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环境空气污染暴露和生活方式因素与老年人痴呆症发病的关联:英国生物银行的前瞻性研究

期刊:environment internationalDOI:10.1016/j.envint.2024.108870

这篇文档属于类型a,即报告了一项独立原创研究。以下是对该研究的学术报告:

作者及研究机构
本研究的主要作者包括Yichi Zhang, Ye Fu, Xin Guan, Chenming Wang, Ming Fu, Yang Xiao, Shiru Hong, Yuhan Zhou, Chenliang Liu, Guorong Zhong, Tianhao Wu, Yingqian You, Hui Zhao, Shengli Chen, Yuxi Wang, 以及通讯作者Huan Guo。研究团队来自华中科技大学同济医学院公共卫生学院,职业与环境健康系,环境与健康教育部重点实验室,国家环境健康重点实验室(孵化中)。

发表期刊及时间
该研究于2024年7月4日在线发表在《Environment International》第190卷,文章编号108870。

学术背景
痴呆症(dementia)是老年人中重要的疾病负担,其发生可能受到环境因素的深刻影响。尽管关于空气污染与痴呆症关系的研究逐渐增多,但生活方式因素是否能抵消这种影响仍不明确。本研究旨在探究空气污染暴露和生活方式因素与老年人群中痴呆症发病风险的关联,并分析其相互作用。

研究目标
本研究的主要目标是评估2010年的年平均空气污染物(包括氮氧化物NO2、氮氧化物NOx、细颗粒物PM2.5、可吸入颗粒物PM10和粗颗粒物PMcoarse)以及基线记录的生活方式因素(如体力活动、睡眠模式和吸烟状态)与痴呆症发病风险的关系,并分析其在乘法和加法尺度上的交互作用。

研究流程

  1. 研究人群
    研究纳入了英国生物银行(UK Biobank)中年龄≥60岁的155,828名老年人,这些参与者在基线时均无痴呆症。研究首先排除了年龄<60岁的284,866名参与者,基线时有任何痴呆亚型的242名参与者,以及缺失协变量信息的905名参与者,最终纳入分析的样本量为155,828人。

  2. 空气污染评估
    使用土地利用回归模型(land use regression, LUR)计算2010年NO2、NOx、PM2.5、PM10和PMcoarse的年均浓度,并与参与者基线居住地址的地理编码相关联。污染物浓度通过100米×100米网格单元进行分配,并通过留一交叉验证(leave-one-out cross-validation, LOOCV)评估模型性能。

  3. 体力活动评估
    通过基线问卷调查获取体力活动(physical activity, PA)数据,使用国际体力活动问卷(IPAQ)计算每周代谢当量任务(MET-min/wk),并将其分为低(<600 MET-min/wk)、中(600-3000 MET-min/wk)和高(>3000 MET-min/wk)三个等级。

  4. 睡眠行为评估
    通过基线问卷获取五种睡眠行为(睡眠时长、作息偏好、失眠、打鼾和白天瞌睡)的评分,总分为0-5分,分数越高表示睡眠行为越健康。根据中位数将参与者分为“健康睡眠模式”和“不良睡眠模式”。

  5. 吸烟行为评估
    通过基线问卷获取吸烟状态,将参与者分为“从不吸烟”和“曾经吸烟”两类。

  6. 痴呆症确定
    主要结局为全因痴呆症,次要结局为阿尔茨海默病(AD)和血管性痴呆(VD)。痴呆症诊断数据来自英国的医院住院记录,使用国际疾病分类第9版和第10版(ICD-9, ICD-10)编码。

  7. 统计分析
    使用Cox比例风险回归模型分析空气污染物和生活方式因素与痴呆症的关联,并计算人群归因风险(population attributable risk, PAR)。通过相加和相乘交互作用评估空气污染物与生活方式因素的联合效应。

主要结果

  1. 空气污染物与痴呆症的关联
    在12年的随访期间,共确定了4,389例全因痴呆症病例。NO2、NOx和PM2.5的每标准偏差(SD)增加分别使全因痴呆风险增加1.07倍、1.05倍和1.07倍。阿尔茨海默病和血管性痴呆的风险也分别显著增加。

  2. 生活方式因素与痴呆症的关联
    低体力活动、不良睡眠模式和吸烟均与全因痴呆症和血管性痴呆的风险升高显著相关。吸烟还与阿尔茨海默病的风险升高相关。

  3. 人群归因风险(PAR)
    高NO2、NOx和PM2.5暴露分别占全因痴呆症发病的13.44%、14.48%和17.20%。低体力活动、不良睡眠和吸烟分别占血管性痴呆发病的8.04%、3.15%和15.39%。

  4. 空气污染物与生活方式因素的交互作用
    空气污染物与低体力活动、不良睡眠和吸烟在痴呆症的发病中表现出联合效应。中高强度的体力活动可以显著或部分显著地减弱NO2、NOx和PM2.5与阿尔茨海默病的关联。

结论
本研究表明,NO2、NOx和PM2.5暴露可能与老年人痴呆症发病风险升高有关,并且这些空气污染物与低体力活动、不良睡眠和吸烟在痴呆症的发生中具有联合效应。此外,中高强度的体力活动可以减弱空气污染引起的阿尔茨海默病发病风险。

研究的意义与价值
本研究为空气污染与痴呆症的关联提供了新的流行病学证据,并揭示了生活方式因素在这一关联中的重要作用。研究结果强调了改善空气质量、促进健康生活方式对预防痴呆症的重要性,为公共卫生政策制定提供了科学依据。

研究的亮点
1. 大样本前瞻性研究:研究基于英国生物银行的大规模队列数据,具有高度的可信度。
2. 联合效应分析:首次在大样本人群中评估了空气污染物与生活方式因素的联合效应。
3. 创新性发现:发现了体力活动在减弱空气污染与阿尔茨海默病关联中的潜在作用。
4. 实际应用价值:研究结果为预防痴呆症提供了可行的干预方向。

其他有价值内容
研究还进行了分层分析和敏感性分析,进一步验证了结果的稳健性。此外,研究团队还提供了数据获取途径和伦理审批信息,确保了研究的透明性和可重复性。

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