复和长期的ETE暴露是否会在数月到数年内累积并影响慢性心血管疾病的发展仍相对较少被研究。

区分同时发生的、短期的和长期的ETE暴露类别非常重要，因为这些设计意味着对暴露时间的不同解释，因此针对不同的风险对比（图1）。同时暴露的研究在同一观测窗口内关联ETEs和健康结果（例如，同一个月内的ETE暴露和死亡率（Khatana等人，2022年；Kollanus等人，2021年））。虽然现实中存在时间顺序，但这种分析框架通常不区分暴露和结果的相对时间。短期暴露研究关注的是在急性心血管事件发生前的有限时间内发生的ETEs，例如一周ETE暴露后的住院（Cheng等人，2021年；Hu等人，2024年；Phung等人，2017年；Ponjoan等人，2017年）。长期暴露研究则量化了从无结果的基线开始，跨越数月至数年的累积ETE暴露，期间可能会发展出慢性心血管结果。只有少数最近的前瞻性队列研究采用了这种长期视角（Peng等人，2024年；Tang等人，2025年；Tuerdi等人，2025年；Zhou等人，2023年）。这些研究通常将暴露量化为持续ETEs的天数总和，最常见的是热浪和寒冷天气。他们的发现表明，长期暴露于持续的ETEs可能与中风、高血压和心代谢多发病等慢性心血管结果的风险增加有关。

然而，这些研究有三个关键局限性。首先，用于估计ETEs累积效应的识别策略在提供实际可解释的估计方面存在结构性限制。长期ETE暴露是在一个固定的暴露窗口内测量的，在此期间ETE和非ETE条件共同定义了暴露结构。从结构上讲，只有当估计结果与一个明确定义且有意义的参考条件相关联时，它才是可解释的，这里的参考条件是指真正的非ETE条件。因此，可解释性不仅取决于系数的数值大小或统计显著性，还取决于该系数是否代表了预期的对比。如果模型中省略了与健康相关且时间上互斥的ETE类别，那么目标ETE的系数可能不再能与非ETE条件形成明确的对比。如第2.5节和附录A所示，这种省略可能会在估计的系数中引入遗漏类别的污染成分，从而掩盖了预期的风险对比。

其次，在这种对有限ETE类别的狭隘关注下，长期研究中的暴露领域主要集中在持续事件上（Peng等人，2024年；Tang等人，2025年；Tuerdi等人，2025年；Zhou等人，2023年），而短时ETE则被大大忽视了。这种忽视可能是有后果的，因为极端事件的连续性可能影响生理和行为反应。持续的ETE通常更为显著，允许采取预防措施，如调整衣物和活动计划，并可能允许在事件期间的体温调节适应（Deshayes和Périard，2023年；Mol等人，2024年；Tyler等人，2016年；Vu等人，2019年；Yurkevicius等人，2021年）。相比之下，短时极端事件可能在这些反应开始或完成之前就结束，其偶发性质可能减少了避免或组织缓解的机会。因此，反复暴露于短时ETEs可能会产生累积的生理负荷和行为中断，其慢性影响与持续事件不同。

第三，理解这些途径对于预防至关重要。长期ETE暴露的累积效应可能不仅仅来自直接暴露引起的生理负荷。生活方式行为，如体力活动、睡眠和久坐时间，是血压的确定因素，并可能受到ETE暴露的影响，从而形成间接的行为途径。ETE暴露还可能与这些行为相互作用，放大或缓冲高血压风险。然而，对于长期ETE暴露和慢性心血管风险，同时描述直接效应、中介作用和交互作用的统一反事实框架的证据仍然有限。

本研究考察了长期暴露于四个时间上互斥的ETE类别对高血压风险的累积效应，并量化了这些暴露与高血压风险之间的行为途径。利用中国健康与营养调查（CHNS）的全国性前瞻性队列数据，我们跟踪了8,147名基线时无高血压的成年人，他们提供了至少一个不重叠的观测期。为了获得具有连贯非ETE参考的可解释时间替代估计，我们认为至少需要同时考虑四个概念上相关但在时间上互斥的ETE，即寒冷天气、短时寒冷极端事件（SD-CEs）、热浪和短时高温极端事件（SD-HEs）。然后我们应用四因素分解来量化控制直接效应、交互效应、中介交互效应和与关键生活方式行为的纯间接效应。通过结合必要的识别条件、扩展的ETE分类和途径分解，我们的研究加强了关于长期ETE暴露的推断，并为在日益加剧的气候极端条件下进行有针对性的适应和行为敏感的预防提供了信息。

数据
我们使用CHNS的数据进行了前瞻性队列研究，CHNS是一个始于1989年的全国代表性纵向项目。迄今为止，CHNS已经从15个省级单位（包括8个具有县级地理标识符的省份：山东、广西、江苏、河南、湖北、湖南、贵州、辽宁）和3个直辖市（上海、北京、重庆）的约7,200个家庭和超过30,000个人那里收集了十波数据。

研究人群特征
在应用排除标准后，共有8,147名参与者被纳入（图2）。基线特征总结在表1中。平均年龄为47.5岁，队列在性别上平衡（49.1%为男性，50.9%为女性）。在教育方面，13.3%没有接受过正规教育，69.3%完成了初级或中等教育，17.4%拥有高等教育资格，包括技术或职业学位。在职业和生活条件方面，61.2%在户外工作，39.1%有适当的居住条件。

讨论
在这项全国性的前瞻性队列研究中，我们研究了长期暴露于四种时间上互斥的ETE类别（即热浪、SD-HEs、寒冷天气和SD-CEs）对高血压风险的累积效应，相对于非ETE条件而言。超越了主要关注短期或同时暴露的研究焦点，这项研究通过明确解决长期暴露对慢性影响的累积效应，扩展了关于ETE心血管影响的现有文献。

结论
为了清晰且可解释地估计长期ETE暴露的累积心血管效应，可能需要建模包括寒冷天气、SD-CEs、热浪和SD-HEs在内的全部时间上互斥的ETE。在全国性前瞻性队列研究中应用这一策略，我们发现，长期暴露于短时ETE（SD-CEs和SD-HEs）是一个比持续ETE更强的高血压风险因素，尽管这方面的学术和政策关注较少。

作者贡献声明
Bo Xie：撰写 – 审阅与编辑，撰写 – 原稿，监督，概念化。
Hao Xiang：撰写 – 审阅与编辑。
Bin Chen：概念化。
Yuchun Guan：正式分析，数据管理。
Zhe Pang：撰写 – 审阅与编辑，撰写 – 原稿，方法论，正式分析，数据管理，概念化。
Zihao An：撰写 – 审阅与编辑，撰写 – 原稿，监督，方法论，概念化。

数据可用性
中国健康与营养调查（CHNS）的数据可在https://chns.cpc.unc.edu/获取。温度数据可在https://zenodo.org/records/5502275获取，空气污染数据可在https://zenodo.org/records/6398971和https://zenodo.org/records/16883507获取。

伦理批准
所有参与者都提供了书面知情同意书，该研究得到了北卡罗来纳大学教堂山分校和中国国家营养与食品安全研究所的机构审查委员会的批准。

资金支持
本研究得到了中国国家自然科学基金[编号42371252和41971179]的支持。

利益冲突声明
? 作者声明他们没有已知可能影响本文报告工作的财务利益或个人关系。

致谢
我们感谢中国健康与营养调查、中国日报近地面气温（CDAT）和中国高空气污染物数据集提供了本研究中使用的数据。

作者名单
Zhe Pang | Zihao An | Yuchun Guan | Hao Xiang | Bin Chen | Bo Xie
武汉大学城市设计学院，中国武汉，430072