气象环境因素与脑卒中发病的相关性研究

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　　摘要：脑卒中是发病率高、致残率高、致死率高以及复发率高的脑血管疾病，其主要病因有脑小动脉硬化、脑动脉粥样硬化、血管先天发育异常等，常见的危险因素有高血压、糖尿病、高脂血症、心脏病、吸烟等。有研究发现，脑卒中的发病与气象、空气污染存在关联性，异常天气是脑卒中的危险因素之一。本文对气象因素中气温、气压、湿度、空气污染与脑卒中发病关系及发病机制作一综述，旨在为脑卒中的防治提供一定的理论依据。
　　关键词：脑卒中;气象因素;空气污染;极端天气
　　中图分类号：R743.3                                 文献标识码：A                                 DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2019.16.011
　　文章编号：1006-1959（2019）16-0034-04
　　Abstract：Stroke is a cerebrovascular disease with high incidence， high disability rate， high mortality rate and high recurrence rate. The main causes are cerebral arteriosclerosis， cerebral atherosclerosis， vascular congenital abnormalities， etc. Common risks Factors include high blood pressure， diabetes， hyperlipidemia， heart disease， and smoking. Some studies have found that the incidence of stroke is related to meteorology and air pollution， and abnormal weather is one of the risk factors for stroke. This article reviews the relationship between temperature， pressure， humidity， air pollution and stroke incidence and pathogenesis in meteorological factors， aiming to provide a theoretical basis for the prevention and treatment of stroke.
　　Key words：Stroke;Meteorological factors;Air pollution;Extreme weather
　　脑卒中（stroke）是短时间内快速发生的脑血管疾病，表现为局限性或弥漫性神經功能缺损的临床事件，其发病机理复杂，病因多样。脑卒中的高危因素有内在因素（内环境）和外在因素（外环境），内在因素有高血压、糖尿病、高血脂、心脏病、肥胖、低体力活动、吸烟、基因异常等，外在因素有气象、环境因素等，而外在因素的异常可引起机体内环境的改变，从而诱发卒中[1]。有研究证实[2]，气象是脑卒中独立危险因素之一;并通过气象与脑卒中发病预测模型得到验证[3]。脑卒中与气象环境因素关系密切，本文对气象因素中气温、气压、湿度、空气污染与脑卒中发病关系及发病机制作一综述，旨在为脑卒中的防治提供一定的理论依据。
　　1气象因素与脑卒中发病的关系
　　1.1气温对脑卒中发病的影响  有研究发现[4]，气温变化与脑卒中发病存在相关性，尤其是短期内气温变化可明显增加卒中的风险。其中，1℃气温降低所带来的冷效应可使出血性卒中增加1.1%，而1℃气温升高所带来的热效应可使缺血性卒中增加1.2%。Lichtman JH等[5]研究发现，平均温度和日温波动与卒中发病关系密切，尤其是5°华氏度（Fahrenheit，F;F=1.8°C+32）以上的平均温度和日间温度差可导致脑卒中患者增加1.8%，而65岁以上老年人群对平均温度和日温波动更加敏感。张云权等[6]通过调查湖北省居民脑卒中死亡的气象因素后发现，日均气温与湖北省居民脑卒中死亡呈反“J”形关系，即低温和高温均可增加卒中发生和死亡风险。极端天气如寒潮和热浪均明显增加脑卒中患者死亡的风险，其中寒潮所致卒中死亡风险增加18.0%（4.3%～33.6%），热浪所致卒中死亡风险增加11.4%（1.2%～22.7%），而且热浪引起卒中发病与死亡的滞后性（2～3 d）要早于寒潮（10 d）。此外，Vodonos A等[7]研究发现，脑卒中发病存在季节性规律，出血性脑卒中多发生于气温较低的春季和冬季，脑出血患者比例占全年的61.61%，而缺血性脑卒中多发生于气温较高的夏季和秋季，脑梗死患者比例占全年的60.84%。老年人群更易受到恶劣天气的影响，当老年人群处在这样的气象条件下，脑卒中的发病率及死亡率明显高于其他人群[8]。总之，脑卒中的总体发病率与气温的高低有明显关系，当气温急剧下降或上升时发病率会随之上升。
　　1.2气压对脑卒中发病的影响  目前，国际上关于气压与脑卒中发病之间的关系持有不同的观点。第一种观点认为气压与脑卒中发病存在正相关。气压对人体影响比较显著，老年患者尤其合并高血压、糖尿病及既往患有卒中的老年人群的心脑血管受气压的影响更为明显[9]。有研究表明[10]，脑出血与气压呈双向关系，脑梗死发病与气压呈正相关。日平均气压<910 hPa时，脑梗死患病率无明显变化;当平均气压>910 hPa时，脑梗死患病人数也会随之上升;而平均气压<901 hPa或>904 hPa时，脑出血患病率也会增加。第二种观点认为气压与脑卒中发病存在负相关。Shaposhnikov D等研究表明[11]，脑卒中随着日平均气压的升高而稳定下降，与气压的变化成反比关系。另有学者发现[10]，平均气压<901 hPa时脑出血患病率也会增加。Honig A等[12]研究发现，气压降低后脑深部出血患者增加，而皮质性脑出血患者无变化，其机制可能与气压降低导致血压升高有关。第三种观点认为气压与脑出血和脑梗死发病的关系各不相同。刘娜等[13]报道，当气压≥1016 hPa时，脑出血发病风险增加，尤其是气压在1028～1031 hPa时，脑出血发病最高。Li W等[14]发现，在气压较高（≥1030 hPa）或较低（<1015 hPa）时，脑梗死发病率均会增加。第四种观点认为气压与脑卒中发病无关，与Cao Y等[15]研究结果一致。目前对于气压与脑卒中发病的观点不同，可能与地域不同，以及研究者将气压和其他气象因素联合等因素有关。 　　1.3湿度对脑卒中发病的影响  杨洁[16]的研究表明，脑卒中的发生与平均湿度、最低湿度有密切的关系，即湿度越高则脑卒中的发病率越高。但Cao Y等[15]的分析结果表明，脑出血发病与湿度变化呈负相关，当室外环境湿度>75%时，随着湿度的升高，脑出血的发作风险降低。脑梗死发病与日最小相对湿度呈负相关，日最小相对湿度越高脑梗死的发生风险越低。此外，袁伟壮等[17]通过比较中国北方、南方同时期湿度变化和脑卒中亚型之间的关系发现，平均湿度与蛛网膜下腔出血（subarachnoidhemorrhage，SAH）呈负相关，即同时期湿度较低的北方地区，SAH的患病率明显高于湿度较高的南方地区。尽管很多的研究都支持环境湿度与脑卒中存在关联性，但也有研究提出[18]，脑卒中发病与湿度变化无相关性。湿度与脑卒中发病的关系尚不统一，可能与研究者的地域和考虑的气象因素不同有关。
　　1.4空气污染对脑卒中的影响  有研究发现[19-21]，空气污染同样增加了患卒中的风险，主要污染物包括NO2、SO2及可吸入颗粒（PM10、PM2.5）等，当空气中每立方米PM2.5增加2 μg就很有可能使隐匿型脑梗死增加46%。另有研究发现[22，23]，短期内增加PM2.5水平与脑卒中的发病率没有明确的相关性，但是在部分有基础病变的患者群，如糖尿病、慢性阻塞性肺疾患（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）等中脑梗死的发病率增加，尤其对于COPD的患者，当PM2.5水平增加1倍时，其脑梗死发生风险较无COPD增加2.6倍。国内一项调查研究发现[24]，武汉市重度污染雾霾天时空气污染组脑卒中发病率明显高于空气良好组（？字2=11.08，P<0.01）。总之，空气污染与脑卒中发病关系密切，也是唯一能干预的环境因素。
　　此外，风速、噪音、日照等与脑卒中发病可能存在一些联系。王瑞等[25]研究结果表明，太原地区脑梗死发病与日最大风速（t=2.784，P<0.005）、日平均风速（r=0.062，P<0.05）呈正相关，而脑出血与风速无相关性。S？覬rensen M等[26]研究发现，道路交通噪音也是脑卒中发病的诱发因素，长期暴露在10 dB以上交通噪音的老年人群，其缺血性脑卒中发病率增加1.11%。缪隼[27]研究发现，阳光中的紫外线强度与脑出血的发生呈现一定的相关性，紫外线强度增加可降低患脑出血的风险，但与脑梗死发病无相关性。总之，气象环境因素与脑卒中的关系不是单一的气象因子所致，可能是多种气象因子的叠加诱发卒中。
　　2气象因子影响脑卒中发病的可能机制
　　正常健康的机体需要内环境和外环境都要稳定，内环境的稳态受神经-内分泌调节，外环境的稳定受气象-环境因素控制，外环境的异常可引起内环境紊乱，当机体的稳态破坏后就会致病。目前关于气象引起脑卒中的发病机制尚不明确，可能与天气变化导致血压波动、血流动力学异常、血液成分改变或者凝血系统异常等有关。
　　2.1天气变化影响血压变化  有研究发现[28]，引起血压变化的气象因子中，气温的作用最强。气温下降，血管物理性收缩以及交感神经兴奋性增强，心率增快，随之血压升高，当血压过高超过人体代偿时就易导致脑卒中。气温上升，血管物理性舒张，随之血压下降，而气温过高时就会导致机体失盐及脱水，造成血流缓慢、血液浓缩，血管清除血栓能力下降，从而导致缺血性脑卒中的发生。此外，气温的变化刺激交感神经兴奋，促使肾上腺髓质释放更多的肾上腺素和去甲肾上腺素，导致机体代谢增快，心输出量增加，最终引起血压升高，升高的血压及心脑血管自主调节功能异常增加脑卒中的发生。另有研究发现[29]，气温下降时血压升高，心脏左心房压力升高、血流改变，加重心脏的无效收缩，易形成心源性栓子且脱落致心源性脑栓塞的发生，尤其对于既往有心脏病合并心房纤颤患者发生脑栓塞的风险更高。气压和湿度也是血压变化的影响因子，血压动态变化与这些气象因子存在着复杂的关系。
　　2.2天气变化影响血液内成分的变化  有研究表明，气象因素影响部分血液成分的含量[30]，例如血小板、红细胞、纤维蛋白原、凝血因子及脂蛋白等。血小板的数量、功能与气温、气压的关系密切，低气温、高气压可使血小板数量增加、血小板聚集能力增强。红细胞压积（Hct）均值也受气象因子的影响，气温及相对湿度增高，Hct均值降低;而气压值升高，则Hct均值也升高。Hct升高可使红细胞聚集性增高，通过释放二磷酸腺苷激活血小板活性，促进血小板粘附、聚集、释放，参与动脉粥样硬化形成[31]。此外，受人体代谢的影响和运动量的变化，血脂也存在季节性变化，总胆固醇和甘油三酯在冬季明显高于夏季[32]。张书余等[33]研究发现，气象因素也影响纤维蛋白原激活剂的含量、凝血因子Ⅶ的活性和纤维蛋白D-二聚体的浓度等。气温降低时，凝血因子Ⅶ活性也随之降低，而纤溶活性增加，温度差加大也可加重血管內皮细胞损害，或导致凝血纤溶系统的自我调控机制紊乱[34]。总之，天气变化可引起血液内多种成分变化，单一的血液成分变化或多种叠加均可诱发卒中。
　　2.3气象因素对微循环的影响  一项动物实验结果显示[32]，当家兔短时间处于低温、高压及低温合并高压的环境中，其微循环血管就会发生收缩，显微镜下可见微循环血管呈“秃树枝”样改变，血管床开放减少，而循环血容量增加，继而出现血压增高，发生颅内出血的风险增大。当把家兔置于高温、高湿及高温合并高湿的环境中，其微循环血管就会发生扩张，血管床开放增多，血液瘀滞及血流速度减慢，血管清除栓子能力下降，当循环血容量持续减少，就会启动血栓-栓塞机制，严重时可影响脑灌注从而造成缺血性脑卒中。对于既往存在颅内血管动脉粥样硬化性狭窄的患者来说，微循环障碍导致的脑灌注不足更容易引起分水岭脑梗死[35]，而微循环障碍导致的脑灌注压增高更容易导致既往存在颅内动脉瘤的患者发生SAH[36]。 　　2.4感染因素  有研究显示[37]，感染尤其是流感疫情爆发或空气污染指数（API）增高导致COPD患者增加时，卒中患者也会显著增加。此外，雾霾时API升高，空气中刺激性气味、硫化物、可吸入性颗粒物及炭黑等增加，均可诱发哮喘发作，而免疫介导的气道炎症可引起发热和一系列的并发症，促使合并动脉粥样硬化性疾病的人群血液处于高凝状态[24]。低气温季节流感活动的高峰与卒中发病的高峰存在联系。天气条件很大程度上影响易感人群的行为，如运动减少和酒精消耗增加等，而空气污染可促使既往有慢性呼吸道疾病的患者诱发呼吸道感染，多种因素导致血液高凝状态，从而诱发脑卒中的发作。
　　噪音引起脑卒中的机制可能与长期接触噪音的人群睡眠不足，血压升高诱发心脏病发作，以及睡眠紊乱导致内环境紊乱、机体免疫系统下降等增加了脑卒中的危险值[38]。而噪音引起的昼夜节律异常，尤其是高血压患者昼夜节律异常导致“非杓性”高血压也是增加卒中风险的机制[39]。日照时间不足引起脑卒中的机制与紫外线影响钙的吸收有关，而钙是脑卒中的保护性因素，钙摄入与脑卒中风险呈非线性剂量关系[40]。
　　3总结
　　虽然目前研究证实气象环境因素与脑卒中发病具有关联性，但此方面的研究不多，而且不同的研究存在很大的差异，出现差异的原因可能与脑卒中的发病因素多而复杂、气象因素复杂、研究地域不同及统计方法等有关。根据现有的研究结果提示气象环境因素是诱发脑卒中发病的原因之一，尤其是脑卒中高危人群，在不利的气象条件下，脑卒中的发生率会明显增高。因此，脑卒中的预防要在传统二级预防的基础上应考虑气象因素，避免因不利的气象环境因素导致卒中的发生。
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　　收稿日期：2019-4-15;修回日期：2019-4-25
　　编辑/杜帆
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