医学+环境大揭秘!可研究的环境因素清单!

文摘   2024-11-01 14:20   美国  

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写在前面

    未来,多数据库联合研究以及医学与环境的交叉研究将成为新的学术热点和发文风口。

    已上传此类文章复现视频至课程中!


环境与医学强强联手,助力高分科研!

    近年来,“医学+环境”的跨界研究持续升温,逐步揭示环境因素对人类健康的深远影响。这类研究不仅为疾病预防和公共卫生政策的制定提供了重要科学依据,还为环境保护贡献了新思路。正如下图所示,该领域已经成为高分一区论文的热门方向,涵盖多种环境因素与广泛健康结局的分析,为学术发文打开了新的大门!

一、空气污染物:分析了以下空气污染物的浓度变化,提供了2000年至2023年全国各省的详细数据(通过CHAP数据库计算而得)

  • 臭氧(O₃)

  • 可吸入颗粒物(PM10)

  • 细颗粒物(PM2.5)

  • 氯化物(Cl)

  • 铵盐(NH₄)

  • 硝酸盐(NO₃)

  • 硫酸盐(SO₄)

  • 一氧化碳(CO)

  • 二氧化氮(NO₂)

  • 二氧化硫(SO₂)

二、气象因素气候变化影响着人类的健康
  • 温度(Temperature)

  • 湿度(Humidity)

  • 紫外线辐射(UV Radiation)

三、地质与水质数未来还将纳入了地质和水质等环境因素,进一步拓宽了研究的深度与广度。这些数据将为环境与健康的多角度分析提供强有力的支持。


接下来给大家分享几篇PM2.5/空气污染物与疾病之间关系的研究,以及chalrsMAX包调取环境数据的演示。

文章1-PM2.5与抑郁症状的关联-中科院1区8.2分

键词中国健康与养老追踪调查(CHARLS);期暴露于各种PM2.5成分(硫酸盐、硝酸盐、铵、有机物和黑碳)抑郁症状


2024年10月,国内某团队在The Science of the total environment(中科院一区,IF: 8.2)上发表了题为:Fine particulate matter components associated with exacerbated depressive symptoms among middle-aged and older adults in China 研究论文,调查了期暴露于各种PM2.5成分(硫酸盐、硝酸盐、铵、有机物和黑碳)抑郁症状之间的单独和联合关联

研究背景:越来越多的人认识到环境细颗粒物(PM2.5)精神障碍的环境风险因素,尤其是在老年人中。然而,关于PM2.5中哪些特定化学成分可能更有害的证据仍然有限。

方法:这项全国性的前瞻性队列研究包括中国健康与养老追踪调查(CHARLS,2011-2016)的22,126名中老年人参与者,以探索长期暴露于各种PM2.5成分(硫酸盐、硝酸盐、铵、有机物和黑碳)抑郁症状之间的单独和联合关联。抑郁症状采用10项流行病学研究中心抑郁量表(CES-D-10)进行评估。


结果使用新的基于分位数的g-计算进行多污染物混合物分析,我们发现暴露于主要PM2.5成分的混合物与抑郁症状加重显著相关,暴露-反应曲线表现出一致的线性或超线性形状,没有较低的阈值。估计的权重指数表明,在PM2.5的主要成分中,只有硝酸盐、硫酸盐和黑碳显著加剧了抑郁症状。

文章2-空气污染物与代谢综合征--中科院2区7.7分

关键词中国健康与养老追踪调查(CHARLS);空气污染物;代谢综合征

2022年12月,国内外多团队在Environmental research(中科院二区,IF: 7.7)上发表了题为:Systemic inflammation accelerates the adverse effects of air pollution on metabolic syndrome: Findings from the China health and Retirement Longitudinal Study (CHARLS) 研究论文,调查了长期暴露于空气污染全身炎症代谢综合征的单独与联合作用。

研究背景:长期暴露于空气污染全身炎症代谢综合征(MetS)患病率增加有关;然而,它们在中国中老年人中的联合作用尚不清楚。

方法:在这项横断面研究中,纳入了2015年中国健康与养老追踪调查(CHARLS)第3波的11,838名45岁及以上的居民。MetS的诊断采用联合临时学会的定义。评估C反应蛋白(CRP)以反映全身炎症。根据参与者在县级(country-level)的居住地,使用基于卫星的时空模型评估了个人对空气污染物(PM2.5或PM10、SO2、NO2、O3和CO)的暴露情况。应用广义线性模型(GLMs)检验空气污染与代谢综合征之间的关系,并利用GLM模型中CRP与空气污染物的相互作用项估计CRP在空气污染与代谢综合征之间的修饰效应。
以下为大家带来如何使用charlsMAX R包获取不同省份的空气污染物【PM2.5,PM10,NO,SO2,CO,O3等】数据
# 获取数据库分析常用的信息,包括污染物,地质,水文等信息(不断更新)preset_list <- show_preset_names()pollution <- preset_list %>% filter(, Year %in% c(2013, 2014, 2015))
#假设提取连续三年2013-2015的空气污染物信息   #并计算均值、标准差、四分位数、中位数及四分位数间距等library(dplyr)
pollutant_tables <- pollution %>% split(.$Content) %>% #split(.$Content):根据 pollution 数据框中的 Content 列(假设表示污染物的种类)进行分组,返回一个列表。每个列表元素包含某一特定污染物的数据。 #.$Content 是 pollution$Content 的简写,用于访问 Content 列。 #例如,如果 pollution$Content 包含两种污染物 PM2.5 和 NO2,则 split() 会将数据分成两个部分。 map(function(pollutant_data) { #pollutant_data 是每个污染物的数据块,是 pollution 数据框按 Content 列分组后的某个子集。 pollutant_name <- unique(pollutant_data$Content) #获取当前污染物数据中的唯一污染物名称,存储在变量 pollutant_name 中,类似于 "PM2.5" 或 "NO2" 这样的污染物名称。 pollutant_files <- pollutant_data$Name #获取当前污染物数据中的文件名,Name 列包含与污染物相关的文件名 combined_df <- pollutant_files %>% map(fetch_preset_files) %>% #对所有与当前污染物相关的文件名(pollutant_files)使用 map() 函数,逐个调用 fetch_preset_files() 函数。 #读取或获取这些文件中的数据,返回的是一个列表,列表中的每个元素是从文件中读取的数据框。 reduce(full_join, by = "name") %>% #逐步合并列表中的数据框。这里使用 full_join() 来合并这些数据框,by = "name" 表示按照 name 列进行合并。 #将所有与当前污染物相关的数据文件合并成一个大的数据框,按 name 列进行匹配。 rowwise() %>% #将数据框设置为按行操作模式,方便后续对每一行的多个列进行统计计算。 transmute(#transmute() 函数用于创建新的列,并丢弃原有列。 name = name, !!paste0(pollutant_name, "_Mean") := mean(c_across(starts_with("mean_concentration")), na.rm = TRUE),#均值 !!paste0(pollutant_name, "_SD") := sd(c_across(starts_with("mean_concentration")), na.rm = TRUE),#标准差 !!paste0(pollutant_name, "_P25") := quantile(c_across(starts_with("mean_concentration")), 0.25, na.rm = TRUE),#第25百分位数(P25) !!paste0(pollutant_name, "_P50") := median(c_across(starts_with("mean_concentration")), na.rm = TRUE),#中位数(P50) !!paste0(pollutant_name, "_P75") := quantile(c_across(starts_with("mean_concentration")), 0.75, na.rm = TRUE),#第75百分位数(P75) !!paste0(pollutant_name, "_IQR") := IQR(c_across(starts_with("mean_concentration")), na.rm = TRUE)#四分位距(IQR) ) %>% ungroup()#解除 rowwise() 的行操作模式,恢复默认的按列操作模式。 combined_df }) %>% reduce(full_join, by = "name") #使用 reduce() 将所有污染物的统计数据合并在一起,  #将各个污染物的统计结果(如 PM2.5、NO2 等)合并成一个大的数据框,按 name 列进行匹配。unique(pollutant_tables$name)

提取结果如下图,可结合charls数据库,调查空气污染物不同疾病患病率等的差异

结果代谢综合征患病率为32.37%。PM2.5(24.04 μ g/m3)、PM 10(39.00 μ g/m3)、SO2(19.05μ g/m3)、NO2(11.28 μ g/m3)、O3(9.51 μ g/m3)和CO(0.46 mg/m3)的每四分位数增加,MetS的校正OR(95%CI)分别为1.192(95%CI):1.116、1.272)、1.177(95%CI:1.103、1.255)、1.158(95%CI:1.072、1.252)、1.303(95%CI:1.211、1.403)、1.107(95%CI:1.046、1.171)和1.156(95%CI:1.083、1.234)。CRP也与MetS患病率增加相关(OR=1.049,95%CI:1.035,1.064;CRP每增加1.90 mg/L)。相互作用分析表明,高CRP增强了空气污染暴露与代谢综合征之间的联系。
结论:长期暴露于空气污染代谢综合征患病率增加有关,这可能会因全身炎症而增强。鉴于快速老龄化的社会和沉重的代谢综合征负担,应采取措施改善空气质量和减少全身炎症。

文章3-PM2.5和体力活动对身体功能的影响--中科院2区6.2分

关键词中国健康与养老追踪调查(CHARLS);PM2.5力活动(PA);身体功能(PF)

2024年8月,国内多团队在Ecotoxicology and environmental safety(中科院二区,IF: 6.2)上发表了题为:Health effect of multiple air pollutant mixture on sarcopenia among middle-aged and older adults in China 研究论文,调查了PM2.5力活动(PA)身体功能(PF)的单独和联合影响。

研究背景:随着全球老龄化进程加快,中老年人肌少症带来的健康挑战日益凸显。然而,关于空气污染对肌肉减少症的不利影响的现有证据有限,特别是在西太平洋地区。本研究旨在利用具有全国代表性的数据库探索多种空气污染物肌肉减少症和相关生物标志物的关系。

方法:2011年,中国健康与养老追踪调查(CHARLS)共招募了6585名45岁以上的参与者,其中3443人被随访至2015年。空气污染物是根据高分辨率卫星时空模型估算的。在横断面分析中,我们使用广义线性回归、非条件逻辑回归分析限制性立方样条(RCS)方法来评估多种空气污染物对肌肉减少症和相关替代生物标志物(血清肌酐和胱抑素C)的单次暴露和非线性影响。几种流行的混合物分析技术,如贝叶斯核机器回归(BKMR)加权分位数和(WQS)回归基于分位数的计算(Qgcomp),进一步用于检查多种空气污染物的综合影响。逻辑回归用于进一步分析空气污染与肌肉减少症之间的纵向关联。

结果PM2.5PM10NO2的每个四分位数间距增加与肌肉减少症风险增加显著相关,调整后的优势比(aORs)分别为1.09(95%CI:1.01,1.20)、1.24(95%CI:1.14,1.35)和1.18(95%CI:1.08,1.28)。我们的研究结果还表明,五种空气污染物与肌肉减少指数显著相关。此外,采用混合物分析方法,我们证实了空气污染混合物对肌肉减少症风险和相关生物标志物的显著综合影响,PM10和PM 2.5被确定为综合影响的主要贡献者。暴露—反应(E-R)关系、亚组分析、纵向分析和敏感性分析的结果均显示了空气污染对肌肉减少症风险和相关弱势人群的不利影响。

结论:在中国中老年人中,单一暴露共同暴露于多种空气污染物与肌肉减少症呈正相关。我们的研究提供了新的证据,表明空气污染混合物与肌肉减少症相关的生物标志物显著相关。

文章4-PM2.5与抑郁症状的关联-中科院1区8.2分

键词中国健康与养老追踪调查(CHARLS);期暴露于各种PM2.5成分(硫酸盐、硝酸盐、铵、有机物和黑碳)抑郁症状

2024年10月,国内某团队在The Science of the total environment(中科院一区,IF: 8.2)上发表了题为:Fine particulate matter components associated with exacerbated depressive symptoms among middle-aged and older adults in China 研究论文,调查了期暴露于各种PM2.5成分(硫酸盐、硝酸盐、铵、有机物和黑碳)抑郁症状之间的单独和联合关联

研究背景:越来越多的人认识到环境细颗粒物(PM2.5)精神障碍的环境风险因素,尤其是在老年人中。然而,关于PM2.5中哪些特定化学成分可能更有害的证据仍然有限。

方法:这项全国性的前瞻性队列研究包括中国健康与养老追踪调查(CHARLS,2011-2016)的22,126名中老年人参与者,以探索长期暴露于各种PM2.5成分(硫酸盐、硝酸盐、铵、有机物和黑碳)抑郁症状之间的单独和联合关联。抑郁症状采用10项流行病学研究中心抑郁量表(CES-D-10)进行评估。

结果使用新的基于分位数的g-计算进行多污染物混合物分析,我们发现暴露于主要PM2.5成分的混合物与抑郁症状加重显著相关,暴露-反应曲线表现出一致的线性或超线性形状,没有较低的阈值。估计的权重指数表明,在PM2.5的主要成分中,只有硝酸盐、硫酸盐和黑碳显著加剧了抑郁症状。

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