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中国成年人居住绿化与10年动脉粥样硬化性心血管疾病风险预测的关联

期刊:Science of the Total EnvironmentDOI:10.1016/j.scitotenv.2023.161643

本研究由四川大学华西公共卫生学院/华西第四医院的余婉琦、成都市疾病预防控制中心的刘竹、西藏大学医学院的拉央等多位研究者共同完成,通讯作者为武汉大学资源与环境科学学院的贾鹏教授和四川大学华西公共卫生学院的杨淑娟教授。该论文发表于学术期刊《Science of the Total Environment》2023年第868卷,文章编号161643。

本研究属于空间流行病学与环境健康交叉领域的一项原始研究(original research)。动脉粥样硬化性心血管疾病(atherosclerotic cardiovascular diseases,ASCVD)是全球范围内导致死亡的首要心血管疾病类别,在中国其所致死亡人数从1990年的100万上升至2016年的约240万,构成沉重的社会与疾病负担。已有研究表明,建成环境尤其是居住区绿化水平(residential greenness)作为一种上游健康决定因素,可通过影响个体的行为方式进而影响ASCVD的发生。然而,既往研究多聚焦于绿化与已发生的ASCVD事件之间的关联,对ASCVD的早期预测指标——10年ASCVD风险(10-year ASCVD risk)与居住区绿化之间的关联及潜在机制尚缺乏充分证据。因此,本研究旨在基于中国多民族队列(China Multi-Ethnic Cohort,CMEC),探讨居住区绿化与10年预测ASCVD风险之间的关联,并检验空气污染、体质指数(body mass index,BMI)和体力活动(physical activity,PA)在这一关联中的中介效应。

本研究采用横断面研究设计,数据来源于2018—2019年间在中国西南五省(四川、重庆、云南、贵州、西藏)招募的CMEC基线人群,共纳入99,556名30—79岁成年人。在排除了居住地址信息不完整、预测变量缺失及人口学信息缺失的参与者后,最终纳入75,975名研究对象。研究所用的10年ASCVD风险依据《中国成人血脂异常防治指南(2016年修订版)》中的预测模型进行评估,该模型基于年龄、吸烟、高血压、低高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、高低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)和高总胆固醇(total cholesterol,TC)六项危险因素,将个体风险分为低风险(%)、中风险(5%–10%)和高风险(≥10%)三组。居住区绿化暴露采用增强型植被指数(Enhanced Vegetation Index,EVI)进行量化,具体做法是提取每位参与者居住地址周围500米和1000米圆形缓冲区内的三年平均EVI值,分别记为EVI500m和EVI1000m。EVI数据来源于Landsat 8 Tier 1地表反射率产品,空间分辨率为30米,相比归一化植被指数(NDVI)对浓密植被区域更为敏感。潜在中介变量包括空气污染物(PM1、PM2.5、PM10、NO2和O3)、PA和BMI,其中空气污染物暴露通过监测数据、卫星遥感、气象和土地利用等时空预测因子进行估算,PA以代谢当量(METs)评估,BMI按体重(kg)除以身高平方(m²)计算。统计分析方面,采用广义加性模型中的样条函数评估绿化与10年ASCVD风险之间的线性程度,使用多因素logistic回归模型评估关联强度,并按性别、年龄和吸烟状态进行分层分析。此外,研究还进行了一系列敏感性分析,包括以NDVI替代EVI、排除居住不满三年的参与者、额外调整家族史、心理因素、省份及潜在中介变量等。中介分析采用Baron和Kenny提出的因果中介步骤框架,通过自助法(bootstrap)估计间接效应及其占比。

研究结果显示,在全部75,975名参与者中,17.9%(13,614人)具有中度10年ASCVD风险,5.6%(4,253人)具有高度风险。EVI500m和EVI1000m之间的Spearman相关系数为0.90,呈现高度相关。样条分析表明EVI与10年ASCVD风险之间存在线性关系。在校正了社会人口学、生活方式及环境因素后,与低风险组相比,EVI500m和EVI1000m每增加一个四分位间距(interquartile range,IQR),中风险组的ASCVD风险分别降低4%(OR=0.96,95%CI:0.94–0.98)和4%(OR=0.96,95%CI:0.94–0.98);高风险组的风险分别降低8%(OR=0.92,95%CI:0.90–0.96)和7%(OR=0.93,95%CI:0.90–0.97)。然而,当中风险组作为参照时,居住区绿化的增加并未显著降低高风险组的ASCVD风险(EVI500m:OR=0.96,95%CI:0.93–1.00;EVI1000m:OR=0.97,95%CI:0.94–1.01)。分层分析显示,居住区绿化对ASCVD风险的保护效应在女性中强于男性(p<0.05),而在55岁及以上人群中未观察到显著效应。按吸烟状态分层时,仅当前吸烟者在比较高风险组与低风险组时表现出绿化增加可显著降低ASCVD风险。中介分析结果显示,PA和BMI在绿化与10年ASCVD风险之间的关联中发挥了部分中介作用,而空气污染物未表现出显著中介效应。具体而言,在中风险组与低风险组的比较中,PA和BMI分别中介了EVI500m总效应的35.15%和44.73%,以及EVI1000m总效应的31.09%和48.47%;在高风险组与低风险组的比较中,PA和BMI分别中介了EVI500m总效应的23.06%和36.85%,以及EVI1000m总效应的25.63%和38.94%。

本研究的结论指出,居住区绿化暴露与中、高风险人群10年ASCVD风险的降低显著相关,且这一关联部分由PA和BMI介导。更重要的是,居住区绿化对低风险组的保护效应更为敏感,即与中风险组相比,低风险人群从绿化暴露中获益更大,提示ASCVD的预防策略应在风险较低、病程早期阶段实施更为有效。这一发现为在低收入和中等收入国家开展基于自然环境的健康干预、优化城市与建成环境规划以及制定针对不同风险人群的ASCVD预防策略提供了科学依据。研究还强调了基于卫星遥感获取的EVI作为一种客观、标准化的绿化测量手段在空间流行病学研究中的方法学价值。

本研究的亮点包括:首次在中国多民族大规模人群中系统探讨了居住区绿化与10年ASCVD风险之间的关联,并将低、中、高风险组分别进行独立比较,弥补了既往研究将低中风险合并分析的不足;研究证实了PA和BMI的部分中介作用,揭示绿化通过促进体力活动和降低体重指数来降低ASCVD风险的潜在生物学路径;分层分析识别了女性和较年轻人群为绿化健康效益的易感人群,为精准健康干预提供了线索;此外,研究采用Landsat 8卫星遥感EVI数据,相比传统NDVI更能准确反映浓密植被区域的绿化水平,提高了暴露评估的客观性和一致性。尽管研究存在横断面设计无法完全推断因果、无法考虑遗传和噪声等未测量混杂因素以及基于居住地而非实际活动空间估算暴露等局限,但其发现仍为ASCVD的早期预防和环境健康政策的制定提供了重要证据。

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