《The Lancet Planetary Health》：From population to individual: advocating personalised digital tools for heat-health early warning in a changing climate
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摘要
气候变化下不断升级的极端高温事件正造成沉重的健康负担，2023年和2024年连续打破了全球气温记录。越来越多的证据表明，热浪会升高多种疾病类别的住院和死亡风险，包括缺血性心脏病、卒中、慢性阻塞性肺疾病和急性肾损伤。然而，大多数现有的高温健康预警系统仍主
摘要
气候变化下不断升级的极端高温事件正造成沉重的健康负担，2023年和2024年连续打破了全球气温记录。越来越多的证据表明，热浪会升高多种疾病类别的住院和死亡风险，包括缺血性心脏病、卒中、慢性阻塞性肺疾病和急性肾损伤。然而，大多数现有的高温健康预警系统仍主要依赖于群体水平的预测，在定义预警等级时纳入个体差异和疾病特异性考虑，将有利于提高高危人群早期预防的有效性。在本观点文章中，基于精准公共卫生框架——即在正确的时间向正确的人群提供正确的干预措施——研究人员提出了一种个性化数字高温健康早期预警工具的框架，该框架包含三个维度：个体化的、基于风险分层的预测模型，用于生成分级早期预警；与理论驱动的行为干预相结合的个性化健康提示；以及面向不同人群的、具有适应性且注重公平性的警报传递机制。此类工具具有连接精准疾病预防与气候适应的潜力，从而有助于减轻高温暴露风险和疾病负担，尤其是在高危人群中。未来的实施研究对于解决与可行性、验证和公平性相关的重大挑战至关重要。
引言
气候变化下高温相关健康问题的日益严重构成了重大的全球公共卫生挑战。极端高温相关事件（尤其是热浪）的频率和强度急剧增加。值得注意的是，2023年和2024年连续刷新了全球平均气温纪录，预测表明未来几十年气温将持续上升。WHO已将极端高温和热浪视为重大公共卫生威胁，强调其带来的严重健康后果。越来越多的证据（包括《柳叶刀》系列的研究结果）表明，热浪与多种疾病类别的住院率和死亡率升高相关，包括心血管疾病、呼吸系统疾病、肾脏疾病、代谢紊乱和心理健康状况。尽管极端高温的严重健康后果日益受到认识，但当前的缓解策略在应对这些风险方面的能力仍然有限。经验证据强调了高温健康早期预警系统（HHEWS）在减轻极端高温相关健康风险中的关键作用。HHEWS被WHO认定为一项关键的气候适应策略，自20世纪90年代以来，在灾难性热浪事件发生后，欧洲和北美已系统性地开发了HHEWS，并显示出在降低死亡率和提高成本效益方面的有效性。然而，现有的HHEWS主要在群体水平上运行，向公众提供广泛针对性的建议。当前的群体水平预警方法与精准公共卫生框架日益不一致，后者强调在正确的时间向正确的人群提供正确的干预措施。该框架将传统的面向普通人群的“一刀切”干预措施推进为针对高危个体的个性化干预措施。这一差距凸显了在气候变化加速背景下，对个性化预警工具的需求，以通过从群体水平警报推进到个体水平干预来支持精准高温健康防护。
当前HHEWS在精准公共卫生干预中的主要局限性
当前的HHEWS提供的个性化风险分层和针对性干预指导有限。现有的高温健康风险预警技术主要依赖于基于群体水平流行病学证据定义预警阈值的广义模型。尽管这种方法支持广泛的热浪警报，但可能无法充分捕捉高温脆弱性的个体水平异质性。大量证据表明，高温暴露不成比例地影响高危人群亚组，包括老年人（≥65岁）、婴儿（<1岁）、孕妇、患有慢性疾病（如心血管疾病、糖尿病和呼吸系统疾病）的个体以及户外工作者。然而，当前的HHEWS在定义预警等级时并未考虑个体特征（如年龄、性别、健康状况和热耐受性）或疾病特异性风险。因此，当前的HHEWS提供统一的“一刀切”建议，而没有针对高危个体的适当风险分层或可操作指导。患有心力衰竭、慢性阻塞性肺疾病或糖尿病的患者，或服用利尿剂等药物的患者，需要精确的、针对具体情况的指导。个性化风险评估和针对性预防的纳入有限，限制了HHEWS支持精准公共卫生干预的能力，可能错失保护高危人群免受严重健康结局（包括疾病恶化和死亡）的机会。
当前的HHEWS通常依赖于可能阻碍及时接收警报和采纳推荐保护行为的信息传递机制。传统传播渠道（如电视、广播和常规天气公报）适合提高一般认识，但在向个体提供及时、个性化和可操作指导方面的能力有限。这些系统无法根据个体的特定风险概况、行为模式或实时环境暴露进行定制。此外，现有的HHEWS在采用自适应技术方面滞后，例如基于智能手机的警报、与可穿戴设备的集成、语音辅助通知和有针对性的社区外展，这些技术可能有助于弥补这一差距。警报传播与促进可操作行为改变之间的持续脱节，严重削弱了当前HHEWS的实际有效性。
概念框架
先前的研究为个性化干预框架奠定了有价值的理论基础，为其进一步完善提供了重要见解。缓解气候相关健康风险的个性化方法已在公共卫生研究中出现，包括个性化风险沟通和多组分干预策略。多份WHO报告为制定个性化预警信息提供了关键指导，强调风险沟通策略（如建立信任、消费者参与和信息设计）和行为改变干预。与此同时，针对特定高危人群（如高温环境中的工人）的若干个性化预测方法也已出现。尽管这两个局限性在很大程度上仍未得到解决，但现有实践为开发个性化预警系统提供了有意义的技术参考和有前景的方向。数字表型、大数据分析和人工智能（AI）驱动预测的进展，如今能够实现对高温相关健康风险的更个性化预测，从而提高模型精度。WHO推荐的风险沟通、行为影响和信息定制策略为设计个性化干预和定制健康指导提供了方法论基础。可穿戴设备、移动应用程序和环境传感器等新工具，为通过实时、情境感知的警报传播增强传递机制提供了额外选择。
开发个性化HHEWS的可行性日益明显。基于这些见解，研究人员提出个体化高温健康风险预警系统应包含三个维度：量化个体特定健康风险评分并生成分级早期预警的个性化健康风险预测模型；旨在促进具有不同风险特征的个体行为改变的个性化健康提示和定制行为干预；以及确保将情境特定警报准确及时传递给目标个体的个性化风险沟通传递渠道。以下各节将介绍每个维度的具体考虑。
使用可量化个体特定指标的个性化健康风险预测模型
有证据表明，人群对高温暴露的健康反应存在相当大的异质性，特定亚组面临更高的风险，这意味着预测模型应明确整合个体特征。因此，个性化风险量化和分级预警是开发稳健的个体化HHEWS的基础。个性化HHEWS应将个体水平的决定因素（如年龄、性别和健康状况）与高温归因超额风险指标相结合，构建分层风险评分模型（如低、中、高风险）。基本的方法学进展将需要通过大数据并行处理和AI驱动分析，整合高分辨率气象预报、个体化健康风险量化和动态风险分级分类。在实践中，个体-时间-空间关联框架可根据个体特定属性，将个体归类为在当前或次日处于低、中或高风险。最近一项卒中高温风险分级模型的证据表明，在最高风险水平下，普通人群的卒中死亡率可能增加约13·8%，老年人增加16·4%，突出了个性化风险分层的潜在效用。个性化风险分层即使在相同温度条件下也能实现个性化风险区分。例如，在日最高气温为36°C时，健康成年人可能被归类为中等风险，而患有心血管疾病的老年人可能被归类为高风险，从而促使更早和更密集的预防行动。这种动态的、个体化的风险预测可作为个性化HHEWS的核心组成部分。
个体层面的个性化健康提示与定制行为干预
未来的工作应侧重于利用AI生成的个人风险概况以及针对普通和高危人群（如心血管疾病患者和老年人）定制的预防和治疗策略，设计针对特定行为的干预措施。建议的强度和类型应反映不同人群的需求差异，并根据风险水平而变化。低风险个体可能只需要关于补水和避免在高温高峰时段户外暴露的基本提醒，而高风险个体——如患有心力衰竭的老年人——可能会受益于更密集的建议，包括症状监测、药物依从性、保持室内降温以及明确的就医阈值。对于这些优先临床群体，指导应将医疗护理和预防相结合，将高温暴露预防措施与疾病管理建议（如监测血压、体重或早期预警症状）结合起来。行为科学框架，特别是能力-机会-动机-行为（COM-B）模型，为设计此类定制信息提供了结构化基础。通过提供针对风险和特定状况的知识（例如，告知心血管疾病患者高温如何影响心脏负荷以及应监测哪些症状），可以增强采取保护行为的能力；通过激活环境或社会资源（例如，通知用户附近的降温中心或提醒家人探视），可以增强保护行动的机会；通过个性化解释健康益处（例如，通过避免户外活动降低症状加重的可能性），可以增强保护行动的动机。AI驱动的系统可以通过将个体的风险等级、健康状况和情境环境相匹配，动态组合这些组成部分，实时生成个性化的行为和医疗指导。
制定本地化指南的参考框架
在全球范围内，目前很少有高温健康预警系统为不同人群提供风险分层和量身定制的建议，尽管一些国家和地区已发布可比较的、针对具体情境的指南。2025年，中国国家疾病预防控制局和中国气象局联合发布了中国首个高温健康风险预警及相应的公共卫生指导。该指导将高温健康风险分为不同等级，并为不同人群亚组提供了差异化指导。该表格改编自中国国家指南，展示了风险分层保护建议的示例。该表格还说明了如何根据人群风险分类对建议进行分级，并针对特定亚组进行定制。2025年该国家指南的操作性部署提供了一个早期示例，表明大规模实施风险分层、人群特定的高温健康预警是可行的。表格中的示例考虑了区域人群热适应性的差异。因此，相关的风险阈值和建议是针对具体情境的，可能无法直接推广到其他全球环境。然而，该框架可作为其他地区制定本地化和个体化预警与保护系统的有用参考。此类框架强调了超越统一信息传递，转向反映当地流行病学模式和人群风险概况的差异化、可操作指导的重要性。
表格。人群、风险因素和建议
空单元格 | 风险因素 | 示例性预警等级信息*和建议
心血管疾病患者 | 年龄、心力衰竭史、高血压 | 避免外出；与家人、邻居或社区服务保持联系；严格按照医生处方服药；密切监测健康状况。如果观察到血压、血氧饱和度或心率等指标出现异常，或病情加重，请及时寻求他人帮助或就医。
户外工作者（如建筑、环卫） | 工作环境、体力消耗强度、脱水风险 | 适当调整户外作业时间；及时补充水分和电解质；使用防暑降温设备并采取适当的个人防护措施；如感到不适，立即停止工作；情况严重者及时就医。
老年人（≥65岁） | 年龄、社会隔离、慢性病史 | 避免外出；与家人、邻居或社区服务保持联系；不要独自留在汽车等密闭空间内；如出现任何身体不适，及时就医。
孕妇 | 核心体温升高、脱水敏感性增强、胎儿体温调节脆弱性、心血管负荷增加 | 避免外出；与家人、邻居或社区服务保持联系；不要独自留在汽车等密闭空间内；如出现任何身体不适，及时就医。
注：示例性预警等级信息和推荐信息共同构成针对相应风险人群的高温健康风险警报。
*示例性预警等级信息：预计未来24小时内将出现持续极端高温，日平均气温将达到35°C，显著高于当地历史长期日平均气温的99·5百分位数（高温健康风险阈值）。由于预计日平均气温将持续24小时保持在该阈值之上，您的高温相关健康风险被归类为非常高。
通过可穿戴设备、家居产品或针对目标人群的替代渠道提供个性化高温健康风险警报
上述高温风险分层模型可集成到AI赋能的移动应用程序、可穿戴技术（如智能手表）和家用设备中。这些数字健康工具可整合用户特定数据，包括地理位置（通过GPS自动检测）、人口统计学因素（如年龄和性别）、健康特征（如电子健康记录中的信息）、实时环境参数（如每日PM2·5和臭氧浓度）以及气象指标（如每日气温和相对湿度），以生成风险分层的高温健康预报（针对当天和未来3天）。数据采集应仅在用户通过这些数字健康工具授予授权后进行，以更好地符合伦理要求。此类个性化渠道可通过动态、实时通知传递定制健康干预建议（如饮食调整、户外活动调整、家居环境优化以及就近医疗设施指引）。同时，应优化和定向早期预警，以提高其有效到达个体并促使保护行动的可能性。对于智能手机普及率较低的人群（如一些老年人和低收入群体），短信或自动语音电话是必要的备用甚至主要沟通渠道。对于学龄儿童或识字率较低的个体，图形警报（如海报或信息图）可能增强理解。针对少数族裔群体的警报应进行文化适应，使用母语和文化共鸣的内容。
潜在挑战与前景
尽管具有潜力，复杂的数字健康技术在实际应用中面临若干挑战。在技术层面，实现可靠的个体化预警既依赖于高精度的气象输入，也依赖于监测复杂个人暴露环境的能力。尽管一些国家或地区已实现精细温度预报（如中国5公里网格分辨率或更精细），可支持城市尺度风险评估，但其他地区在预报精度方面仍面临挑战。在山区或地形复杂地区，预报不确定性增加，需要更高分辨率的建模或本地化偏差校正以提高可靠性。此外，即使在同一建筑物内，由于住房条件、空调使用和行为因素的差异，实际高温暴露也有很大不同。未来的系统可集成智能家居传感器、可穿戴设备甚至车载环境监测单元，以捕获更接近个体暴露的实时温度数据。在数据和算法层面，个体健康数据和设备测量的准确性以及算法的泛化性仍然是重要制约因素。影响预警精度和及时性的关键因素包括可穿戴设备传感器固有的精度限制、自我报告个体数据的潜在不准确性以及算法模型的泛化性较差。应对这些挑战需要不断完善数据质量控制协议、增强算法稳健性和可解释性，并严格进行真实世界验证和迭代系统更新，以确保预警系统的可靠性和有效性。在公平性、可及性和可持续性方面，个性化预警系统面临数字鸿沟、经济成本和机构协调相关的挑战。此类系统的开发、部署和长期运行需要大量投资，而老年人、低收入群体和偏远地区居民在设备获取、数字素养或网络覆盖方面可能处于不利地位。混合社区参与加技术模式可能有助于弥合这一差距。警报可传递给社区卫生工作者、乡村医生或类似的当地行动者，然后他们通过电话、家访或社区中心广播主动通知高优先级个体（如独居者）。此外，针对高危患者（如严重心力衰竭患者）的警报可触发专门护理管理团队的即时随访。在极端情况下，系统可能在极端天气事件期间面临网络中断。然而，早期预警通常基于天气预报主动发布，使个体能够在事件发生前收到指导并采取预防措施。这一主动特性可能有助于减轻事件期间通信故障带来的一些风险。对于涉及电力或网络中断的长时间事件，低技术冗余渠道——如社区广播、乡村医生外展以及混合社区参与加技术模式中的人户家访——可作为有韧性的备用途径，在数字基础设施失效时帮助维持保护性信息的连续性。
个性化高温健康预警系统可为解决当前基于人群方法的局限性提供可行途径，并在一级、二级和三级预防的整个范围内实现实质性的人群健康增益。在一级预防方面，个性化高温健康预警系统可通过移动应用程序、短信和社区广播网络向公众广泛传播及时的高温风险警报和基础保护建议，从而增强这些努力。在二级预防方面，个性化预警可在不良事件发生前，通过连接现有疾病风险评估工具，为高危个体提供有针对性的、风险分级的指导。在三级预防方面，个性化预警可将针对特定状况的建议纳入可穿戴设备、家庭监测工具和针对已有慢性疾病患者的临床随访平台，从而可能减少高温诱发的病情加重和复发事件。通过这种分级和智能的预防框架，个性化HHEWS可将重点从被动应对转向主动预防，这可能降低暴露风险和疾病负担，尤其是在高危人群中。HHEWS生成的风险评分可嵌入电子健康记录系统，使临床医生在接诊时识别高危患者，并提供面向临床医生的提示，以进行保护性咨询或药物审查。此外，个性化HHEWS在全球气候变化背景下可能代表一种有用的公共卫生方法，有潜力改善高温健康预防，特别是针对高危人群。
贡献者
TL和PD构思了本观点文章并起草了稿件。JZ和YL进行了文献检索和分析。CZ和RM对观点文章的解释做出了贡献。所有作者都严格审查并修改了稿件。
彭杜|张经纬|刘怡然|张灿|马润梅|李湄湄
国家传染病智能监测预警与预测重点实验室，中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所，北京，中国
