Sự thay đổi yếu tố tác động của mối liên hệ giữa tiếp xúc ngắn hạn với PM2.5 và các trường hợp nhập viện theo sự tiếp xúc lâu dài với PM2.5 trong một nhóm đối tượng mắc Bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính (COPD) tại North Carolina, 2002–2015

Springer Science and Business Media LLC - Tập 22 - Trang 1-9 - 2023
Kristen N. Cowan1,2, Lauren H. Wyatt3, Thomas J. Luben3, Jason D. Sacks3, Cavin Ward-Caviness3, Kristen M. Rappazzo3
1Department of Epidemiology, GillingsSchool of Global Public Health, University of North Carolina, Chapel Hill, USA
2Oak Ridge Institute for Science and Education (ORISE) at US EPA, Oak Ridge, USA
3U.S. Environmental Protection Agency, Office of Research and Development, Durham, USA

Tóm tắt

Khoảng chín triệu người lớn tại Hoa Kỳ đang sống với bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính (COPD), và các mối liên hệ tích cực giữa tiếp xúc ngắn hạn với ô nhiễm không khí và nguy cơ nhập viện do COPD ở người cao tuổi được báo cáo một cách nhất quán. Chúng tôi đã xem xét mối liên hệ giữa tiếp xúc ngắn hạn với PM2.5 và các trường hợp nhập viện và đánh giá liệu có sự điều chỉnh nào bởi tiếp xúc dài hạn trong một nhóm đối tượng mắc COPD. Trong thiết kế trường hợp giao thoa theo thời gian, chúng tôi đã sử dụng một nhóm người được chọn ngẫu nhiên với hồ sơ sức khỏe điện tử từ Hệ thống Y tế Đại học North Carolina, giới hạn cho các bệnh nhân có cuộc gặp y tế được mã hóa với chẩn đoán COPD từ năm 2004–2016 (n = 520), và ước lượng nồng độ PM2.5 môi trường từ một mô hình tập hợp. Tỷ lệ Odds và khoảng tin cậy 95% (OR (95%CI)) được ước lượng bằng hồi quy logistic có điều kiện cho các trường hợp nhập viện liên quan đến hô hấp, tim mạch (CVD), và tất cả các nguyên nhân. Các tiếp xúc được xem xét là độ trễ 0–2 và 0–3 ngày của nồng độ PM2.5, điều chỉnh theo nhiệt độ và độ ẩm hàng ngày của khu dân cư, và các mô hình được phân tầng theo nồng độ PM2.5 lâu dài (trung bình hàng năm) tại giá trị trung vị. Chúng tôi quan sát thấy các mối liên hệ tiêu cực có xu hướng không hoặc thấp với tiếp xúc ngắn hạn với PM2.5 và các trường hợp nhập viện liên quan đến hô hấp (OR cho mỗi 5 µg/m3 tăng trong độ trễ 3 ngày PM2.5: 0.971 (0.885, 1.066)), CVD (độ trễ 2 ngày: 0.976 (0.900, 1.058)) và tất cả các nguyên nhân (độ trễ 3 ngày: 1.003 (0.927, 1.086)). Các mối liên hệ giữa tiếp xúc ngắn hạn với PM2.5 và nhập viện cao hơn ở những bệnh nhân sống tại các khu vực có nồng độ PM2.5 hàng năm cao hơn (OR cho mỗi 5 µg/m3 trong độ trễ 3 ngày PM2.5 đối với các trường hợp nhập viện tất cả các nguyên nhân: 1.066 (0.958, 1.185)) so với những người ở các khu vực có nồng độ PM2.5 hàng năm thấp hơn (OR cho mỗi 5 µg/m3 trong độ trễ 3 ngày PM2.5 đối với các trường hợp nhập viện tất cả các nguyên nhân: 0.914 (0.804, 1.039)). Những sự khác biệt này cho thấy rằng những người sống tại các khu vực có mức độ tiếp xúc PM2.5 hàng năm cao hơn có thể liên quan đến nguy cơ nhập viện cao hơn trong các lượt tăng ngắn hạn về tiếp xúc PM2.5.

Từ khóa

#COPD #PM2.5 #tiếp xúc ngắn hạn #nhập viện #ô nhiễm không khí #hồi quy logistic

Tài liệu tham khảo

Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD). https://www.cdc.gov/copd/index.html. Accessed 27 Feb 2023. Wheaton AG, Cunningham TJ, Ford ES, Croft JB. Employment and activity limitations among adults with chronic obstructive pulmonary disease–United States, 2013. MMWR Morb Mortal Wkly Rep. 2015;64(11):289–95. Xu J, Murphy SL, Kockanek KD, Arias E. Mortality in the United States, 2018. NCHS Data Brief. 2020;355:1–8. Wang C, Xu J, Yang L, et al. Prevalence and risk factors of chronic obstructive pulmonary disease in China (the China Pulmonary Health [CPH] study): a national cross-sectional study. The Lancet. 2018;391(10131):1706–17. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(18)30841-9. Soriano JB, Abajobir AA, Abate KH, et al. Global, regional, and national deaths, prevalence, disability-adjusted life years, and years lived with disability for chronic obstructive pulmonary disease and asthma, 1990–2015: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2015. Lancet Respir Med. 2017;5(9):691–706. https://doi.org/10.1016/S2213-2600(17)30293-X. Rui-Rui D, Ke H, Ting Y, Yi C. Air pollution and chronic obstructive pulmonary disease. Chronic Dis Transl Med. 2020;06(04):260–9. https://doi.org/10.1016/j.cdtm.2020.05.004. Sint T, Donohue JF, Ghio AJ. Ambient air pollution particles and the acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease. Inhal Toxicol. 2008;20(1):25–9. https://doi.org/10.1080/08958370701758759. van den Bemt L, Schermer T, Smeele I, et al. Monitoring of patients with COPD: a review of current guidelines’ recommendations. Respir Med. 2008;102(5):633–41. https://doi.org/10.1016/j.rmed.2007.12.014. Valipour A, Aisanov Z, Avdeev S, et al. Recommendations for COPD management in Central and Eastern Europe. Expert Rev Respir Med. 2022;16(2):221–34. https://doi.org/10.1080/17476348.2021.2023498. Chen H, Samet JM, Bromberg PA, Tong H. Cardiovascular health impacts of wildfire smoke exposure. Part Fibre Toxicol. 2021;18(1):2. https://doi.org/10.1186/s12989-020-00394-8. Janssen NAH, Fischer P, Marra M, Ameling C, Cassee FR. Short-term effects of PM2.5, PM10 and PM2.5–10 on daily mortality in the Netherlands. Sci Total Environ. 2013;463–464:20–26. https://doi.org/10.1016/J.SCITOTENV.2013.05.062 Atkinson RW, Kang S, Anderson HR, Mills IC, Walton HA. Epidemiological time series studies of PM2.5 and daily mortality and hospital admissions: a systematic review and meta-analysis. Thorax. 2014;69(7):660–665. https://doi.org/10.1136/THORAXJNL-2013-204492 Tapia V, Steenland K, Vu B, Liu Y, Vásquez V, Gonzales GF. PM2.5exposure on daily cardio-respiratory mortality in Lima, Peru, from 2010 to 2016. Environ Health. 2020;19(1):1–7. https://doi.org/10.1186/S12940-020-00618-6/TABLES/5 Linares C, Díaz J. Short-term effect of PM2.5 on daily hospital admissions in Madrid (2003–2005). 2010;20(2):129–140. https://doi.org/10.1080/09603120903456810 Xu Q, Li X, Wang S, et al. Fine particulate air pollution and hospital emergency room visits for respiratory disease in urban areas in Beijing, China, in 2013. PLoS One. 2016;11(4):e0153099. https://doi.org/10.1371/JOURNAL.PONE.0153099 Xie J, Teng J, Fan Y, Xie R, Shen A. The short-term effects of air pollutants on hospitalizations for respiratory disease in Hefei. China Int J Biometeorol. 2019;63(3):315–26. https://doi.org/10.1007/S00484-018-01665-Y/FIGURES/7. Samoli E, Atkinson RW, Analitis A, et al. Associations of short-term exposure to traffic-related air pollution with cardiovascular and respiratory hospital admissions in London. UK Occup Environ Med. 2016;73(5):300–7. https://doi.org/10.1136/OEMED-2015-103136. Zhu RX, Nie XH, Chen YH, Chen J, Wu SW, Zhao LH. Relationship between particulate matter (PM2.5) and hospitalizations and mortality of chronic obstructive pulmonary disease patients: a meta-analysis. Am J Med Sci. 2020;359(6):354–364. https://doi.org/10.1016/J.AMJMS.2020.03.016 Pini L, Giordani J, Gardini G, et al. Emergency department admission and hospitalization for COPD exacerbation and particulate matter short-term exposure in Brescia, a highly polluted town in northern Italy. Respir Med. 2021;179:106334. https://doi.org/10.1016/J.RMED.2021.106334 Zhang Y, Ding Z, Xiang Q, Wang W, Huang L, Mao F. Short-term effects of ambient PM1 and PM2.5 air pollution on hospital admission for respiratory diseases: case-crossover evidence from Shenzhen, China. Int J Hyg Environ Health. 2020;224:113418. https://doi.org/10.1016/J.IJHEH.2019.11.001 Haley VB, Talbot TO, Felton HD. Surveillance of the short-term impact of fine particle air pollution on cardiovascular disease hospitalizations in New York State. Environ Health. 2009;8(1):1–10. https://doi.org/10.1186/1476-069X-8-42/TABLES/5. Ren Z, Liu X, Liu T, et al. Effect of ambient fine particulates (PM2.5) on hospital admissions for respiratory and cardiovascular diseases in Wuhan, China. Respir Res. 2021;22(1):1–11. https://doi.org/10.1186/S12931-021-01731-X/TABLES/2 Qiu X, Wei Y, Wang Y, et al. Inverse probability weighted distributed lag effects of short-term exposure to PM2.5 and ozone on CVD hospitalizations in New England Medicare participants - Exploring the causal effects. Environ Res. 2020;182:109095. https://doi.org/10.1016/J.ENVRES.2019.109095 Dominici F, Peng RD, Bell ML, et al. Fine particulate air pollution and hospital admission for cardiovascular and respiratory diseases. JAMA. 2006;295(10):1127–34. https://doi.org/10.1001/JAMA.295.10.1127. Kloog I, Nordio F, Zanobetti A, Coull BA, Koutrakis P, Schwartz JD. Short term effects of particle exposure on hospital admissions in the Mid-Atlantic States: a population estimate. PLoS One. 2014;9(2):e88578. https://doi.org/10.1371/JOURNAL.PONE.0088578 Zanobetti A, Dominici F, Wang Y, Schwartz JD. A national case-crossover analysis of the short-Term effect of PM2.5 on hospitalizations and mortality in subjects with diabetes and neurological disorders. Environ Health. 2014;13(1):1–11. https://doi.org/10.1186/1476-069X-13-38/FIGURES/4 Wyatt LH, Weaver AM, Moyer J, et al. Short-term PM2.5 exposure and early-readmission risk: a retrospective cohort study in North Carolina heart failure patients. Am Heart J. 2022;248:130–138. https://doi.org/10.1016/J.AHJ.2022.02.015 Danesh Yazdi M, Wang Y, Di Q, Zanobetti A, Schwartz J. Long-term exposure to PM2.5 and ozone and hospital admissions of Medicare participants in the Southeast USA. Environ Int. 2019;130:104879. https://doi.org/10.1016/J.ENVINT.2019.05.073 Richmond-Bryant J, Mikati I, Benson AF, Luben TJ, Sacks JD. Disparities in distribution of particulate matter emissions from us coal-fired power plants by race and poverty status after accounting for reductions in operations between 2015 and 2017. Am J Public Health. 2020;110(5):655–61. https://doi.org/10.2105/AJPH.2019.305558. Son JY, Lane KJ, Miranda ML, Bell ML. Health disparities attributable to air pollutant exposure in North Carolina: influence of residential environmental and social factors. Health Place. 2020;62:102287. https://doi.org/10.1016/J.HEALTHPLACE.2020.102287 Weaver AM, McGuinn L, Neas L, et al. Neighborhood sociodemographic effects on the associations between long-term PM2.5 exposure and cardiovascular outcomes and diabetes mellitus. Environ Epidemiol. 2019;3(1). https://doi.org/10.1097/EE9.0000000000000038 Woo B, Kravitz-Wirtz N, Sass V, Crowder K, Teixeira S, Takeuchi DT. Residential segregation and racial/Ethnic disparities in ambient air pollution. Race Soc Prob. 2018; 11(1):60–67. https://doi.org/10.1007/S12552-018-9254-0 Miranda ML, Edwards SE, Keating MH, Paul CJ. Making the environmental justice grade: The relative burden of air pollution exposure in the United States. Int J Environ Res Public Health. 2011;8(6):1755–1771. https://doi.org/10.3390/IJERPH8061755 Gwynn RC, Thurston GD. The burden of air pollution: Impacts among racial minorities. Environ Health Perspect. 2001;109(SUPPL. 4):501–6. https://doi.org/10.1289/EHP.01109S4501. Woo B, Kravitz-Wirtz N, Sass V, Crowder K, Teixeira S, Takeuchi DT. Residential segregation and racial/ethnic disparities in ambient air pollution. Race Soc Probl. 2019;11(1):60–7. https://doi.org/10.1007/S12552-018-9254-0. Liu J, Clark LP, Bechle MJ, et al. Disparities in air pollution exposure in the United States by race/ethnicity and income, 1990–2010. ehp.niehs.nih.gov. 1990;129(12). https://doi.org/10.1289/EHP8584 Colmer J, Hardman I, Shimshack J, Voorheis J. Disparities in PM2.5 air pollution in the United States. Science (1979). 2020;369(6503):575–578. https://doi.org/10.1126/SCIENCE.AAZ9353 Ward-Caviness CK, Weaver AM, Buranosky M, et al. Associations between long-term fine particulate matter exposure and mortality in heart failure patients. J Am Heart Assoc. 2020;9(6). https://doi.org/10.1161/JAHA.119.012517 Di Q, Amini H, Shi L, et al. An ensemble-based model of PM2.5 concentration across the contiguous United States with high spatiotemporal resolution. Environ Int. 2019;130:104909. https://doi.org/10.1016/j.envint.2019.104909 Talbott EO, Rager JR, Benson S, Ann Brink L, Bilonick RA, Wu C. A case-crossover analysis of the impact of PM2.5 on cardiovascular disease hospitalizations for selected CDC tracking states. Environ Res. 2014;134:455–465. https://doi.org/10.1016/J.ENVRES.2014.06.018 Hopke PK, Croft DP, Zhang W, et al. Changes in the hospitalization and ED visit rates for respiratory diseases associated with source-specific PM2.5 in New York State from 2005 to 2016. Environ Res. 2020;181:108912. https://doi.org/10.1016/J.ENVRES.2019.108912 Vaidyanathan A, Saha S, Vicedo-Cabrera AM, et al. Assessment of extreme heat and hospitalizations to inform early warning systems. Proc Natl Acad Sci U S A. 2019;116(12):5420–7. https://doi.org/10.1073/PNAS.1806393116/SUPPL_FILE/PNAS.1806393116.SAPP.PDF. Maclure M, Mittleman MA. Case-crossover designs compared with dynamic follow-up designs. Epidemiology. 2008;19(2):176–8. https://doi.org/10.1097/EDE.0B013E318162AFB9. Maclure M, Mittleman MA. Should we use a case-crossover design? Annu Rev Public Health. 2000;21:193–221. https://doi.org/10.1146/ANNUREV.PUBLHEALTH.21.1.193. Janes H, Sheppard L, Lumley T. Case-crossover analyses of air pollution exposure data: referent selection strategies and their implications for bias. Epidemiology. 2005;16(6):717–26. https://doi.org/10.1097/01.EDE.0000181315.18836.9D. Jaakkola JJK. Case-crossover design in air pollution epidemiology. Eur Respir J. 2003;21(40 suppl):81s–5s. https://doi.org/10.1183/09031936.03.00402703. Shi L, Zanobetti A, Kloog I, et al. Low-concentration PM2.5 and mortality: estimating acute and chronic effects in a population-based study. Environ Health Perspect. 2015;124(1):46–52. https://doi.org/10.1289/EHP.1409111 Integrated Science Assessment (ISA) for Particulate Matter | US EPA. Accessed 27 Feb 2023. https://www.epa.gov/isa/integrated-science-assessment-isa-particulate-matter Dahabreh IJ, Kent DM. Index event bias: an explanation for the paradoxes of recurrence risk research. JAMA. 2011;305(8):822. https://doi.org/10.1001/JAMA.2011.163.