环境空气污染与广泛性消化系统疾病导致的住院情况：一项中国全国范围的病例对照研究

《Environmental Pollution》：Ambient air pollution and hospitalization of wide-spectrum digestive diseases: A nationwide case-crossover study in China

采用病例交叉研究方法，分析2013-2021年153家医院783,090例消化疾病住院数据，发现PM2.5、SO2、NO2和CO浓度升高与总消化疾病住院风险显著相关，其中PM2.5和NO2呈现线性剂量反应关系，且女性、年轻患者及冬季影响更显著。

　　

姜一轩|徐畅|陈仁杰|刘聪|朱一翔|周璐|康海东|宣建伟|孟夏

复旦大学公共卫生学院，教育部公共卫生安全重点实验室与国家卫生健康委员会健康技术评估重点实验室，中国上海200032

摘要

关于空气污染物与消化系统疾病短期关联的现有证据有限。我们在2013至2021年间，对中国20个省级地区的153家医院的消化系统疾病患者进行了分层病例交叉研究。空气污染物的日浓度数据来自最近的固定监测站。研究采用了条件逻辑回归模型，并进行了子集分析以识别潜在的影响修饰因素。共纳入了783,090例消化系统疾病的住院记录。研究发现，细颗粒物（PM_2.5）、二氧化硫（SO₂）、二氧化氮（NO₂）和一氧化碳（CO）与消化系统疾病住院之间存在显著关联。PM_2.5浓度每增加10 μg/m³、SO₂浓度每增加10 μg/m³、NO₂浓度每增加10 μg/m³，以及CO浓度每增加1 mg/m³，消化系统疾病住院风险分别增加0.19%（95%置信区间：0.08%，0.31%）、0.45%（0.13%，0.77%）、0.81%（0.59%，1.03%）和2.10%（1.22%，2.98%）。PM_2.5和NO₂的暴露-反应曲线呈正向且几乎呈线性。相比之下，粗颗粒物和臭氧与消化系统疾病住院之间未发现显著关联。食管、胃和十二指肠疾病以及非感染性肠炎和结肠炎与大多数空气污染物显著相关。女性、65岁以下患者以及寒冷季节的暴露效应更为明显。这项全国性研究为短期空气污染物暴露与消化系统疾病住院之间的关联提供了证据，进一步强调了空气污染对健康的广泛影响。

引言

消化系统疾病涵盖影响胃肠道、肝脏及相关器官的多种疾病，这些疾病对个人生活质量造成了显著负担，在某些情况下甚至可能致命（Wang等人，2023年）。根据2021年全球疾病负担研究，2021年全球有250万人死于消化系统疾病，另有9000万人的生命年因这些疾病而受到影响（Collaborators，2024年）。因此，识别和控制消化系统疾病的风险因素对于公共卫生至关重要。

越来越多的流行病学研究探讨了空气污染物与消化系统疾病之间的关联；然而，大多数研究集中在长期暴露上（Elten等人，2020年；Feng等人，2024年；Guo等人，2022年；Li等人，2024年），尤其是其与消化道癌症的关联（Jiang等人，2024年；Sun等人，2023年；Yang等人，2024年）。关于短期暴露的研究相对较少，且结果不一。例如，一项中国全国性的时间序列研究显示，短期细颗粒物（PM_2.5）暴露与消化系统疾病住院之间存在正相关（Gu等人，2020年）。其他研究也表明，多种空气污染物与消化系统疾病的发病率存在显著关系，包括炎症性肠病（Ding等人，2022年）、消化性溃疡出血（Tian等人，2017年）和阑尾炎（Kaplan等人，2009年）。相反，一些研究未发现空气污染与消化系统疾病之间的显著关联，甚至将消化系统疾病作为阴性对照（Ballester等人，2001年；Quan等人，2015年）。这些差异可能由研究设计、研究区域和样本量等因素引起。以往的研究通常在单个或有限的城市/地区进行，仅检测了有限的空气污染物类型，存在潜在的发表偏倚问题。此外，先前的研究表明，空气污染物可诱发全身性炎症、氧化应激和肠道微生物群的变化（Zhang等人，2022年；Zhao等人，2022年），这些因素可能促进消化系统疾病的发病机制，从而为它们与空气污染的关联提供生物学依据。尽管如此，其潜在机制仍需进一步阐明。因此，有必要对空气污染与多种消化系统疾病之间的关联进行探索性研究，以提供基于人群的证据并明确其潜在联系。

基于多中心登记系统的住院数据，我们在中国开展了一项全国性的个体水平病例交叉研究，探讨了六种空气污染物（PM_2.5、粗颗粒物（PM_2.5-10）、二氧化硫（SO₂）、二氧化氮（NO₂）、一氧化碳（CO）和臭氧（O₃）的短期暴露与消化系统疾病住院之间的关联，并通过分层分析进一步探讨了潜在的影响修饰因素。

研究人群

研究收集了2013至2021年间被诊断为消化系统疾病的患者的住院记录，这些数据来自SuValue数据库（Liu等人，2022a；Luo等人，2023年；Wang等人，2019年）。简而言之，SuValue数据库是一个基于医院的登记系统，涵盖了中国大陆20个省级地区的153家医院（图S1）。该数据库汇总了来自医院信息系统的个体水平住院记录。

描述性结果

共纳入了2013至2021年间783,090例消化系统疾病的住院记录。其中73.1%的患者年龄在65岁以下，54.3%为男性。大约一半的患者（50.2%）在温暖季节住院。如表1所示，在所有消化系统疾病亚型中，食管、胃和十二指肠疾病的比例最高（27.0%），其次是胆囊、胆道和胰腺疾病（18.5%）等。

讨论

这项中国全国性的个体水平病例交叉研究表明，短期暴露于PM_2.5、SO₂、NO₂和CO与消化系统疾病住院之间存在显著关联。PM_2.5和NO₂的暴露-反应曲线呈正向且几乎呈线性。食管、胃和十二指肠疾病以及非感染性肠炎和结肠炎与大多数空气污染物显著相关。在双污染物模型中，NO₂的关联尤为明显。

结论

这项全国性病例交叉研究提供了关于PM_2.5、SO₂、NO₂和CO（而非PM_2.5-10和O₃）与中国消化系统疾病关联的证据。PM_2.5和NO₂的暴露-反应曲线呈正向且几乎呈线性。食管、胃和十二指肠疾病以及非感染性肠炎和结肠炎与大多数空气污染物显著相关。在所有污染物中，NO₂的关联最强。性别、年龄等因素

作者贡献声明

徐畅：撰写 – 审稿与编辑、软件使用、方法学设计。姜一轩：撰写 – 初稿撰写、方法学设计、数据收集、正式分析。刘聪：撰写 – 审稿与编辑、资源协调、方法学设计、数据管理。陈仁杰：撰写 – 审稿与编辑、资源协调、方法学设计。朱一翔：撰写 – 审稿与编辑、资源协调、方法学设计。孟夏：撰写 – 审稿与编辑、项目监督、项目管理、方法学设计、资金筹集。

未引用参考文献

GBD 2021 Diseases and Injuries Collaborators, 2024.

利益声明

我们声明没有竞争利益。

资助

本研究得到了中国国家重点研发计划（项目编号：2023YFC3708304）、国家自然科学基金（82030103）、上海三年公共卫生行动计划（资助编号：GWVI-11.1-39）和上海帆船计划（24YF2706700）的支持。

利益冲突声明

作者声明没有已知的可能影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。