气象因素与冠心病

韩文博，孙爱军，李红梅,2，王显,2

随着我国经济的迅速发展及城市化进程的加快，心血管病（CVD）发病人数也在持续增加，心血管病死亡已成为城乡居民的首要死亡原因。而冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病，CHD）是临床常见的心血管病之一，具有高发病率和高致死率的特点，严重威胁着人们健康。据推算，我国目前心血管病总患病人数约2.9亿人，其中冠心病约有1100万人，仅次于卒中[1]。气象因素如温度、湿度、风速等对冠心病的发病有着重要影响[2]，了解气象因素与冠心病发病间的规律，对冠心病患者的日常生活指导及远期预后有着重要意义，本文将对其相关研究进展进行综述。

1 风速对冠心病的影响

关于风速影响冠心病的机制，多从气温、气压等气象因素与风速协同作用的角度讨论，当气温骤降、风速增大、气压升高时，人体血管收缩、血压升高、心率增快，导致心肌耗氧增加，同时儿茶酚胺分泌增多，易使血小板聚集而形成血栓，发生心血管病事件[3]。贾俊妹[4]研究中证明了上述观点，通过研究石家庄市居民心脑血管疾病突发与气象因素的关系，发现风速变化与冠心病发病人数呈正相关，风速越大、其发病人数越多。在北京地区，风速水平对冠心病的影响可能更加敏感[3，5-7]，且呈显著的季节性发病趋势[7]。

部分研究认为风速过小也会影响冠心病的转归。封锐[8]研究气象因素对老年急性心肌梗死（AMI）入院的影响时发现，当风速小于0.9 m/s时，高血压合并冠心病患者因AMI入院的风险最大。谈建国等[9]认为，当平均风速偏小时，空气流动不畅，冠心病患者在这样的天气条件下可能有压迫感，最终导致猝死事件增多。冯巧爱等[10]应用广义相加模型研究发现平均风速与AMI发病呈非线性相关，当风速低于一定程度时，AMI的发病随着风速的降低而增高。此外，也有少数研究则认为风速与急性冠脉综合征发病无关[11，12]。

2 气温对冠心病的影响

气温与冠心病一直是气象医学的研究热点，已有很多研究证实了两者之间的相关性[10，13-15]。

2.1 高温与冠心病高温条件下，人体排汗增多，容易导致电解质紊乱及酸碱失衡，进而引起机体循环功能障碍，加重原有疾病；同时，高温时皮肤血管扩张，心排血量增加，心脏负荷加重，可能会影响冠心病患者的病情[16]。也有研究提示炎症因子与热浪有一定相关性[15]，刘昊辰等研究发现，热浪组小鼠的HSP60、SOD、TNF、sICAM-1、HIF-1α等表达均高于对照组，提示热浪会诱导炎症标志物水平的升高，加速动脉粥样硬化及血栓的形成[17]。

Fisher等通过对美国马里兰州2000至2012年6~8月的极端高温天气进行分析，发现极端高温天气时发生急性心肌梗死的风险增加11%[18]。我国一项涉及43个城市，包括冠心病、卒中等研究对象的研究报告显示，高温会增加急性心肌梗死患者的死亡风险[19]。张霞等研究指出，济南市热浪对居民急性心肌梗死的死亡有显著影响，且存在滞后效应[20]。

值得注意的是，不同性别和年龄的人群对高温天气的耐受程度也不相同。Morabito应用生物气象学方法探讨温度对心肌梗死的影响，结果显示当暴露于每天至少9 h的高温环境时，年轻患者的住院率明显增加，并指出这种现象可能与高温条件下不同年龄人群的生活习惯不同有关，年轻人更多是进行持续工作或户外活动，老年人则不会[13]。另一项研究对中国272座城市的气象资料进行分析，发现热浪会增加冠心病死亡风险，且在老年、女性、低教育水平人群中表现更为明显[21]。加拿大一项对2199例STEMI患者进行环境因素影响的研究，显示夏季、外温升高是女性（＜55岁）发生STEMI的显著危险因素[22]。姚瑶[15]的研究指出，男性在夏季气温高于35℃时，发病入院率急速上升；而在33℃~40℃时，女性发病曲线更为陡直，说明女性对夏季热浪更为敏感。尽管更多研究提示高温对急性心肌梗死有着重要影响[23，24]，但也有极少数研究观察到高温与心绞痛间并无明显联系[25]。

2.2 寒冷与冠心病低温对心绞痛的影响是多因素的。首先暴露于低温环境时，心血管系统进行了适应性调整：循环系统中的儿茶酚胺水平升高，温度感受器激活[26]，导致血压升高、心率增快，左室舒张末期压力和容积增高[26-29]。心脏做功增多及外周血管阻力增高，最终导致心肌耗氧量增加、缺血阈值降低，并出现相关临床症状[27]。其次，寒冷环境会使皮肤血管收缩、体循环阻力增加，导致血压升高致使需氧量增加[28，30]；另外在寒冷环境下，交感神经活性、血小板聚集程度、红细胞计数及血浆胆固醇也会受到影响，而出现不同程度的增高[28，31-33]，共同作用于心血管系统。

大量研究[4，7，34-36]提示，低温与冠心病的发病密切相关，温度越低则发病率越高。廉慧应用分布滞后非线性模型研究极端温度与北京地区69 927例急性心肌梗死的相关性，发现当北京地区环境温度为22.4℃时，心肌梗死发生率最小；在寒冷状态下，AMI发生率增加48%，在极冷环境下，AMI发生率增加108%[37]。方宁，吴丹羽等研究发现气温是急性心肌梗死发作的独立危险因素[38，39]。

同时也有一些针对老年冠心病患者的研究，提示其可能对低温的耐受更差。王罗莎的研究指出，当24 h温差＞14℃时，老年急性冠脉综合征患者有较高的病死率和较低的好转率[11]。另一篇报道显示老年人冬季的过多死亡与缺血性心脏病、肺心病、心力衰竭等有关，11月至2月住院患者的死亡风险比5月份要高30%~50%[40]。在性别因素方面，男性比女性更易受到环境温度的影响[37，39]，这可能与男性职业更多地暴露于寒冷环境有一定关系。

近年来，部分学者将Wind Chill Temperature（风寒温度）应用于气象医学进行研究。风寒温度测定的是皮肤感觉到的体表温度（合并了温度和风速两个因素）。早在2000年，由美国国家气象局和加拿大环境局组成的温度指数联合行动小组就制定了目前的北美风寒指数[41]。Shao等研究显示，在寒热交替的月份如3月和11月，冠心病等心血管疾病对风寒温度可能更加敏感，这可能是因为人们对突如其来的寒冷天气没有防备，导致易感程度比真正的冬季到来时更加敏感[42]。

3 气压对冠心病的影响

既往研究发现，当气压下降时，氧分压也相应减低，导致人体缺氧，缺氧后极易诱发心肌缺血[43]。另有学者指出，气压变化造成的神经系统与内分泌系统紊乱可能与急性心肌梗死发病有关[5]。也有专家认为气压变化主要受气温的影响，因此其对急性心肌梗死的影响与气温是一致的[44]。

已知的研究多认为气压与冠心病发病呈正相关[4，36，44]，而方宁则观察到气压与心肌梗死发病呈负相关[38]，也有个别研究观察到气压与急性心肌梗死发病呈非线性相关[10]。封锐回顾性分析2009~2012年908例老年急性心肌梗死患者，发现当平均气压高于1025 hPa时较低于1016 hPa时急性心肌梗死入院风险增加[8]。王罗莎将1701例急性冠脉综合征患者，按入院季节和气象因素分组后进行统计分析，观察到24 h气压差＞5 hPa时，急性冠状动脉综合征（ACS）的病死率较高、好转率较低[11]。

4 湿度对冠心病的影响

湿度作为重要的气象因素之一，对冠心病的发病和转归有着重要影响[6，9]。有研究显示冠心病心绞痛入院增多与最小湿度相关，当机体严重缺血且周围环境湿度增大时，人体内环境可能更易受到影响，汗液排泄不畅等因素增加了呼吸、循环系统的负担[25]。郭冬娜等研究指出，湿度、气温、气压三者的平衡关系失调时诱发了心肌梗死，当三者大幅度波动时，多变的气象条件使人体生理状态失衡，继而使神经体液调节失衡，引起微循环及血流动力学的改变，诱发心肌梗死[43]。

湿度多与气温、气压等其他气象因素共同影响冠心病。张会娜等对16家中医医院2141例急性心肌梗死（AMI）病例进行分析，发现AMI发病与温度、降水量、湿度和风速相关，呈显著的季节发病趋势[7]。张欣运用病例交叉研究方法，回顾分析2003~2010年间17 498例冠心病患者与气象因素的关系，观察到气温、气压、湿度协同或拮抗作用于人体影响了冠心病的发生[35]。冯巧爱的研究也得到了类似的结果[10]。另有学者则指出相对湿度与心肌梗死发病无显著相关性[38]。

5 日照时数对冠心病的影响

日照时数与冠心病的相关性研究相对较少，且这些研究结果并不一致。Gebhard等对加拿大蒙特利尔心脏研究所4.5年间的2199例急性ST段抬高型心肌梗死患者进行观察，发现日照时间延长是女性（＜55岁）发生STEMI的显著危险因素[22]。相反，魏秀兰等研究指出冠心病在低温、阴雨、寡照天气条件下更易诱发[34]。还有研究[25]认为日照时数方面未发现与心绞痛发病有着直接联系。

6 展望

随着全球气候变暖及环境污染等不稳定因素的增加，气象越来越多的影响到疾病的发生、发展及转归。因此关于气象与疾病相关性研究也在逐渐增多。

上述对气象因素与冠心病相关性的探讨，表明气象条件的变化可能影响人体血流动力学并催生其他不利因素，从而催化心血管事件的发生。通常，这些研究依赖于获取区域天气信息并将其与这些急性心脏事件数据关联，得出两者短时间内的相关性。而每个具体研究都依赖于一定的统计模型，如广义线性模型（GLM）、广义相加模型（GAM）、分布滞后非线性模型（DLNM）、神经网络模型（ANNs）等。新的方法学设计和统计模型为气象医学的研究提供了更多思路。

但这些研究往往有着各自的局限性。如气压、气温、湿度、风速等的波动可以引起季节的变化，而在不同的季节里，人们的饮食、户外活动、情绪、吸烟等习惯也会不同，这可能是气象因素之外影响疾病变化的原因之一[45，46]。同时，有学者提出在验证气象与血管疾病的相关性时，气象参数和疾病发生的精确数据是必不可少的，因为每天的气象都在发生频繁而快速的变化[12]，但大多数研究仅根据入院日期进行了分析，很难精确到具体小时的气象条件。且估计疾病发生的日期仅基于死亡率的调查是不严谨的，可能会导致数据错误，使最终结论与实际情况不符[12]。再者，特定地区的气象资料得出的结果在别的地区不一定同样适应，全球范围内的大数据研究仍十分有限。

气象与冠心病的相关性研究为冠心病的预防提供了新的依据，相关的研究结果不仅能够让医生根据天气变化指导患者的生活，未来更要在公共卫生层面采取诸如宣传教育等措施以减少气候变化对患病人群的不良影响[47]，这是我们努力的方向。