空气污染与儿童急性呼吸道病毒感染的相关性研究

李权恒，高文杰，李金英，史玲艾，郝晓静，安淑华，葛胜旺

050031河北省石家庄市，河北省儿童医院呼吸一科



·论著·

空气污染与儿童急性呼吸道病毒感染的相关性研究

李权恒，高文杰，李金英，史玲艾，郝晓静，安淑华，葛胜旺

050031河北省石家庄市，河北省儿童医院呼吸一科

【摘要】目的了解空气污染与因急性呼吸道感染(ARI)住院患儿呼吸道病毒感染的相关性。方法实时记录河北省石家庄市2014年4月—2015年3月空气质量检测数据,并收集同期于河北省儿童医院因ARI住院的患儿中呼吸道病毒监测阳性者，分析空气污染物与儿童呼吸道病毒感染的相关性。结果呼吸道病原监测结果提示呼吸道合胞病毒(RSV)、副流感病毒3型(PIV-3)为最主要病毒，检出率分别为25.98%和8.52%。石家庄市调查期间空气质量指数(AQI)、PM2.5、PM10的平均值均处于较高水平； PM10浓度最高，PM2.5次之。AQI、PM2.5、NO2、SO2浓度与RSV感染具有相关性，其中PM2.5浓度与RSV感染关系最为密切。AQI、空气污染物浓度与PIV-3感染无相关性。结论RSV、PIV-3是儿童ARI的主要病原。石家庄市空气污染严重，SO2与住院例数有关，PM2.5与RSV感染密切相关，空气污染物浓度与PIV-3感染无相关性。

【关键词】空气污染；PM2.5；儿童；呼吸道病毒

李权恒，高文杰，李金英，等.空气污染与儿童急性呼吸道病毒感染的相关性研究[J].中国全科医学，2016，19(11)：1259-1262.[www.chinagp.net]

Li QH,Gao WJ,Li JY,et al.Relationship between air pollutants and acute respiratory virus infection in children[J].Chinese General Practice，2016，19(11)：1259-1262.

呼吸道病毒感染是儿童急性呼吸道感染(ARI)最常见原因，随着现代化进程的进展，空气污染问题日益突出，空气污染是否会增加儿童对呼吸道病毒感染的概率，本研究对河北省儿童医院住院的ARI患儿的呼吸道病毒病原进行分析，并同期记录石家庄市空气污染物浓度数据，进一步探讨空气污染与儿童呼吸道病毒感染的相关性，现将结果报道如下。

1资料与方法

1.1一般资料2014年4月—2015年3月在河北省儿童医院住院的符合ARI诊断标准的患儿共5 465例，其中男3 513例(64.28%)，女1 952例(35.72%)，男女比例为1.8∶1，年龄1个月～14岁。ARI符合《诸福棠实用儿科学》第7版中的诊断标准[1]。

1.2病例纳入和排除标准病例纳入标准：(1)于河北省儿童医院住院且诊断为ARI的患儿；(2)1个月≤年龄≤14岁；(3)患儿在石家庄周边地区的居住时间≥2周。病例排除标准：(1)年龄<1个月，或>14岁；(2)在石家庄周边地区居住时间<2周；(3)合并基础疾病。

1.3标本采集及病毒检测方法由病理科专业技师于患儿住院当日或次日晨起采集咽拭子标本1份，采用直接免疫荧光法检测呼吸道病毒病原，包括流感病毒A型(FA)、B型(FB)，腺病毒(ADV)，呼吸道合胞病毒(RSV)，副流感病毒1、2、3型(PIV-1、2、3)，试剂盒购自Diagnostic Hybrids，Inc公司，按照说明书进行操作。≥2种病毒感染为混合感染。具体操作由病理科专业技师完成。

1.4空气质量数据收集通过每日登录中国环境监测总站官网[2]，记录当日空气质量状况，以月为单位对空气质量进行统计，以空气质量指数(AQI)及空气中PM2.5、PM10、NO2、SO2浓度作为主要统计指标。

2结果

2.1呼吸道病毒检出情况5 465例患儿的咽拭子标本中有2 346例病毒阳性，总阳性率为42.93%，其中RSV阳性1 517例，PIV-3阳性 457例，是最主要的病原(见表1)。

2.2不同年龄组患儿呼吸道病毒检出情况不同年龄组患儿FA、FB、ADV、RSV、PIV-1、PIV-3的检出率间差异有统计学意义(P<0.05)，RSV、PIV-3感染主要集中在≤3岁的患儿(见表2)。

表15 465例患儿呼吸道病毒检测阳性率及构成比(%)

Table1Positiveratesofrespiratoryvirusesof5 465andtheconstituentratio

病毒阳性例数阳性率构成比RSV151727.7664.66PIV-34578.3619.48FA1643.006.99ADV721.323.07FB631.162.69PIV-1370.681.58混合感染270.491.15PIV-290.160.38合计234642.93100.00

注：RSV=呼吸道合胞病毒，PIV-3=副流感病毒3型，FA=流感病毒A型，ADV=腺病毒，FB=流感病毒B型，PIV-1=副流感病毒1型，PIV-2=副流感病毒2型

2.3石家庄市AQI及污染物浓度结果调查期间石家庄市AQI均值为142.58，PM2.5、PM10、NO2的平均浓度值均超过了环境空气质量标准年平均二级浓度限值(PM2.5 35.00 μg/m3，PM10 70.00 μg/m3，NO240.00 μg/m3)，其超标倍数分别为2.9、2.5、1.2。SO2的平均浓度值为57.40 μg/m3，在年平均二级浓度限值60.00 μg/m3之内，CO的平均浓度值在年平均一级浓度限值4.00 mg/m3之内。不同月份的AQI及各污染物浓度日平均值比较，差异均有统计学意义(P<0.001)，12月份普遍较低，4月份普遍较高(见表3)；不同季节的AQI及各污染物浓度日平均值比较，差异亦均有统计学意义(P<0.001)，在夏季较低，冬季较高(见表4)。

2.4AQI及污染物浓度与呼吸道病毒感染的相关性根据病毒检测结果可看出RSV、PIV-3是ARI住院患儿主要病原，AQI、PM2.5、NO2、SO2浓度均高于正常值，且均有季节流行性，将AQI、PM2.5、NO2、SO2浓度与住院病例数、病毒总阳性率、RSV阳性例数和阳性率、PIV-3阳性例数和阳性率进行线性相关分析，结果显示PM2.5、NO2、SO2浓度与住院病例数、病毒总阳性率、RSV阳性例数及阳性率呈显著正相关，AQI与病毒总阳性率、RSV阳性例数及阳性率呈正相关，与住院病例数无直线相关关系。PM10与住院病例数及RSV阳性例数无直线相关关系，与病毒总阳性率及RSV阳性率呈正相关(见表5)。AQI、PM2.5、PM10、NO2、SO2、CO与PIV-3阳性例数及阳性率均无直线相关关系。

2.5空气污染物浓度与儿童呼吸道感染住院病例数、病毒总阳性率及RSV阳性例数和阳性率的关系多元线性回归分析根据相关分析结果，再进行多元线性回归分析(因CO浓度均在参考范围内未纳入)，结果显示SO2浓度与住院病例数相关性最强，SO2浓度每增加10 μg/m3，因呼吸道病毒感染住院病例数增加37例(回归方程Y=0.064X1-0.453X2+3.690X3+258.140，X1为PM2.5、X2为NO2、X3为SO2)。PM2.5与病毒总阳性率相关性较强，PM2.5浓度每增加10 μg/m3，因呼吸道病毒感染住院病例病毒总阳性率增加23.5%(回归方程Y=-3.08X1+2.35X2+1.05X3-0.27X4+0.30X5+47.11，X1为AQI、X2为PM2.5、X3为PM10、X4为NO2、X5为SO2)。PM2.5与RSV阳性例数、阳性率的相关性也较强，PM2.5浓度每增加10 μg/m3，RSV阳性例数增加 59例，阳性率增加11%(回归方程分别为Y=-4.454X1+5.906X2+4.260X3-40.861；Y=-0.659X1+1.096X2+0.360X3-10.128，X1为AQI、X2为PM2.5、X3为NO2)。

表2　不同年龄组患儿呼吸道病毒检出率比较〔n(%)〕

表3　不同月份AQI及各污染物浓度日平均值比较±s)

注：AQI=空气质量指数

表4　不同季节AQI及各污染物浓度日平均值±s)

表5　AQI及空气污染物浓度与RSV感染相关性

3讨论

呼吸道病毒是儿童尤其是婴幼儿社区获得性肺炎(CAP)感染的重要病原[3]。Kwon等[4]对下呼吸道感染住院患儿进行研究，发现RSV是引起儿童住院的最常见病原。刘春艳等[5]对门诊及住院的ARI患儿进行检测，发现住院患儿中RSV是最常见病毒，其次是鼻病毒、PIV。Weinberg等[6]对5岁以下ARI患儿的住院负担进行研究，结果显示：PIV阳性率为6.8%，并且患儿年龄越小，感染越重，平均住院率越高。本研究结果发现ARI住院患儿最常见的感染病毒是RSV、PIV-3，尤其对于≤3岁儿童，与上述研究结果[4-6]一致，提示对于低龄儿童，尤其是≤3岁儿童，RSV、PIV-3是两种最常见病原。

随着现代化进程的进展，空气污染问题日益突出，不同学者对空气污染与儿童呼吸道感染关系的研究结果不同，Tam等[7]研究结果显示，空气污染可以增加儿童上呼吸道感染门诊就诊及初级卫生保健咨询的负担。MacIntyre等[8]对欧洲十个地区同期出生的患儿肺炎、中耳炎、喉炎的患病率与空气污染物浓度的关系进行研究，结果提示，空气污染可增加儿童早期肺炎、中耳炎患病率。胡晓光等[9]对温州地区空气污染物与儿童呼吸道疾病相关性的研究结果显示，NO2浓度与总门诊量及儿童呼吸道感染关系密切,NO2浓度每上升10 μg/m3,门诊总量可能增加3.5%左右,上呼吸道感染增加4%左右,下呼吸道感染病例数增加8%左右；PM2.5与哮喘急性发作密切相关,PM2.5浓度每增高10 μg/m3,哮喘急性发作病例数可能增加10%。而刘永林等[10]对煤矿地区的大气污染情况与儿童因不同呼吸道疾病住院的相关性进行研究，结果发现PM10浓度变化对儿童上、下呼吸道感染的住院情况均无明显影响。Vandini等[11]研究发现在意大利南部RSV流行与温度及PM10浓度有关，与PM2.5无相关性。Darrow等[12]对0～4岁儿童持续监测了18年，结果发现臭氧和PM2.5浓度增加，可使婴幼儿呼吸道感染的概率增加，尤其PM2.5是更有害的物质。本研究结果发现SO2浓度与ARI住院病例数呈正相关，PM2.5与病毒总阳性率、RSV阳性例数及阳性率有关， PM10浓度与住院病例数及RSV阳性例数无关，与病毒总阳性率、RSV阳性率有关，PM2.5、NO2浓度改变对于RSV无论是阳性例数还是阳性率均呈正相关，这与PM2.5微粒小，沉降极为缓慢，在空气中停留时间长，飘散的距离远，在空气环境中可吸附大量有机物或者微生物，并可直接沉积于肺，对人体损害更大有关。本研究结果提示无论是AQI还是空气污染物浓度与RSV感染有关，而与PIV-3无相关性，考虑与RSV病毒致病力较强，多引起下呼吸道症状尤其是婴幼儿喘息，病情较重需住院治疗，而PIV-3致病力较弱，多引起上呼吸道感染症状有关。

综上所述， RSV、PIV-3是ARI住院患儿的主要病原，不同季节流行的病毒不同。石家庄市空气污染较严重，调查期间PM2.5、PM10、NO2浓度均高于国家规定的二级标准，SO2接近二级标准，首要污染物PM10与住院病例数无关，与病毒总阳性率和RSV阳性率有关，次要污染物PM2.5与RSV感染有相关性，与PIV-3无相关性。

作者贡献：李权恒进行研究的设计与实施、资料收集整理、撰写论文、成文并对文章负责；高文杰、李金英、史玲艾、葛胜旺进行研究的实施、评估、资料收集；郝晓静进行统计学分析；安淑华进行质量控制及审校。

本文无利益冲突。

参考文献

[1]胡亚美，江载芳.诸福棠实用儿科学[M].7版.北京：人民卫生出版社，2002：1167-1185.

[2]中国环境监测总站网站.石家庄市空气质量查询[EB/OL].(2014—2015)[2015-10-20].http://www.cnemc.cn/citystatus/airDailyReport.

[3]中华医学会儿科学分会呼吸学组,《中华儿科杂志》编辑委员会.儿童社区获得性肺炎管理指南(2013修订)(上)[J].中华儿科杂志，2013,51(10)：745-752.

[4]Kwon JM，Shim JW，Kim DS，et al.Prevalence of respiratory viral infection in children hospitalized for acute lower respiratory tract diseases，and association of rhinovirus and influenza virus with asthma exacerbations[J].Korean J Pediatr，2014，57(1)：29-34.

[5]刘春艳，肖艳，谢正德，等.2010至2012年门诊和住院儿童急性呼吸道感染病毒病原比较分析[J].中华儿科杂志，2013,51(4)：255-259.

[6]Weinberg GA,Hall CB,Iwane MK,et al.Parainfluenza virus infection of young children:estimates of the population-based burden of hospitalization[J].J Pediatr,2009,154(5):694-699.

[7]Tam WW,Wong TW,Ng L,et al.Association between air pollution and general outpatient clinic consultations for upper respiratory tract infections in Hong Kong[J].PLoS one,2014,9(1):e86913.

[8]MacIntyre EA,Gehring U,Mölter A,et al.Air pollution and respiratory infections during early childhood:an analysis of 10 European birth cohorts within the ESCAPE Project[J].Environ Health Perspect,2014，122 (1):107-113.

[9]胡晓光，金义，金江兵，等.空气污染物与儿童呼吸道疾病的相关性调查[J].教育生物学杂志，2015,3(1):26-30.

[10]刘永林,刘娟,陈凤莲,等.煤矿区大气污染与儿童呼吸道疾病住院人数的时间序列分析[J].中国妇幼健康研究，2014,25(4)：562-565.

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[12]Darrow LA,Klein M,Flanders WD,et al.Air pollution and acute respiratory infections among children 0-4 years of age:an 18-year time-series study[J].Am J Epidemiol,2014,180(10):968-977.

(本文编辑：王俊懿)

Relationship Between Air Pollutants and Acute Respiratory Virus Infection in Children

LIQuan-heng,GAOWen-jie,LIJin-ying,etal.

DepartmentofPulmonology,HebeiChildren′sHospital,Shijiazhuang050031,China

【Abstract】ObjectiveTo investigate the relationship between air pollutants and respiratory virus infection in children hospitalized for acute respiratory infection(ARI).MethodsThe data of air quality monitoring in Shijiazhuang in Hebei Province from April 2014 to March 2015 were recorded,and children with respiratory viruses positive among child hospitalized for ARI in Hebei Children′s Hospital were enrolled.Correlation between air pollutants and lower respiratory tract infection in children was analyzed.ResultsThe results of the monitoring on respiratory pathogens showed that RSV and PIV-3 were major viruses with detection rates of 25.98% and 8.52% respectively.During the survey,the average AQI,PM2.5 and PM10 were all at a high level,with PM10 being the highest and PM2.5 being the second highest.The concentration of AQI,PM2.5,NO2 and SO2 had correlation with RSV infection,and the correlation between the concentration of PM2.5 and RSV was the closest.AQI and concentration of air pollutants had no correlation with PIV-3 infection.ConclusionRSV and PIV-3 are major viral pathogens of ARI in children.Shijiazhuang has severe air pollution,and SO2 has correlation with the number of hospitalized patients.PM2.5 has correlation with RSV infection.The concentration of air pollutants had no correlation with PIV-3 infection.

【Key words】Air pollutants;PM2.5;Children;Respiratory viruses

(收稿日期：2015-11-10；修回日期：2016-03-08)

【中图分类号】R 122.7 R 517.6

【文献标识码】A

doi：10.3969/j.issn.1007-9572.2016.11.006

通信作者：安淑华，050031河北省石家庄市，河北省儿童医院呼吸一科；E-mail:mxyz2000@163.com

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