新文速递|“长期PM2.5成分暴露与美国糖尿病发病率和死亡率潜在因果关系的研究

文摘   2025-01-02 16:58   美国  



研究目的
研究旨在探讨长期暴露于PM2.5及其主要成分(如硫酸盐、硝酸盐等)与糖尿病发病率和死亡率之间的关系,同时分析这些关系是否受到气候因素(如季节性温度变化)及社会经济因素(如健康保险覆盖率)的调节
这项研究填补了现有文献中对PM2.5成分与糖尿病负担之间联系的不足,旨在为制定更具针对性的污染控制政策提供依据。
 研究方法
数据来源:

研究结合了多种来源的数据,以确保研究的全面性和准确性:

  • 糖尿病数据

    • 发病率数据:从美国疾病控制与预防中心(CDC)的“美国糖尿病监测系统”收集。基于居民自我报告的诊断信息,采用贝叶斯多层建模估计县级发病率。
    • 死亡率数据:来自CDC的“广域流行病学研究数据在线系统(WONDER)”。死亡数据根据国际疾病分类(ICD-10:E10-E14)定义。
    • 排除地区:由于数据限制,研究未包含阿拉斯加、夏威夷、关岛、波多黎各和美属维尔京群岛的数据。
  • 污染物数据

    • PM2.5及其成分(如硫酸盐、硝酸盐、元素碳、有机碳、氨离子)的年度浓度数据来自NASA的“社会经济数据应用中心(SEDAC)”。
    • 数据分辨率:在城市地区分辨率为50米,非城市地区为1公里。城市和非城市数据被整合为县级平均值。
  • 气候数据

    • 气温数据来自欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的ERA5-Land气候数据集。
    • 分析采用了每日气温均值计算夏季(6月-8月)和冬季(12月-2月)的县级平均气温及其标准差。
  • 社会经济和行为数据

    • 包括贫困率、老年人比例(65岁及以上)、健康保险覆盖率、人均GDP、肥胖率和身体活动不足率。
    • 数据来源于美国人口普查局、经济分析局(BEA)和CDC的BRFSS(行为风险因素监测系统)数据集。
分析方法:
  • 使用两路固定效应模型(TWFE)结合分位数G计算法(QGC)分析多成分暴露与糖尿病之间的因果关系。
  • 通过差分法消除时空混杂因素,并通过边际结构模型估计成分混合物的边际
  • 效应。
  • 进行灵敏度分析以验证模型的稳健性。

    为了验证结果的稳健性,研究进行了多种灵敏度测试:

  1. 非线性效应:使用自然三次样条函数测试成分的非线性效应。
  2. 分位数分布:将成分的分位数从四分位扩展为五分位和十分位,以验证分布精度对结果的影响。
  3. 混杂检验:计算PM2.5成分与混杂变量(如温度、GDP变化率)的相关性。如果绝对值小于0.2,则认为混杂控制较好。
  4. E值计算:评估未测量混杂变量的影响,较高的E值表明结果较不受混杂变量的影响
研究结果
糖尿病死亡率:PM2.5成分混合物的长期暴露与糖尿病死亡率显著相关,风险增加率(IR%)为3.58%。在所有成分中,硫酸盐的贡献最大(权重为0.519),其次是硝酸盐(权重为0.287)。
糖尿病发病率:单独的硫酸盐和氨离子浓度增加与糖尿病发病率呈正相关,但整体成分混合物与发病率之间的关联不显著。
调节因素:
  • 温度:在夏季或冬季气温低于平均水平时,PM2.5成分的混合效应更显著。
  • 社会经济因素:在健康保险覆盖率较高的地区,硝酸盐的贡献更显著。
讨论因果关系与机制:
硫酸盐和硝酸盐可能通过炎症、氧化应激和血管内皮功能障碍等机制增加糖尿病的死亡风险。
低温可能增强PM2.5的吸收率,从而放大其健康风险。
政策意义:
针对硫酸盐和硝酸盐的排放控制政策可能有效减少PM2.5相关的糖尿病死亡负担。
社会经济因素和气候条件需要在制定政策时予以考虑。

 总结
这项研究通过全国性数据和创新的统计方法,揭示了PM2.5及其成分与糖尿病死亡率之间的潜在因果关系。研究表明,降低硫酸盐和硝酸盐排放是减轻糖尿病死亡负担的重要策略,同时需要关注气候条件和社会经济因素的调节作用。这一发现对制定更具针对性的空气污染治理政策具有重要意义,有助于促进美国的可持续发展目标。




文献来源:Wu, G., Wang, S., Wu, W., Benmarhnia, T., Lin, S., Zhang, K., ... & Hao, Y. (2024). Potential causal links of long-term PM2. 5 components exposure with diabetes incidence and mortality in the United States. Sustainable Cities and Society, 106071.
声明:本推送内容仅代表本人的浅薄理解,由于水平有限,难免出现错误,欢迎大家批评指正。推送难以展示研究的所有内容,详情参见原文。




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