Durham花粉監(jiān)測(cè)與實(shí)時(shí)自動(dòng)花粉監(jiān)測(cè)結(jié)果相關(guān)性分析

歐陽(yáng)昱暉 張德山 趙麗萍 張 羅*

(1.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科 北京市耳鼻咽喉科研究所 教育部耳鼻咽喉科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100730;2.北京專(zhuān)業(yè)氣象臺(tái)，北京100089)

近30年變應(yīng)性鼻炎(allergic rhinitis，AR)患病率逐年增加，空氣中致敏花粉導(dǎo)致的花粉癥越來(lái)越受到關(guān)注。美國(guó)一項(xiàng)研究［1］表明80% ～90%的兒童及40%～50%的成人過(guò)敏性哮喘患者存在花粉過(guò)敏反應(yīng);荷蘭7%的兒童過(guò)敏性疾病患者存在花粉過(guò)敏［2］;中國(guó)近30%的AR的發(fā)生是由花粉導(dǎo)致［3］。

致敏花粉主要是風(fēng)媒花粉，風(fēng)媒花粉通常顆粒小、產(chǎn)量大，通過(guò)風(fēng)遠(yuǎn)距離傳輸，可在空氣中大量飄散，引起過(guò)敏性結(jié)膜炎、鼻炎或者哮喘等臨床癥狀。春秋兩季，醫(yī)院門(mén)診中以過(guò)敏癥狀為主訴的患者顯著增多，這些患者的癥狀嚴(yán)重程度與空氣中花粉顆粒的濃度明顯相關(guān)［4］，因此對(duì)大氣中致敏花粉種類(lèi)和數(shù)量的監(jiān)測(cè)對(duì)于花粉癥的臨床治療和防御有重要的作用。

我們?cè)诒本┏墙几鲄^(qū)建立了多個(gè)花粉監(jiān)測(cè)站，監(jiān)測(cè)的方法包括傳統(tǒng)的重力沉降法(Durham采樣器)和半導(dǎo)體激光分辨法(自動(dòng)實(shí)時(shí)采樣器)。本文分析了2種方法的優(yōu)缺點(diǎn)以及二者監(jiān)測(cè)結(jié)果的相關(guān)性。

1 對(duì)象與方法

1.1 采樣器放置

使用設(shè)置在相同地點(diǎn)的2種采樣器同時(shí)采集北京2012年3月21日至5月30日大氣中春季花粉顆粒。

Durham花粉采樣器安裝在首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院門(mén)診樓5樓樓頂，距地面16 m，每24 h定時(shí)更換采樣片。自動(dòng)實(shí)時(shí)采樣器(KH3000-1)同樣設(shè)置在5樓樓頂，距Durham采樣器2 m遠(yuǎn)，監(jiān)測(cè)起始時(shí)間和Durham更換采樣片時(shí)間一致，計(jì)數(shù)間隔設(shè)定為1次/h。另外5臺(tái)自動(dòng)實(shí)時(shí)采樣器分別設(shè)置于海淀區(qū)、朝陽(yáng)區(qū)、豐臺(tái)區(qū)、順義區(qū)和昌平區(qū)的氣象站。

1.2 花粉量計(jì)算

Durham采樣器的采樣片經(jīng)堿性復(fù)紅溶液染色、顯微鏡下人工計(jì)數(shù)，花粉含量單位為粒/1 000 mm3。自動(dòng)實(shí)時(shí)采樣器測(cè)定的24 h花粉量總和為每日花粉量，花粉量單位為粒/m3。

1.3 自動(dòng)實(shí)時(shí)采樣器工作原理

自動(dòng)實(shí)時(shí)采樣器采用的是日本大和公司的新一代產(chǎn)品KH3000-1，經(jīng)過(guò)半導(dǎo)體激光從前方波和側(cè)方波分辨直徑為25～40 μm的球形顆粒，每分鐘空氣吸入量為4.1L，吸入口設(shè)有除砂設(shè)置，常規(guī)使用條件為溫度5℃ ～35℃，濕度80%以下。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 KH3000-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.1 System structure of KH3000-1 automatic pollen monitor

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，相關(guān)性分析，相關(guān)系數(shù)r＞0.50并P＜0.05表示有相關(guān)性。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩種采樣器春季采集花粉量比較

2012年3月21日至5月30日2種花粉采集器采集到的花粉量如圖2，花粉飛散開(kāi)始時(shí)間為3月25日，高峰期在3月29日和5月2日，KH3000-1的測(cè)定結(jié)果與Durham大致相符，但KH3000-1監(jiān)測(cè)儀在4月中旬(4月6、11、13、16 日)和 5 月中旬(5 月 15、19、24、27日)出現(xiàn)異常高峰，查詢當(dāng)日天氣觀測(cè)結(jié)果，與沙塵天氣有關(guān)。除去異常天氣的數(shù)據(jù)，二者監(jiān)測(cè)的花粉量具有相關(guān)性(相關(guān)系數(shù)r=0.507，P＜0.05)。圖3顯示了北京東城區(qū)春季的花粉種類(lèi)主要以楊柳科、榆科、柏科、薔薇科和松科為主，此結(jié)果是由Durham采集器分析所得。

2.2 KH3000-1采集器24 h結(jié)果分析

我們分析了6個(gè)區(qū)的KH3000-1采集器24 h的花粉量，發(fā)現(xiàn)日高峰主要集中在中午11點(diǎn)至14點(diǎn)(圖4)。

圖4 KH3000-1采集器24 h花粉量分析Fig.4 24 h pollen concentration of KH3000-1 automatic pollen monitor

3 討論

花粉變應(yīng)原是誘發(fā)過(guò)敏的重要因素之一，以風(fēng)為媒介的花粉在授粉期可以產(chǎn)生大量的花粉粒子釋放和飄散到空氣中，特異性體質(zhì)的個(gè)體接觸后可產(chǎn)生眼結(jié)膜、鼻黏膜、甚至下呼吸道的變態(tài)反應(yīng)性炎性反應(yīng)，給花粉癥患者的生活和工作造成很大影響。及時(shí)了解一個(gè)地區(qū)的花粉飛散量，可以有效提高花粉癥患者的生活質(zhì)量。

空氣中花粉濃度監(jiān)測(cè)的工具為花粉采集儀。目前花粉采集的方法主要包括重力沉降法(gravity method)和容量法(volumetric method)2種，采用重力沉降法最經(jīng)典，也是最經(jīng)濟(jì)的儀器是Durham采樣器，采集到的花粉沉落在涂有凡士林的載玻片上，玻片染色后顯微鏡下計(jì)數(shù)、分類(lèi)。容量法是指在儀器內(nèi)配有真空泵，空氣中的微粒以一定的速度被抽吸進(jìn)入采樣孔，花粉顆粒被收集。常見(jiàn)的儀器是Burkard采集器，收集的花粉微粒被黏性采樣帶黏附，然后染色采樣帶，顯微鏡下人工計(jì)數(shù)。

近年日本大和公司推出的KH3000-1自動(dòng)花粉采樣器對(duì)容量法進(jìn)行改善，采用半導(dǎo)體激光的前方波和側(cè)方波的散亂方式，分辨一定范圍大小的花粉顆粒，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)花粉監(jiān)測(cè)，大大提高了花粉監(jiān)測(cè)的效率。

我們分析了設(shè)置在相同地點(diǎn)、相同采集時(shí)間的Durham和KH3000-1采樣器采集的花粉量結(jié)果，發(fā)現(xiàn)二者的花粉開(kāi)始時(shí)間和高峰時(shí)段是一致的，但相關(guān)性較差(r=0.507)。分析原因如下，①在春季KH3000-1采樣器采集的數(shù)據(jù)中有8 d出現(xiàn)異常高飛散量，調(diào)查當(dāng)日天氣狀況，均為沙塵濃度較高天氣，北京春季風(fēng)沙天氣較多是導(dǎo)致以上結(jié)果的主要原因。②兩種采樣器使用不同的計(jì)量單位，Durham采樣器為粒/1 000 mm2，KH3000-1采樣器為粒/m3。③ 北京春季花粉種類(lèi)主要以楊柳科、榆科、柏科、薔薇科和松科為主。其中薔薇科和松科的花粉顆粒較大，直徑超出40 μm以上，不在KH3000-1采樣器的采集范圍(25～40 μm)，因此無(wú)法被計(jì)數(shù)，也是造成數(shù)據(jù)不一致的原因之一，排除以上的影響因素可以提高自動(dòng)花粉監(jiān)測(cè)儀的準(zhǔn)確性。

分析各區(qū)的KH3000-1采樣器24 h的花粉量，我們發(fā)現(xiàn)每日花粉飛散高峰主要在中午11點(diǎn)到下午14點(diǎn)，這是由于氣象因素造成的，研究［5］證實(shí)花粉飛散量與溫度相關(guān)，溫度較高的時(shí)候，花粉飛散量大，中午是一日內(nèi)溫度最高時(shí)間，日花粉飛散高峰在中午與研究報(bào)道一致。另外KH-3000-1采樣器數(shù)據(jù)顯示雨天花粉量顯著減少，與Durham數(shù)據(jù)一致，也與其他研究結(jié)果［6］相符。

本研究分析了Durham和KH3000-1采樣器兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)以及二者監(jiān)測(cè)結(jié)果的相關(guān)性。Durham采樣器操作比較繁復(fù)，需要鏡檢人員有豐富的植物學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，但其優(yōu)點(diǎn)是可以鏡下分辨花粉的種屬和飛散量，可以為某一種屬花粉敏感患者提供有效的花粉信息，為花粉癥季節(jié)性發(fā)作的防御提供依據(jù)。KH3000-1采樣器實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)花粉計(jì)數(shù)，可高效地采集花粉，減少了顯微鏡計(jì)數(shù)的復(fù)雜工作，節(jié)省大量時(shí)間和體力，缺點(diǎn)是不能分辨花粉的種類(lèi)，而且KH3000-1采樣器受花粉顆粒大小和氣象因素的影響。但KH-3000-1采樣器實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)花粉播報(bào)的可能，花粉癥患者可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或電視等媒體隨時(shí)掌握周?chē)貐^(qū)的大氣花粉濃度，有效預(yù)防花粉癥的發(fā)作頻率。兩種監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)到的花粉開(kāi)始時(shí)間和高峰時(shí)間一致，但KH-3000-1采樣器易受花粉顆粒大小和氣象因素的影響，結(jié)果可出現(xiàn)異常增高或減少。

花粉癥的治療主要包括避開(kāi)過(guò)敏原、藥物治療、特異性免疫治療和患者教育。臨床對(duì)于花粉癥的治療主要是藥物治療，治療重點(diǎn)放在對(duì)花粉癥癥狀的控制而忽略了變應(yīng)原濃度對(duì)花粉癥癥狀的影響。有效的利用花粉監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將有助于臨床提高花粉癥的防治水平。

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