气象因素对心脑血管疾病影响的研究概况

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心脑血管疾病包括心脏疾病、血管疾病以及脑血管疾病等。《国际疾病分类》(ICD-10)中心脑血管病的编码为100-199，分属于循环系统及神经系统疾病。一般心血管疾病包括：高血压病、心脏病(冠心病、高血压心脏病、肺源性心脏病、高脂血症、心律失常)等；脑血管疾病分为缺血性脑血管病、出血性脑血管病；其中对人类健康危害最为严重的是高血压病、脑卒中、冠心病[1]。我国心血管病总死亡率从2004年的240.03/10万升至2010年的268.92/10万；从2009年起，中国心血管病死亡率的上升趋势明显趋缓，有形成平台期态势；2012年心血管病死亡率为255/10万，每5例中有2例死于心血管病。每年约350万人死于心血管病，每天9 590人，每小时400人，每10秒有 1人死于心血管病。2008年—2012年西安地区心脑血管病死亡人数逐年增加，心脑血管病死人数占总死亡人数比的5年平均值为0.51%，所占比重呈逐年增加的趋势。2008年—2012年西安地区因心脑血管病死亡率为各种死因死亡率的第1位，2008年和2009年心脏病是各种死亡原因的第1位；2010年—2012年脑血管病上升为死因的第2位。心脑血管病中脑血管病、急性心肌梗死、冠心病、高血压病是最主要的死亡病种。

1 国内外气象因素与心脑血管病影响的研究现状及应用

近年来不论气象学者还是医学研究者都对气象因素与心脑血管病的关系开展多项研究，发现气象因素与心脑血管疾病的发生发展有一定联系。有研究着重就单一气象因素对心脑血管疾病的联系进行分析，如气压、气温、湿度等气象要素；有的针对天气现象、天气过程对心脑血管疾病影响进行了调查研究，研究发现雾、雪天、寒潮、冷锋等天气可影响心脑血管病的发生，但其机制最终归结于气压、湿度、气温等气象因素变化对疾病产生的影响。国内外关于气象因素与心脑血管疾病相关关系研究结果大致可以归纳为某一种气象因素的剧变与心脑血管疾病发病率或病死率之间的相关关系，即当气温、气压或相对湿度等气象因素低于或高于某一临界值时，随着其降低或升高，心脑血管疾病的发病率和病死率逐渐升高。

1.1 国外关于气温对心脑血管疾病的影响研究 有研究发现，日最低气温和最高气温的下降会增加心脑血管病的发病率[2]。而针对研究人群不同温度的阈值，不同心脑血管病门诊就诊人数与气温之间存在显著的关联性[3]。当气温小于10 ℃，气温每上升1 ℃医院心脑血管病门诊接诊人数增加1.07倍；当气温大于10 ℃，气温每增加1 ℃心血管病门诊接诊人数比上年同期下降0.99。温度对心脑血管病住院病人人数也有一定影响，研究发现，26 ℃时心脑血管病住院风险最低，高于或低于26 ℃心血管病入院风险会随着温度降低或升高增加[4]。温度对心脑血管疾病死亡率影响曲线呈“U”型，温度的升高和降低都会引起死亡率上升[5]。另外有研究发现，气压变化与ST段抬高型心肌梗死发病率呈U型关系，温度的升高也是此类型心肌梗死发作的一个危险因素[6]。而在温带气候条件下，气温迅速下降、相对湿度及气压的快速变化会增加中风的风险[7]。极端环境(如寒流、热浪)对心脑血管病的影响也是各国相关领域学者的研究重点之一，捷克[8]、俄罗斯[9]、澳大利亚[10-11]、瑞典[12]等国均在寒潮、热浪研究方面取得了成果，证明强冷暖空气对心脑血管疾病影响较为明显，在一定程度上增加疾病死亡率。Barnett等[13]的研究结果与以上不同，对美国107个城市人群心血管疾病发病和死亡率研究发现，到2000年，秋季、冬季和春季随着温度升高，心血管疾病死亡危险性降低，因高温而致心脑血管病死亡率增加的风险已经消失。

1.2 国内关于气温对心脑血管疾病影响的研究 有研究显示心脑血管疾病发病与日平均气压、平均气温、最低气温、日较差、水汽压、降水量、日照时数等气象因子都存在相关性[14]。同时控制相对湿度、日均气压和平均风速条件下，春季、夏季日最高气温每升高1 ℃，心脑血管疾病死亡病例分别增加17.3%和4.2%；而秋季日最高气温每升高1 ℃，心脑血管疾病死亡病例反而下降25%[15]。冷暖交替的冬季、春季对心脑血管疾病影响较大，冬季是心脑血管疾病的多发期[16]。低压闷热、明显降温、阴雨天和高温天气条件下容易引起心脑血管疾病的复发和加重。不同天气状况对不同疾病的影响也不同[17]，阴天、闷热、潮湿和高温天气对冠心病的影响最大；降温对高血压、脑卒中和冠心病有显著影响；寒冷天气对高血压影响最大。人们日常所处的环境是各种气象因素相互作用、相互影响的结果，某一种气象因素的变化，都会影响整个气象环境发生变化，从而影响疾病发病和加重，如大雪天气一般伴随着低气压，研究发现雪天时气压下降到低谷、气温上升到峰值时和在气压急速上升，气温迅速下降时，高血压发病人数较多[18]。而大雾时虽然天气形势相对比较稳定，气温、气压变化较小，风力小甚至为静风，但由于逆温层厚且持续时间长，空气湿度大，近乎饱和，容易诱发心脑血管疾病。

1.3 研究数据及研究方法缺乏统一标准 有学者以急诊就诊人数或120就诊人数作为研究对象，也有以住院病历或死亡人数作为研究对象。如有分析北京市某城区气温、相对湿度和风速与医院心脑血管疾病急诊人次的相关性，发现其相关性不明显[19]。对武汉地区4家医院5年心脑血管疾病住院病例分析发现，心脑血管疾病的发病与气温、气压、湿度有着密切的关系[20]；利用潍坊市脑卒中住院病历与当地气象因素关系研究发现：脑卒中发病率与旬平均气温呈显著的负相关，与旬平均气压呈显著的正相关[21]；持续高温、高湿天气，脑卒中发病人数也有上升趋势。还有选用死亡资料分析与气象条件相关性的，如以南京市常住人口每日死亡资料和气象数据，分析寒潮天气对心脑血管疾病死亡的关系，分析结果具有统计学意义[22]。分析统计方法也略有不同：有病历对照法[23]，时间序列法[19]，有Logistic、cox等各种回归方法，自动交互检测法[14]，调查问卷法[17]等。虽然地域差异是分析结果产生差异的一个重要影响因素，但研究对象选取不同，医学数据来源不同，分析方法不同也可能导致结果存在差异。

1.4 医疗健康预报 为了解各地气候及气象条件与心脑血管病之间的关系，开展医疗健康预报，我国各地都进行了气候因素对心脑血管疾病的影响研究，建立了预报模型及心脑血管疾病气象预报等级指标。叶殿秀等[24]早在2004年就对北京冠心病发病率和气象因子的相关性进行分析，筛选出气压、风速、气温、水汽压等可能诱发冠心病发病的气象因子，采用逐步回归和多元回归法建立四季代表月的评估模型，预测北京不同季节冠心病的发病率。经过检验模型能较好地拟合和预测发病率实况，准确和比较准确的比例达75 %以上。Sun等[25-26]相继利用南京市心脑血管疾病逐日就诊人数与气温、气压、相对湿度等气象因子进行分析，筛选出与心脑血管疾病就诊人数相关的气象因子，采用支持向量机(SVM)回归和多元线性回归方法建立心脑血管疾病预报模型，将心血管病就诊人数分为5个等级，模型经过检验具有较高的实用价值。经分析吉林省气象因子对心脑血管病例的影响发现：气温、气压、相对湿度与心血管病的发病率和加重关系密切[1]。通过调查病人对天气条件的敏感度建立了长春市冬夏各半年心脑血管疾病预报概念模型；并采用气象倾向估价方法分析发病人数与气象要素的关系，建立了辽源市心脑血管疾病指数预报模型及医疗气象预报等级指标。

虽然因为地域差异、研究方法及选取资料不同，可能导致研究结果存在分歧，但各地陆续开展气象因素对心脑血管疾病的影响研究，进行气象健康预报，预测心脑血管疾病的发病率，有一定的实际应用价值；对预防疾病发生、发展，改变易患病人群生活方式有指导意义。

2 气候因素影响心脑血管疾病发病机制研究

中医学理论中有气候条件对心脑血管疾病影响的理论依据。中医学的心悸、胸痹、厥证、眩晕、中风等病症的部分证型可归属于心脑血管疾病的临床范畴，而中医基础理论中这些病症都可因“六淫”致病，六淫指风、寒、暑、湿、燥、火六种邪气，正常情况下，他们是自然界六种不同的气候变化，若气候突变，机体不能及时适应，六气就成为外感病的致病因素，统称为六淫病邪。而这些病症都可因六淫致病：如风寒湿三气杂至，合而为痹。痹症日久，复感外邪，内舍于心，痹阻心脉，心血运行受阻，发为心悸。或风寒湿热之邪，由血脉内侵与心，耗伤心气心阴，亦可引起心悸；又如气血不足，脉络空虚，尤其在气候突变之际，风邪乘虚入中，气血痹阻导致中风[27]。

心脑血管疾病，如冠心病、心肌梗死、高血压、脑卒中的共同病理基础是血管病变，是由于血管功能及结构异常导致的血管病理性改变[28]。血管稳态失衡与血管重构是血管病变的关键。心脑血管疾病的发生、发展主要与遗传、生活习惯等因素有关，近年来的研究证实，气象条件的异常变化是导致心脑血管疾病发生或加重的重要因素之一。如动脉粥样硬化、高血压、脑卒中、糖尿病和脂代谢异常等心脑血管疾病，都是环境因素与遗传因素相互作用所引起的。

国内也做了一些气象条件对心脑血管病影响的机制研究。经过模拟实验发现冷空气使血管紧张素Ⅱ升高，对心血管疾病产生影响；随着温度下降，血管紧张素Ⅱ升高，温度越低对其产生影响越大[29]。病例对照分析发现冷空气活动对心脑血管系统造成影响，可能是冷空气活动造成血管内皮素Ⅰ变化导致[30]；冷空气活动对心脑血管病人的血管内皮素、肌红蛋白、肌钙蛋白的影响比健康人明显，可能因为病人对冷空气活动产生的特殊天气较敏感；病人在接触冷空气后这几种生化指标在短时间内发生变化，容易加重心脑血管疾病病情和发生意外。张书余等[7，31]先后模拟寒潮及热浪分别研究对高血压及冠心病的影响，发现寒潮天气影响可使动物及人类交感神经兴奋，致使肾上腺素增加，心跳加速，血液黏滞度升高，血管扩张反应减弱等，导致外周阻力增加并最终引起血压升高；同时血管紧张素Ⅱ升高，使全身微动脉收缩，引起血压升高。而热浪天气可导致冠心病小鼠心肌组织超氧化物歧化酶(SOD)活性明显下降，而一氧化氮(NO)、热休克蛋白60(HSP60)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、可溶性细胞间黏附分子(sICAM-1)和缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)的含量增加。HSP60的增加活化免疫细胞，诱导分泌大量sICAM-1、TNF-α等炎性细胞因子，激活体内炎症系统，破坏冠状血管内皮细胞结构，增高血管内膜通透性；心肌组织SOD活性下降，使氧化血液中的脂蛋白加剧，加速胆固醇在血管内壁上的沉积，形成动脉粥样硬化；从而诱导sICAM-1、血栓素等血管活性物增加，促使血栓的形成；抑制脂蛋白酯酶活性，诱导脂质浸润血管内膜，形成动脉硬化斑块，同时控制巨噬细胞的胆固醇代谢，利于脂质物质沉积于血管壁而增加冠脉疾病风险。

气象因素对心脑血管病的影响机制可归结为外界环境急剧刺激人体自主神经，使血管收缩、心排血量增加，引起高血压或血小板聚集，导致心脑血管疾病发生或者恶化。身体中的激素在气温、气压急剧变化时儿茶酚胺分泌增多，造成血小板聚集，易形成血栓，如果动脉血管已发生变脆、变细等病变，则极易发生脑出血或脑梗死[13]。而湿度的极端变化也易诱发心脑血管病，尤其是老年病人，大雾天气时空气湿度大，气温相对较低，大气中的水汽吸收人体的热辐射，人们会感到阴冷，而老年人的体温调节功能较差，受冷刺激后，引起高级神经中枢功能失调，使细小动脉痉挛，心排血量增加，引起血压升高，进而诱发心脑血管疾病[18]。

研究气象条件对心脑血管疾病的影响，对预防心脑血管疾病的发生、发展具有重要价值。气温、气压、湿度等处于极度状态或发生突变时，神经体液方面的适应调节会使原有心脑血管疾病的病人发生急性事件的概率显著增加；同时心脑血管疾病高危人群的发病率也会明显上升。因此，应及时提醒心脑血管疾病病人和高危人群注意天气变化，夏季注意防暑降温，寒冷季节或气温骤降注意防寒保暖，尽量避免外在天气因素对疾病产生不利影响。

3 存在问题

大多数气象因素与心脑血管疾病相关性研究都存在地域限制，所以对不同地区的气象服务存在局限性，应用于公众气象服务至少需要进行本地化。

应用的医学资料不具有代表性，有的仅局限某地区、某个医院、某段时间的门诊人数，选取病例或研究对象标准不同，研究存在局限，使得气象资料和医学资料的相关性受到一定影响。

缺少与医疗机构的合作研究，气象学与医学虽然都属于自然学科，有其共通性，但气象环境对疾病的影响研究是一门交叉学科，需要气象学者与医学者共同合作，才能在根本上有所进展，否则研究结果不过是一家之言，存在学科的局限性，最后难以应用于实际公众服务。

缺乏学科交叉及边缘性人才，临床医生在临床中会发现，季节变换及天气骤变时，一些疾病就诊人数会明显增多，但往往很难找到其内在联系。气象与医学这两个完全不同的学科，都直接影响着的人们日常生活，但是气象与医学实际又是两个跨度较大的专业领域，其融合发展需要同时具有相关知识的人才不断努力。

4 结 语

当今对健康及生存条件尤为关注，天气变化对人类的健康影响，受到越来越多的重视，虽然有很多气象条件对心脑血管疾病影响的研究，但由于大多存在资料来源局限、地域限制等问题，研究显得捉襟见肘，得出的结果也有差异。目前我国尚没有选取资料和研究方法的统一规范标准，有关气象环境及人体健康的相关研究还处于初级阶段，成果不丰富，所以还有待进一步从方法、资料及地域差别上深入研究。

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