居住地地理因素與急性高原反應相關性分析*

吳 玉，宋桐林，劉運勝，羅勇軍，陳 建

(第三軍醫大學高原軍事醫學系軍事醫學地理學教研室/高原環境醫學教育部重點實驗室/全軍高原醫學重點實驗室,重慶 400038)

居住地地理因素與急性高原反應相關性分析*

吳 玉，宋桐林，劉運勝，羅勇軍，陳 建△

(第三軍醫大學高原軍事醫學系軍事醫學地理學教研室/高原環境醫學教育部重點實驗室/全軍高原醫學重點實驗室,重慶 400038)

目的 觀察平原健康青年男性暴露于高原環境時急性高原反應(AMS)發病情況，探討青年男性原居住地地理因素與進入高原后AMS癥狀學評分之間的相關關系。方法 收集6個不同地區青年男性急進高原(海拔3 680 m)時人群的人口學資料，并進行AMS癥狀評分。將人群根據是否有AMS分為AMS組與對照組，比較兩組間各地理因素的情況。將對象原居住地地理因素與AMS發生進行相關性分析，并應用主成分回歸分析探討影響AMS患者的癥狀學評分的主要地理因素。結果 相關分析顯示，除年平均氣溫和年平均風速與AMS發病無相關關系外，其余8個指標均差異有統計學意義(P<0.05)。經主成分分析確定了3個主成分因素，累積貢獻率為81.39%;以AMS評分為因變量經主成分回歸分析得到回歸方程。結論 來自不同地域的人群，對高原環境耐受能力存在差異，原居住地海拔越低、平均降雨量越大越容易發生AMS。

急性高原反應；地理因素；相關分析；主成分分析

高原環境對人體有較大影響。平原人進入高原后，部分人群會因習服不良發生包括頭痛、嘔吐、心慌、食欲減退等在內的一系列臨床癥候群，稱為急性高原反應(acute mountain sickness，AMS)。不同地區人群，由于生長環境的不同，對高原的適應能力亦存在差異[1-2]。若能在進入高原前，對AMS的可能性做出預測并采取針對性措施，具有重要意義。作者對294例來自6個不同省市縣的青年男性，急進高原后進行觀察與AMS癥狀學評分，并分析AMS發病情況與原居住地地理環境因素之間的相關性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇四川、重慶、湖北、江西、陜西、云南籍男性青年294例作為研究對象，2012年12月同批次進入海拔3 680 m地區，年齡(18.39±1.31)歲，居住在2 200 m以下地區，均為首次進入高原。

1.2 方法 AMS癥狀學評分與分度按照軍用標準GJB198-91《急性高原反應的診斷和處理原則》進行，根據總計分值將AMS分為4 度：基本無反應(總分小于5分)，輕度反應[頭痛(+)或嘔吐(+)或總分5～10分]，中度反應[頭痛(++)或嘔吐(++)或總分大于10～15 分]，重度反應[頭痛(+++)或嘔吐(+++)或總分大于15]，其中輕度以上被認為是AMS陽性，并將評分結果分為AMS組(AMS評分大于或等于5分或頭痛、嘔吐癥狀大于或等于1度)和非AMS組(AMS評分小于5分且無明顯頭痛、嘔吐癥狀者)。本研究對象共294例，其中AMS組153例(52.04%)，非AMS組141例(47.96%)。根據地理學上將海拔500 m作為定義高原的重要指標，將對象按不同海拔分為地理平原組(海拔小于500 m)和地理高原組(海拔500～2 200 m)。地理氣象數據以研究對象戶籍所在地市、縣級地理信息為準，包括不同地區人群籍貫所在地的地理位置：經度、緯度、海拔高度。不同地區氣候數據包括：年平均氣壓、年平均氣溫、氣溫平均年較差、日照時數、相對濕度、年平均降雨量、平均風速，共10個指標。數據來源于中國氣象科學數據共享服務網[3]。

2 結 果

2.1 AMS組和非AMS組原居住地地理因素比較 地理位置因素中，AMS組的戶籍地的經度、緯度明顯高于非AMS組，海拔低于非AMS組(P<0.01)；氣象因素中，氣溫平均年較差、相對濕度、平均降雨量明顯高于非AMS組(P<0.01)；日照時數、平均蒸發量明顯低于非AMS組(P<0.01)；年平均氣溫和平均風速差異無統計學意義(P>0.05)，見表1。

2.2 來自不同海拔地區人群AMS發病情況比較 294例對象來源地海拔分布為20～2 120 m，其中地理平原組182例，地理高原組112例；與地理平原組比較，地理高原組AMS患病例數明顯降低，且差異有統計學意義(χ2=67.93，P=0.00)，見表2。

2.3 出生地地理因素與AMS評分的相關性

2.3.1 單變量相關分析 相關分析發現，除年平均氣溫和平均風速外，其余地理因素均與總評分明顯相關(P<0.05)。其中，海拔(r=-0.57)、日照時數(r=-0.28)、平均蒸發量(r=-0.16)與總評分呈負相關，其余與總評分呈正相關，見表3。

表1 AMS組和非AMS組原居住地地理因素比較

表2 不同海拔高度來源人員AMS發生情況比較

表3 出生地地理因素及與AMS之間的相關分析

2.3.2 主成分回歸分析 因各地理變量之間有較強的相關性，會導致回歸分析具有多重共線性，故采用主成分分析法提取主成分。原始變量經過標準化變換后,依次記為a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8、a9、a10，求相關系數矩陣的特征值和方差貢獻率(見表4)。結果表明前3個主成分的累積方差貢獻率達81.39%，說明其包含了原指標的絕大部分信息，可以代替原來10項指標對AMS患者癥狀學評分進行評價。回歸分析發現，Z1、Z3與AMS得分明顯相關(P<0.01)，Z2與AMS得分無明顯相關(P>0.05)，見表5。

表4 相關矩陣的特征根及其方差貢獻率

由于主成分是原變量的線性表達,通過計算樣本相關矩陣R的特征向量,進而給出前3 個主成分的函數表達式:

Z1=0.39a1+0.28a2-0.44a3+0.09a4+0.38a5-0.33a6+0.29a7+0.29a8-0.32a9-0.21a10

(1)

Z2=-0.01a1-0.49a2+0.09a3+0.53a4-0.29a5-0.26a6+0.35a7+0.39a8+0.22a9+0.03a10

(2)

Z3=0.45a1-0.10a2-0.07a3-0.06a4+0.12a5+0.35a6-0.07a7+0.36a8+0.11a9+0.70a10

(3)

以是否患病作為因變量，3個主成分變量為自變量進行Logit回歸分析，得到回歸方程為：

Y=0.526Z1-0.031Z2+0.507Z3+0.094(χ2=86.70，P<0.01)，R2=0.26，AdjR2=0.34。

(4)

表5 Logistic回歸分析結果

3 討 論

AMS是指個體從低海拔地區在短時間內進入高海拔地區(海拔高度大于或等于2 500 m)，由于機體缺氧所致的病理生理反應。其發生的影響因素很多，目前認為性別、到達海拔、進入季節、進入速度、方式、心理素質、預防措施等都是其影響因素[4-6]。高原低氧導致人體產生的一系列變化涉及多個系統的相互作用和影響，從而導致AMS發生的復雜性和動態性[7-9]。本研究從地理環境對人體影響的角度，初步探索了人群戶籍地地理環境因素與AMS發病情況的相關性，提出高原病易感人群篩選的線索，建立起從生長地域環境、基因多態性、疾病易感性的邏輯關系鏈，提示來自不同地域的人群，對高原環境耐受能力存在差異，來自我國東部、低海拔、高降雨量地區的人群，可能攜帶某些疾病易感基因，導致對高原低壓低氧環境的不耐受。

人類的疾病和健康狀態是基因、環境等因素綜合作用的結果[10-11]。我國地域廣闊，整個國土面積包含7種自然帶及8種氣候類型，各區域之間自然地理特征迥異。居住在不同自然區域的人群，由于長期在這樣的地理環境中生活，逐漸形成對當地環境的適應能力。在短時間內，未經階梯習服進入高海拔地區，不同地區人群對高原特殊環境的適應能力表現出顯著差異[12-13]。如來自于低海拔地區人群(<500 m)，AMS發病率顯著高于來自較高海拔地區人群(500～2 200 m)。經度、緯度、海拔、氣溫平均年較差、日照時數、相對濕度、平均降雨量、平均蒸發量8個自然地理因素與AMS評分之間呈現相關性。按是否患病分組，結果顯示原居住地自然地理因素對AMS的發生具有一定影響。地理位置因素中，AMS組的原居住地的經度、緯度明顯高于非AMS組，海拔低于非AMS 組(P<0.01)；氣象因素中，氣溫平均年較差、相對濕度、平均降雨量明顯高于非AMS 組(P<0.01)，日照時數、平均蒸發量明顯低于非AMS組(P<0.01)。主成分回歸分析顯示，經度、海拔、氣溫平均年較差、平均降雨量、平均風速5個因素與AMS發病之間具有密切關系。但由于平均風速在t檢驗和相關分析中均被排除，出于審慎考慮，應排除平均風速這一因素。

回歸分析發現，Z1、Z3與AMS得分明顯相關(P<0.01)，Z2與AMS得分無明顯相關(P>0.05)。由主成分表達式可知，Z1的表達式中經度、海拔、氣溫平均年較差這3個變量的系數較大，這3項對Z1起主要作用，且海拔與之成負相關，提示海拔越低的地區，AMS發病率高。氣溫年較差與Z1成正相關，即氣溫平均年較差越大的地區，AMS發病率高。根據地理學規律，氣溫年較差較大是溫帶大陸性氣候的主要特征，山區海拔越高，氣溫年較差越小。結合本文研究對象籍貫范圍，位于長江中下游平原地區的湖北、江西屬于中緯度大陸腹地，海拔相對較低，氣溫年較差較大，與實際AMS發生情況相符。Z3的表達式中，經度、平均降雨量、平均風速這3個指標對其影響較大，且均呈正相關。故Z3再次反映了東部降水較多地區，AMS發病率高。綜合上述分析結果，并結合本次研究對象，提示偏東方向的江西、湖北等地區人群AMS發病率較高，海拔較低、平均降雨量較大可能是影響其高原環境耐受力的危險因素。

地理因素之間相關系數矩陣顯示，很多指標間有較強的相關性，嚴重的共線性關系[14]。如海拔與氣溫、濕度。如采用一般回歸分析或逐步回歸，會對方程參數的估計帶來困難，致使參數不準確，故采用主成分分析法提取主成分，用建立的3個主成分代替原來10 項指標，大大簡化了評價體系，并在此基礎上進行回歸能較好地解決這一問題。當今社會流動性不斷加大，原居住地信息可得性較差，而戶籍所在地顯然是一個對原居住地信息擬合較好的代理指標，不僅準確度高而且便于獲得。本文存在一些不足：(1)觀察樣本較單一，均為青年男性；(2)涉及地域范圍僅6個地區，可能存在選擇偏倚；(3)對外界環境的研究中，只涉及了自然地理環境部分，而對人群生活的人文環境(如飲食習慣、城鄉發展、經濟水平等)未作探討，在今后的研究中可以作進一步分析。

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Correlation between geographical factors of residence and acute mountain sickness*

WuYu,SongTonglin,LiuYunsheng,LuoYongjun,ChenJian△

(TeachingandResearchingSectionofMilitaryMedicalGeography,CollegeofHighAltitudeMilitaryMedicine,ThirdMilitaryMedicalUniversity/KeyLaboratoryofHighAltitudeEnvironmentalMedicineofMinistryofEducation/KeyLaboratoryofHighAltitudeMedicineofPLA,Chongqing400038,China

Objective To investigate the onset situation of acute mountain sickness(AMS) among plain healthy young men exposing to plateau environment and to study the relationship between the geographical factors of original residence place in young males and the symptomatic scores of AMS after entering plateau.Methods The demographic data of young males from 6 different regions when entering into plateau(elevation 3 680 m) were collected and the symptomatic scores of AMS were evaluated.The population was divided into the AMS group and control group according to whether haning AMS.The geographical factors were compared between the two groups.The geographical factors of original residence place and AMS occurrence were performed the correlation analysis.The principal component regression analysis was adopted to analyze the main geographical factors affecting the symptomatic scores of AMS patients.Results The correlation analysis showed that except the annual average temperature and annual mean wind speed had no significant correlation with AMS onset,other 8 indexes had statistical differences (P<0.05).Three principle components were determined through the principal component regression analysis,its cumulative contribution rate was 81.39%,and a regression equation was obtained with AMS score as the dependent variable.Conclusion The ability resistant to plateau environment in the population from different regions is different.The elevation of primary residence place is lower,the mean average rainfall is greater,AMS is easier to occur.

acute mountain sickness;geographical factors;correlation analysis；principle component analysis

? 著·

10.3969/j.issn.1671-8348.2017.07.001

國家自然科學基金青年項目 (41201090)；國家科技支撐計劃課題(2009BA185B01)；衛生行業科研專項項目(201002012)。 作者簡介：吳玉(1983-)，講師，碩士研究生，主要從事高原醫學地理學研究。△

，E-mail:jchenone@163.com。

R188；R135.6

A

1671-8348(2017)07-0865-03

2016-07-18

2016-11-16)