空气污染、温度与人口学脆弱性作为葡萄牙原因别死亡的决定因素

《Journal of Xenobiotics》：Air Pollution, Temperature, and Demographic Vulnerability as Determinants of Cause-Specific Mortality in Portugal

　　

空气污染与温度是死亡的重要环境危险因素，但不同死亡原因、人群组及共同暴露条件下风险差异尚未被充分表征。研究人员利用葡萄牙2010—2022年全国月度数据，估计恶性肿痛（malignant tumours，MNs）、循环系统疾病（circulatory system diseases，CVD）与呼吸系统疾病（respiratory system diseases，RSD）与二氧化氮（NO2）、细颗粒物（PM2.5）及温度的死亡风险，并评估性别—年龄交互结构及部分共同暴露模式。暴露定义为超过2021年世界卫生组织（World Health Organization，WHO）空气质量指南（air quality guideline，AQG）值的浓度。研究人员采用广义估计方程（Generalised Estimating Equations，GEE）建模并考虑时间相关与交互效应。结果因死亡原因而异：呼吸系统死亡与环境关联最强，NO2每超过指南值1 μg/m3风险增加1.4%（RR 1.014，95% CI 1.009–1.019），≥65岁男性预测风险最高（RR 142.610，95% CI 142.200–143.020）；循环系统死亡与NO2相关（RR 1.005，95% CI 1.001–1.008），性别—年龄交互为亚乘法性（RR 0.344，95% CI 0.343–0.344），提示老年期性别差异衰减；恶性肿痛与环境影响较弱，但性别—年龄交互大于乘法（RR 1.117），且高PM2.5下NO2关联减弱，但污染物相关结果在敏感性分析中稳健性较低。研究表明死亡风险在死因与人群中非均匀，支持本地化、按人口学分层的估计用于环境健康评估与靶向公共卫生策略。

研究背景方面，空气污染是全球领先环境风险之一，2023年估计导致790万死亡，仅次于高血压。细颗粒物（PM_2.5，空气动力学直径≤2.5 μm的颗粒物）与缺血性心脏病、卒中、肺癌和慢阻肺相关；二氧化氮（NO₂，高温燃烧尤其道路交通排放指示物）与气道炎症、氧化应激、哮喘加重、慢阻肺和呼吸死亡相关。2021年WHO空气质量指南大幅降低NO₂与PM_2.5推荐值。温度是独立环境压力源，也通过改变污染物形成与扩散修饰健康效应。全球疾病负担（Global Burden of Disease，GBD）和WHO AirQ+提供政策相关归因估计，但对多污染物、气象条件、人口学结构与共同暴露异质性认识不足。葡萄牙现有研究多为单污染物或区域研究，缺乏全国层面同时纳入多污染物、温度与人口异质性的分析，也少有在统一框架中系统评估污染物间、污染物—温度、性别—年龄交互。

研究人员开展全国性人群研究，使用葡萄牙2010—2022年数据，按NUTS III地区聚合为月度，分析MNs（ICD-10 C00–C97）、CVD（I00–I99）、RSD（J00–J99）三类死因，按性别（女为参照、男）和年龄组（0–64岁为参照、≥65岁）分层，用GEE负二项分布与人口数对数偏移估计死亡率，定义NO₂Excess=max(NO₂mean?10,0)、PM_2.5Excess=max(PM_2.5mean?5,0)，评估主效应与交互项，并以QIC选择模型，再做COVID-19时期敏感性分析。

主要技术方法如下：数据来自葡萄牙统计局死亡与人口数据、葡萄牙环境署QualAr的NO₂/PM₁₀/PM_2.5监测数据、葡萄牙海洋大气研究所月均气温数据；监测站需≥75%有效小时数据，缺直接PM_2.5时用PM_2.5=0.45×PM₁₀推算；采用广义估计方程（GEE）负二项分布、对数链接、人口对数偏移，比较独立与一阶自回归（AR(1)）工作相关结构，用QIC选模型；设M0–M4嵌套模型评估性别—年龄、NO₂×PM_2.5、NO₂×温度、PM_2.5×温度交互；敏感性分析加入2020–2022疫情期二分类指标。

研究结果部分，3.1 描述统计显示老年死亡远高于0–64岁，CVD占比最大，男性年轻组MNs和CVD更高，NO₂超25 μg/m³天数占18.7%，PM_2.5超15 μg/m³占9.0%，温度呈季节变化。3.2 模型选择显示MNs选含NO₂×PM_2.5的M2，CVD与RSD选含性别—年龄交互的M1，AR(1)均优于独立。3.3.1 恶性肿痛死亡：年龄≥65岁RR 10.451，男性RR 1.728，性别—年龄交互RR 1.117为超乘法；NO₂Excess RR 1.003/μg/m³；NO₂效应随PM_2.5升高减弱，低PM_2.5时10 μg/m³ NO₂增险3.4%。3.3.2 循环系统死亡：1月高、9–11月低；年龄与男性主效应强，性别—年龄交互RR 0.344为亚乘法，老年男性RR 78.209接近老年女性78.693；NO₂Excess RR 1.005/μg/m³，温度弱逆关联不显著。3.3.3 呼吸系统死亡：冬季高、暖月低；年龄≥65岁RR 101.154，男性RR 2.753，性别—年龄交互RR 0.512；NO₂_Excess RR 1.014/μg/m³，即每10 μg/m³约增14.9%；老年男性预测RR 142.610最高。3.4 敏感性分析：CVD的NO₂关联基本不变；RSD仍显著但减弱；MNs的NO₂与NO₂×PM_2.5不再显著；人口学关联稳定；疫情指标本身不代表COVID-19直接效应。

讨论部分，研究人员指出NO₂与CVD关联方向与常规Meta分析一致，但本指标为超指南值暴露故不可直接比较；冷暴露可能经血管收缩等增加心血管风险。CVD中年男性高险在老年衰减，反映绝经后女性心血管风险上升与老年易损性。RSD对NO₂最敏感，符合NO₂致气道炎症与慢病加重机制，冬季超额由低温、感染与污染物共同驱动。MNs环境关联弱符合肿瘤长潜伏期与多因素性，NO₂在高PM_2.5下衰减反映共线性与混合物问题。NO₂比PM_2.5更一致可能因交通源监测更集中、PM_2.5源异质且部分由PM₁₀推算致暴露错分。研究优势为GEE处理时间相关、死因别、系统交互与QIC选模、按WHO超标框架。局限为月度聚合非急性效应、无空间异质、环境暴露为站点均值非个体暴露、PM_2.5推算错分、MNs未分癌种、观察性非因果、混合物共线限制。

结论部分翻译：本研究表明空气污染、温度与死亡的关联因死因而异，且在校正空气污染、温度与季节性后，死亡风险在性别和年龄组中差异显著。呼吸系统死亡是与NO₂关联最强的死因，季节变异明显，老年人风险尤其高。循环系统死亡也与NO₂相关并呈现强年龄模式，恶性肿痛环境关联较弱且模式更复杂，包括污染物与性别—年龄交互，但污染物相关结果在敏感性分析中稳健性较低。这些发现强调评估健康风险时需同时考虑环境暴露与人口学差异。年龄和性别是不可改变易损因素，而环境暴露可通过减排降低；识别高危组有助于优先保护，预防重点应放在减少致险环境污染。以超WHO指南值浓度进行分析，使证据更贴近监管与公共卫生决策。在人群层面支持继续降低NO₂与颗粒物浓度，尤其交通与燃烧源；个体层面建议老年人等易感者关注空气质量信息并在高污染期减少长时间户外暴露。整体而言，假设环境暴露效应均匀且独立会忽视死因、暴露条件和人群中的风险变异；本研究在统一框架中纳入性别—年龄交互、共同暴露、温度与超标指标，补充了标准疾病负担方法，并为未来健康影响评估纳入交互与人口学异质性提供支持。