文章标题：The impact of air temperature and humidity on Children’s blood pressure mediated by Lipids: A prospective cohort study

期刊：Environment International

影响因子：10.3

合作单位：重庆医科大学附属儿童医院

百趣提供服务：定量脂质组学

在环境健康研究中，气温和湿度对儿童健康的潜在影响一直是一个重要课题。目前很少有研究表明儿童时期气温和湿度与血压(blood pressure, BP)间的关系。最近发表在Environment International上的一项前瞻性队列研究提供了新的见解，本研究旨在探讨儿童和青少年空气温度(Temperature, TE)和相对湿度(Relative humidity, RH)与BP轨迹之间的关系，并探讨脂质代谢在这些关系中的潜在中介作用。本前瞻性队列研究纳入了来自重庆健康队列的5971名儿童，于2014-2015年（基线）进行了评估，测量了10800人次，并于2016年（城市地区）和2019年（城乡地区）进行了随访。采用多水平混合效应模型分析了气温和湿度对血压水平和血压升高发生率的影响，同时考虑了潜在的混杂因素。进行中介分析以评估脂质代谢的中介作用，包括低密度脂蛋白(Low-density lipoprotein, LDL)、总胆固醇(Total cholesterol, TC)和特定脂质种类。

1. 研究人群

研究队列包括5971名儿童（10800人次），平均年龄为10.67(SD=1.85)岁，其中男性3131名(52.4%)，女性2840名(47.6%)。在体重、腰围、身体质量指数(Body mass index, BMI)、收缩压(systolic BP, SBP)和舒张压(diastolic BP, DBP)方面观察到显著的性别差异。从怀孕到10岁，空气温度(Temperature, TE)和相对湿度(relative humidity, RH)暴露的平均水平是稳定的，波动很小，没有显著的性别差异。各组之间高密度脂蛋白(high-density lipoprotein, HDL)水平无显著差异。高血压组总胆固醇(total cholesterol, TC)和低密度脂蛋白(low-density lipoprotein, LDL)高于正常血压组。特定的脂质种类，如SM(d21:1)、LPC(17:0)、PC(O-36:3)和PG(41:4)在高血压组中也显示出升高的水平，表明这些脂质与高血压风险之间存在潜在的关联。

图1. 样本收集流程图

2. TE和RH暴露与BP相关

分析TE/RH和血压(blood pressure, BP)水平之间的关系，在模型1中，气温每升高四分位数与收缩压显著降低相关。舒张压也存在类似的负相关。在模型2和模型3中调整协变量后，这些效应仍然具有统计学意义。相反，在所有模型中，收缩压、舒张压和平均动脉压(Mean arterial pressure, MAP)的增加与TE的高变异性有关。TE四分位数变化对血压的性别分层影响在女性中更为明显。此外，TE的变异性对女性的影响也更为明显。根据TE四分位数范围的血压水平增长曲线，Q3或Q4的TE患儿血压水平较低。

在未调整的模型1中，从Q1到Q2的增加与收缩压的显著降低相关。然而在完全调整后的Model 3中，只有Q4到Q2的增加仍然显著。对于DBP，模型3中Q1到Q2的增加，Q3到Q2的增加，Q4到Q2的增加均具有显著性。同样，在模型3中，MAP从Q3到Q2和Q4到Q2显著增加。虽然RH的高变异性倾向于与收缩压降低相关，但在完全调整的模型3中，它与DBP和MAP呈负相关。根据RH四分位数范围的血压水平生长曲线，Q1或Q2的RH患儿血压水平较低。

（注：模型1：矫正后的年龄、年龄*年龄、性别、身高；模型2：模型1+气温、BMI、被动吸烟、体力活动、收入、妊娠期糖尿病、父亲肥胖、母亲肥胖、母亲受教育程度、父亲受教育程度、父母婚姻状况、妊娠期高血压、青春期发育、母乳喂养、谷物土豆、蔬菜、红肉、盐摄入量的标准差；模型3：模型2+相对湿度、相对湿度标准差。Q1、Q2、Q3、Q4分别表示TE或RH的四分位数从小到大的4个四分位节点，TE四分位数范围为6.41℃至21.85℃，RH四分位数范围为71.34%到83.00%）

3. TE对血压水平产生累积效应

TE和收缩压之间的负相关在所有被检测的年龄组中都是显著的。值得注意的是，在怀孕期间，女性的相关性不显著，但男性的相关性显著。随着儿童年龄的增长，这种负相关关系增强，在10岁时，男性和女性对血压的累积影响更大。DBP和MAP也发现了类似的趋势，它们也与TE暴露呈负相关，甚至来自孕妇。

图2. TE和SBP、DBP和MAP之间的相关性

4. TE和RH与血压升高发生率相关

对于整个队列来说，较高的TE四分位数与整个队列中血压升高的风险降低相关。相反，更大的TE变异性与血压升高的风险增加相关，女性比男性受到的影响更强。在模型3中，较高的RH四分位数与血压升高的风险增加显著相关，特别是在Q3和Q4。这些相关性在女性中强于男性。与TE相比，RH的变异性在任何模型中都没有显示出与血压升高风险的显著关联。

表1  TE和RH对血压升高发生率的影响

5. 儿童血压升高的归因分数与TE相关

采用分位数回归分析TE与BP水平之间的关系，TE与BP水平呈负相关。温度升高1℃时的BP变化水平如图所示。研究显示，在儿童中，较低的TE与升高的血压的可归因比例增加之间存在显著的关联。这种影响在LDL和TC水平的四分位数上都有所不同。在低密度脂蛋白水平组，收缩压、舒张压和MAP的可归因分数分别为8%、7.5%和7.9%。相反，低密度脂蛋白水平最高的组表现出更明显的效果，收缩压的可归因分数上升到约11.5%，舒张压的12.4%，MAP的12%，这表明低TE对高脂水平儿童的血压的影响更明显。同样，随着TC水平的增加，较低的平均TE对BP的贡献也增加。在最低TC组，收缩压、舒张压和MAP的归因分数分别为9.5%、10.4%和9.9%。然而，在TC最高的组中，这些分数在收缩压中飙升至10.8%，DBP为12.6%，MAP为12.2%。

图3. 温度升高1℃时的血压变化水平及其对血压水平的归因分数

线性回归分析显示，在调整协变量后，TE与LDL和TC水平呈显著负相关。采用定量脂质组学（由百趣生物提供）研究血脂指数，对于与BP相关的脂质指数，选择SM(d21:1)、LPC(17:0)、PC(O-36:3)、PC(19:0/18:2)、PC(19:0/20:4)、PE(37:5)、PG(41:4)和PG(37:2)等8种脂质指数分析其与TE的相关性。值得注意的是,较高的SM(d21:1)与低密度脂蛋白增加有关和TC水平稳定,以及BP升高的风险更高。此外，PG(41:4)与LDL水平呈正相关，PG(37:2)与TC水平呈正相关。

表2  血脂指数与高血压关系的巢式病例对照研究

7. 脂质指标对TE与血压水平产生中介效应

对于整个队列，低密度脂蛋白对温度与SBP、舒张压和平均动脉压之间的关系有显著的调节作用，调节比例分别为4.1 %、10.3 %和7.3 %。TC对TE-SBP、TE-DBP和TE-MAP的关联也表现出显著的调节效应，尽管小于LDL，中介比例分别为1.4 %、4.7 %和3.1 %。某些脂质种类，包括LPC(17:0)、PC(O-36:3)和PC(19:0/18:2)，对TE-SBP的关系表现出显著的调节作用。对于TE-MAP关联，在SM(d21:1)、LPC(17:0)、PC(O-36:3)、PC(19:0/18:2)、PE(37:5)、PG(41:4)和PG(37:2)中观察到显著的中介效应，除PC(O-36:3)外，这些效应对于TE-DBP也是显著的。

在男性亚组中，低密度脂蛋白介导了更大比例的温度对SBP、舒张压和平均动脉压的影响，其介导比例分别为8.1 %、13.3 %和10.8 %。TC在TE对SBP、舒张压和平均动脉压的影响中起了重要的中介作用，中介比例分别为11.8 %、11.6 %和11.7 %。

对于女性，低密度脂蛋白的中介作用对SBP没有统计学意义，但对DBP和MAP有显著意义，中介比例分别为5.5 %和3.4 %。TC对女性血压的调节作用不显著。

在调整协变量后，较高的气温四分位数与血压水平降低和血压风险降低相关(RR:0.83；95% ci:0.78, 0.89；P=0.028)。相反，高湿度四分位数与BP水平呈u型关系。气温变化较大与血压升高有关。从怀孕到10岁，气温暴露对血压的累积影响显著，女性表现出更大的影响。LDL和TC部分介导了气温和血压水平之间的关联，尤其是在男性中。SM(d21:1)、LPC(17:0)和PC(O-36:3)等特定脂类也表现出显著的调节作用。

这项研究对空气温度、湿度、脂质代谢和儿童血压调节之间的复杂相互作用提供了新的见解。研究结果强调，持续监测儿童血压、血脂和儿童人群的环境暴露是必要的，特别是在气候变化的背景下。针对脂质代谢和环境温度暴露的早期生活干预可能会降低儿童高血压的风险并改善心血管结局。