北京市PM2.5浓度与荨麻疹门诊人次的关系研究

王巧伟 王旭英 李永荷 吕宏梅 潘小川 刘玮

100142北京，解放军空军总医院皮肤病医院（王巧伟、李永荷、吕宏梅、刘玮）；北京大学公共卫生学院劳动卫生与环境卫生学系（王旭英、潘小川）

北京市PM2.5浓度与荨麻疹门诊人次的关系研究

王巧伟 王旭英 李永荷 吕宏梅 潘小川 刘玮

100142北京，解放军空军总医院皮肤病医院（王巧伟、李永荷、吕宏梅、刘玮）；北京大学公共卫生学院劳动卫生与环境卫生学系（王旭英、潘小川）

目的探讨北京市环境空气污染物浓度与每日荨麻疹门诊量的关系。方法主要采用时间序列结合分布滞后非线性模型和Spearman相关性分析来研究PM2.5与荨麻疹门诊量的关系，以每升高一个四分位间距（82.8 μg/m3）引起的荨麻疹就诊量增加的RR值表示PM2.5对荨麻疹的效应。结果研究期间，PM2.5、温度、湿度及荨麻疹日门诊量分别为89.3 μg/m3、12.7℃、51.9%、27.3人次。PM2.5与日均温度，相对湿度及荨麻疹门诊人次的Spearman相关系数分别是-0.21、0.49、0.01，前两者差异有统计学意义，荨麻疹门诊人次与日均温度，相对湿度的Spearman相关系数分别是0.36、0.31，差异有统计学意义。在lag0⁃14时，RR值为1（95%CI：0.89，1.13），而控制混杂因素后，PM2.5对荨麻疹每日门诊量滞后20 d的累积效应RR值为1.22（95%CI：1.03⁃1.46）（P＜ 0.05），滞后效应明显延长。结论PM2.5与荨麻疹门诊量的关系易受气象因素、生物性混杂因素的影响，其中相对湿度、平均温度均与荨麻疹就诊量呈正相关。

荨麻疹；空气污染物；环境污染；湿度；统计学；PM2.5

2013年以来，全国各地遭遇灰霾天气，公众十分关注灰霾对健康的影响。造成雾霾的重要原因PM2.5是指环直径≤2.5 μm的固态或液态（微滴状）悬浮于空气中的颗粒物。这类颗粒物主要来源于各种燃料燃烧、工业生产、交通污染，道路扬尘等，污染源种类繁多［1］。由于污染源及气象因素的差异，各市的PM2.5的成分多样，不尽相同。根据本文数据，2013年北京市PM2.5的平均浓度已经达到89.3 μg/m3，（一级空气质量15 μg/m3）。毒理学研究发现，细颗粒物PM2.5通过呼吸道进入肺泡后各个系统均受到不同程度的损害，机制可能与氧化损伤、基因突变等有关［2］。皮肤作为全身面积最大的器官，直接与PM2.5接触，承受压力较大。我们通过探讨PM2.5与荨麻疹就诊量的相关性，为空气环境污染对皮肤健康的影响提供流行病学数据。

资料与方法

一、资料

2013年1月1日至2014年6月30日，就诊于解放军空军总医院皮肤病医院并诊断为荨麻疹的北京市患者，共14 906例，包括急慢性荨麻疹。排除标准：常住地为北京以外地区；诊断不符合荨麻疹以及诊断不明者。气象数据主要包括同时期的大气细颗粒物PM2.5的浓度，气象资料（相对湿度和平均温度），其中，PM2.5来自于北京市环境保护中心，气象数据来自于国家气象共享平台。

二、统计方法

主要采用时间序列结合分布滞后非线性模型（distributed lag non⁃linear model，DLNM）和Spearman相关性分析来探讨PM2.5与荨麻疹门诊量的关系，数据统计采用时间序列结合分布滞后非线性模型公式：

公式中：t为观察日；Yt为观察日荨麻疹的门诊人次；α为截距；ns（…）为自然样条；DOWt为观测日所在的星期几；Holidayt是节假日变量，取值为1时为法定节假日；RHt和Tempt分别是观察日的相对湿度和日均温度；PM2.5t，l1应用DLNM生成的PM2.5在不同滞后天数的矩阵。

我们用PM2.5的最大滞后天数为21 d，同时根据Akaike信息准则（AIC）最小选择PM2.5和滞后天数最适自由度。所有的数据统计分析均用R3.1.1统计软件（http：//www.r⁃project.org），通过每升高一个四分位数间距引起的荨麻疹就诊量增加的RR值表示大气细颗粒物对荨麻疹的效应［3］，P＜0.05为差异有统计学意义。

表1 空军总医院荨麻疹每日门诊人次、大气细颗粒物及气象因素

结 果

表2 大气PM2.5、气象因素与荨麻疹每日门诊量Spearman相关系数

1.荨麻疹日平均就诊量（样本量14 906例），PM2.5日均浓度及气象因素的基本情况见表1。通过计算（P75⁃P25）PM2.5浓度的四分位数间距为82.8 μg/m3。由于荨麻疹就诊高峰期均处于春夏季，气温回升，生物致敏因素增加，提示存在温度及生物性过敏原等混杂因素。研究期间日均温度，相对湿度与荨麻疹就诊量的相对关系，温度与相对湿度在4月开始上升，至9月呈下降趋势，与荨麻疹就诊量一致，由此推测，温度，相对湿度与荨麻疹就诊量可能存在正相关。通过Spearman相关性分析，得出结果：PM2.5的浓度与日均温度呈负相关，但与相对湿度呈正相关；日均温度，相对湿度均与荨麻疹就诊量呈正相关关系（P＜0.05）。见表2。

2.使用DLNM模型控制长期趋势，周末效应及气象因素后发现，PM2.5对荨麻疹发病的作用既存在急性的效应，又存在缓慢延迟效应（图1，2），分别对应荨麻疹的速发相和迟发相。结果发现，PM2.5的浓度与荨麻疹患者就诊量并没有统计学上相关性lag0⁃14时，RR值为1（95%CI0.89，1.13），此部分结果与使用广义相加模型研究结果相同［4］。分析原因可能与众多混杂因素的干扰有关，如果对生物性混杂因素不加以控制，那么整体的研究结果中看不出PM2.5与荨麻疹的关系，显示了荨麻疹发病过程中影响因素的复杂性。剔除或控制潜在的生物性等混杂因素（只分析寒冷季节的数据）再通过DLNM模型进行分析，发现PM2.5对荨麻疹每日门诊量的滞后效应延长，在滞后15 d左右达到峰值（图3，4）。PM2.5对荨麻疹每日门诊量影响的累积效应显著相关，Lag0-20时，每增加一个IQR值的PM2.5引起荨麻疹就诊量增加的RR值为1.22（95%CI1.03-1.46，P＜ 0.05）。

图1 PM2.5每增加一个IQR（82.8 μg/m3）引起的荨麻疹发病人数增加的lag RR值

图2 PM2.5对每日门诊量滞后效应影响的3D图

图3 控制可能的生物性等影响因素后PM2.5每增加1个IQR，引起的荨麻疹每日门诊人次增加的RR值和滞后效应分布

图4控制可能的生物性等影响因素后

讨 论

每日荨麻疹就诊量是时间序列结合数据，其变化趋势易受节假日效应和长期趋势等影响，同时，空气污染物浓度及成分会受到气象因素如温度、湿度及风速的影响，因此探讨环境空气污染物对荨麻疹就诊人次的影响，需要使用对应的数学模型排除上述影响。本研究使用DLNM模型控制长期趋势，周末效应，温度和相对湿度后，发现PM2.5浓度的升高并没造成荨麻疹发生的风险增加（P＞0.05）。改变PM2.5的参考浓度后，结果显示PM2.5高浓度对荨麻疹门诊量影响与之前基本一致，滞后效应当天较明显，但差异均无统计学意义。提示可能存在其他的生物性等混杂因素，分析原因，可能由于荨麻疹就诊高峰期处于春夏季节，气温回升，动植物过敏原多发，如花粉，动物皮毛等［5］，这些潜在的生物性因素均有可能作为混杂因素影响分析结果，正如García⁃Gallardo 等［6］发现不同浓度的颗粒物，SO2，NO（x），臭氧与花粉共同的致敏作用有所不同。所以，当排除花粉等生物性混杂因素对荨麻疹就诊量的影响后，分析结果显示，大气细颗粒物对荨麻疹每日门诊量的滞后效应延长，滞后20 d的累积效应RR值为 1.22（95%CI1.03-1.46）具有统计学意义。可见在控制可能存在生物性等混杂因素影响后大气细颗粒物PM2.5对荨麻疹门诊量具有明显的滞后效应。

大气细颗粒物PM2.5如何影响荨麻疹发病的机制并不是十分明确。荨麻疹发病机制分为变态反应（主要以Ⅰ型变态反应为主）和非变态反应。变态反应又可分为速发相和迟发相，前者皮损可以在接触后数秒内出现，持续数小时；后者则在6～12 h内出现，持续数天。PM2.5由于其特殊的物理性质可以携带大量的有机化合物，如芳香烃类，这些化合物可以与芳香烃受体结合并将其激活，从而引起一系列的生物学效应，包括产生大量的活性氧族，COX⁃2等炎症因子，而活性氧在荨麻疹的发病机制中发挥作用［7］，另外颗粒物及其携带的物质长期悬浮于空气中，可与挥发性有机物类似，作为变应原直接刺激皮肤或者经呼吸道进入体内，使机体处于持续的高敏状态，引发各类变态反应。同时，PM2.5对慢性荨麻疹患者的心理影响也是不容忽视的。

国际上其他研究者也得出类似结果。Kousha等［8］发现空气质量健康指数（the air quality health index，AQHI）与急诊就诊量存在正相关关系。在滞后2和3 d，观察到AQHI与由于荨麻疹急诊就医量的RR之间存在显著的正相关关系。环境空气污染物PMs可以影响变态反应性皮肤病的发生发展。Song等［3］采用线性混合效应模型对大气细颗粒物和超细颗粒物与儿童特应性皮炎进行了分析，发现超细颗粒物浓度每升高一个四分位数间距（interquartile range，IQR：28～ 140/m3），其皮肤瘙痒的症状增加 3.1%（95%CI0.2，6.1）。2010年，Krämer等［9］研究提示，居住在车流量大的区域儿童湿疹的患病率高于居住在车流量较少区域的同龄儿童。该研究发现煤烟浓度每升高90%，经医生诊断的儿童湿疹患病风险增加69%（95%CI1.04-2.75）。

关于气象因素对荨麻疹发病情况的影响，我们的研究结果与其他学者的研究不一致。本研究显示，北京市荨麻疹的日门诊量与温度，相对湿度呈正相关关系。而欧洲的一项针对儿童的调查表明，温度与急性荨麻疹的发病率呈负相关，相对湿度对其影响则因南北地域而异［10］。考虑研究对象的选择不同造成了结果的差异：欧洲的这项研究并没有以全体荨麻疹患者作为研究对象，只选取了儿童的急性荨麻疹。大气细颗粒物PM2.5与荨麻疹门诊量有显著相关性，并具有明显的滞后效应。PM2.5与荨麻疹门诊量的关系易受气象因素、生物性混杂因素的影响，其中，相对湿度、平均温度均与荨麻疹就诊量呈正相关。

［1］曹军骥.PM2.5与环境［M］.北京:科学出版社,2014:279⁃280.

［2］孙志豪,崔燕平.PM2.5对人体健康影响研究概述［J］.环境科技,2013,26（4）:75⁃78.DOI:10.3969/j.issn.1674⁃4829.2013.04.019.

［3］Song S,Lee K,Lee YM,et al.Acute health effects of urban fine and ultrafine particles on children with atopic dermatitis［J］.Environ Res,2011,111（3）:394 ⁃399.DOI:10.1016/j.envres.2010.10.010.

［4］王巧伟,王旭英,潘小川,等.北京地区环境空气污染物对荨麻疹日门诊人次的短期影响［J］.中国皮肤性病学杂志,2016,30（7）:737⁃739,743.DOI:10.13735/j.cjdv.1001⁃7089.201508121.

［5］Ariano R,Canonica GW,Passalacqua G.Possible role of climate changes in variations in pollen seasons and allergic sensitizations during 27 years［J］.Ann Allergy Asthma Immunol,2010,104（3）:215⁃222.DOI:10.1016/j.anai.2009.12.005.

［6］García⁃Gallardo MV,Algorta J,Longo N,et al.Evaluation of the effect of pollution and fungal disease on Pinus radiata pollen allergenicity［J］.Int Arch Allergy Immunol,2013,160（3）:241⁃250.DOI:10.1159/000341368.

［7］Kim HO,Kim JH,Chung BY,et al.Increased expression of the aryl hydrocarbon receptor in patients with chronic inflammatory skin diseases［J］.Exp Dermatol,2014,23（4）:278⁃281.DOI:10.1111/exd.12350.

［8］Kousha T,Valacchi G.The air quality health index and emergency department visits for urticaria in Windsor,Canada［J］.J Toxicol Environ Health A,2015,78（8）:524⁃533.DOI:10.1080/15287394.2014.991053.

［9］Krämer U,Sugiri D,Ranft U,et al.Eczema,respiratory allergies,and traffic⁃related air pollution in birth cohorts from small⁃town areas［J］.J Dermatol Sci,2009,56（2）:99⁃105.DOI:10.1016/j.jdermsci.2009.07.014.

［10］Konstantinou GN,Papadopoulos NG,Tavladaki T,et al.Childhood acute urticaria in northern and southern Europe shows a similar epidemiological pattern and significant meteorological influences［J］.Pediatr Allergy Immunol,2011,22（1 Pt 1）:36⁃42.DOI:10.1111/j.1399⁃3038.2010.01093.x.

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Association between PM2.5 concentrations and the daily number of outpatient visits for urticaria in Beijing city

Wang Qiaowei,Wang Xuying,Li Yonghe,Lyu Hongmei,Pan Xiaochuan,Liu Wei

Department of Dermatology,Air Force General Hospital of PLA,Beijing 100142,China（Wang QW,Li YH,Lyu HM,Liu W）;Department of Occupational and Environmental Health,School of Public Health,Peking University,Beijing 100191,China（Wang XY,Pan XC）

Liu Wei,Email:lwei5811@126.com

ObjectiveTo investigate the association between concentrations of environmental air pollutants and the daily number of outpatient visits for urticaria in Beijing.MethodsTime series analysis in combination with distributed lag non⁃linear model（DLNM）and Spearman′s rank correlation test was used to analyze the association between PM2.5 concentrations and the daily number of outpatient visits for urticaria.All effect estimates were expressed as a risk ratio（RR）for the daily number of outpatient visits with an interquartile range（IQR）increase of 82.8 μg/m3in PM2.5.ResultsFrom January 1st 2013 to June 30th 2014,the daily average PM2.5 concentration,temperature,relative humidity and number of visits for urticaria were 89.3 μg/m3,12.7 ℃ ,51.9%and 27.3 respectively.Spearman′s rank correlation test showed that the daily average PM2.5 concentration and number of visits for urticaria were correlated with daily mean temperature（rs=-0.21,0.36,respectively,P＜ 0.05）and relative humidity（rs=0.49,0.31,respectively,P＜ 0.05）,but no correlation was observed between daily average PM2.5 concentrations and daily number of visits for urticaria（rs=0.01,P＞ 0.05）.There was no significant correlation between daily number of outpatient visits for urticaria and daily PM2.5 concentration lagged by 0-14 days（RR=1,95%CI:0.89,1.13）.After potential confounding factors were adjusted,an 82.8 μg/m3increase in daily PM2.5 concentration at lag 0-20 days was significantly associated with a 22%（95%CI:3%,46%）increase in daily number of outpatient visits for urticaria,suggesting that the lagged effect of PM2.5 was obviously increased.ConclusionThe association between PM2.5 concentrations and the number of visits for urticaria is easily affected by meteorological factors and biological confounding factors,and relative humidity and mean temperature are both positively correlated with the number of visits for urticaria.

Urticaria;Air pollutants;Environmental pollution;Humidity;Statistics;PM2.5

刘玮，Email：lwei5811@126.com

10.3760/cma.j.issn.0412⁃4030.2017.01.006

2016⁃04⁃11）

（本文编辑：周良佳 吴晓初）