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第一部分应用地理信息系统分析长期环境空气污染暴露与慢性阻塞性肺疾病发生的相关性研究背景：慢性阻塞性肺疾病(Chronic Obstructive Pulmonary Disease, COPD)是一种常见的可防可治的持续性进展性不完全可逆性气流受限性疾病,常伴有气道和肺对有害颗粒或气体的慢性炎症反应,急性加重和合并症的发生影响病情的严重程度。慢性阻塞性肺疾病是严重危害人类健康的常见病和多发病,其发病率、致残率和死亡率呈逐年增高趋势,并导致了严重的、持续增长的经济负担与社会负担。预计至2020年,COPD疾病负担将位列第五,世界范围内死亡原因第三位。目前为止,COPD的病因及发病机制尚未完全清楚。目前认为吸烟是COPD最重要的病因。然而阻塞性肺疾病负担(BOLD)项目已在世界数个区域开展了相关研究,发现在不吸烟者中仍具有3-11%的COPD患病率,提示吸烟并非唯一的导致COPD发生的危险因素。尽管越来越多的证据表明暴露于室外空气污染与COPD的发生相关,但是在目前阶段尚未有足够的证据证实其因果关系。同时,极少有研究报道周围空气污染与经肺功能确诊的COPD之间的关系,尤其是应用地理信息系统(Geographical Information System, GIS)空间分析技术进行的研究更是为数不多,在中国东部地区尚未有采用类似方法的研究。济南市是我国空气污染较为严重的城市之一。我们课题组2009年进行的济南市城市居民慢性阻塞性肺疾病的流行病学调查显示,济南市40岁以上的城市居民慢性阻塞性肺疾病的总体患病率为7.6%。明确长期暴露于环境空气污染与COPD发生的相关性可为COPD的病因学及预防提供新的证据和方向。研究目的：1.应用地理信息系统的方法分析2009年济南地区COPD发生与长期环境空气污染暴露之间的关系。2.应用地理信息系统的方法分析2009年济南地区COPD发生与高污染企业相关的污染暴露之间的关系。研究方法：在COPD发生与环境空气污染关系的研究中,纳入了660例(53例COPD,607例正常)资料完整的2009年在济南市进行的COPD流行病学调查中的受试者。根据山东省环保局提供的2009年分布于济南市的15个监测站所测得的空气污染物年平均浓度,应用GIS技术获得受试者居住地址和工作地址距离处的空气污染物(SO2, NO2, PM10, O3, CO)暴露水平。同时计算受试者居住地址和工作地址距离高污染企业的距离用以评估高污染企业相关的污染暴露水平。应用t检验比较COPD患者和正常对照组间各污染物暴露水平和高污染企业相关的暴露水平的差异。应用多元logistic回归分析评估COPD发生与长期空气污染暴露水平及高污染企业相关的暴露水平之间的相关性。结果：与未发生COPD的受试者相比,COPD发生者长期暴露于高的工作地址处CO水平(1447.3±196.5vs.1356.3±194.1μg/m3=0.006),居住住址离高污染企业距离更远(2767.7±1800.4vs.2177.8±1527.8m, P=0.026),校正后无明显统计学差异。COPD发生者和正常对照之间在居住地(SO2, PM10, NO2, O3, CO)和工作地(SO2, PM10, NO2, O3)的其他污染物暴露水平及工作处高污染企业相关的暴露水平均无统计学差异。结论：在济南地区人群中,在工作地址处长期暴露于高CO水平可能与COPD发生相关。居住住址远离高污染企业可能与COPD发生相关。意义：本研究为华东地区首次应用地理信息系统进行的经肺功能确诊的COPD发生与周围环境空气污染的关系的研究。工作地址处长期暴露于高CO水平可能与COPD发生相关的结论可为COPD的预防提供新方向。第二部分应用地理信息系统分析短期环境空气污染暴露与慢性阻塞性肺疾病急性加重入院的相关性研究背景：慢性阻塞性肺疾病(Chronic Obstructive Pulmonary Disease, COPD)是严重危害人类健康的常见病和多发病,其发病率、致残率和死亡率呈逐年增高趋势,并导致了严重的、持续增长的经济负担与社会负担。慢性阻塞性肺疾病是世界范围内在高收入和低收入国家中都很重要的疾病。预计至2020年,慢性阻塞性肺疾病疾病负担将位列第五,世界范围内死亡原因第三位。慢性阻塞性肺疾病对社会造成的经济负担是巨大的。因此明确作用于如此巨大负担的疾病中环境因素的作用是极其重要的。慢性阻塞性肺疾病急性加重(Acute exacerbations of COPD, AECOPD)是疾病过程中的重要临床事件。AECOPD对患者的生活质量、临床症状及肺功能均有负性效应,并导致了较高的社会经济负担。慢性阻塞性肺疾病急性加重可由多种因素促成。尽管感染是最常见的诱发因素,但是并非所有的急性加重患者中都存在感染的证据,提示其他因素也参与了急性加重的诱发过程。尽管之前已有研究观察到室外空气污染和COPD急性加重入院之间的显著性联系,但极少有应用地理信息系统(Geographical Information System, GIS)空间分析技术进行精确的个体化暴露水平的研究。济南市是山东省的省会城市,是中国污染较为严重的城市之一。我们课题组2009年进行的济南市慢性阻塞性肺疾病流行病学显示,济南市40岁以上居民的慢性阻塞性肺疾病患病率为7.6%,疾病造成了较大的直接经济负担和间接经济负担,是危害济南市人民健康的常见病和多发病。空气污染与慢性阻塞性肺疾病急性加重入院关系的深入研究将有助于慢性阻塞性肺疾病急性加重诱因的确定,为防止慢性阻塞性肺疾病发生急性加重及其导致的症状,急诊就诊、入院甚至死亡率增加的一系列负性事件提供新的预防方向。研究目的：1.应用地理信息系统的方法分析2009年济南地区因慢性阻塞性肺疾病急性加重入院与短期环境空气污染暴露之间的关系。2.应用地理信息系统缓冲区分析的方法研究2009年济南地区因慢性阻塞性肺疾病急性加重入院与高污染企业的关系。研究方法：慢性阻塞性肺疾病急性加重入院与周围环境空气污染的关系研究中,纳入2009年济南市因慢性阻塞性肺疾病急性加重入院414例COPD患者,并选取同期入院的598例胆石症患者为对照。济南市2009年1月至2009年12月的监测的五种空气污染物(NO2, SO2,PM10,O3, CO)的月平均浓度由山东省环保局提供。使用ArcGIS10.0对每个个体进行地理编码,应用Kriging模型模拟个体入院时期及地理位置的时空特异性空气污染暴露水平。应用缓冲区分析评估慢性阻塞性肺疾病急性加重入院和高污染企业相关的暴露水平之间的关系。应用多元logistic回归分析评估慢性阻塞性肺疾病急性加重入院与短期空气污染暴露水平及高污染企业相关的暴露水平之间的相关性。结果：与同期入院的胆石症患者相比,因慢性阻塞性肺疾病急性加重入院的患者在居住处短期暴露于高PM10水平(244.0±1.7vs.243.6±1.6μg/m3, P<0.001),低SO2水平(189.3±7.1vs.191.7±8.0μg/m3, P<0.001),在工作处短期暴露于低SO2水平(185.4±10.5vs.191.7±8.3μg/m3, P<0.001)、低PM10水平(239.8±10.6vs.243.5±1.6μg/m3, P<0.001)、低CO水平(1985.5±95.5vs.2023.1±33.7μg/m3, P<0.001)以及低NO2水平(79.2±3.6vs.80.6±0.7μg/m3, P<0.001),校正后工作处SO2(OR=0.90,95%CI [0.84,0.97], P=0.004)、O3(OR=0.82,95%CI [0.71,0.95],P=0.008)和NO2(OR=0.58,95%CI [0.36,0.94], P=0.027)具有统计学差异。结论：在居住地处短期暴露于高PM10水平可能与因慢性阻塞性肺疾病急性加重入院相关。在工作处短期暴露于低SO2、O3/NO2水平与因慢性阻塞性肺疾病急性加重入院相关。意义：本研究为华东地区首次应用地理信息系统进行的慢性阻塞性肺疾病急性加重入院与周围环境空气污染的相关性研究。在居住地处短期暴露于高PM10水平可能与因慢性阻塞性肺疾病急性加重入院相关的结论可为慢性阻塞性肺疾病急性加重的预防提供新方向。