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CHARLS数据库 ,多种空气污染物对认知影响发一区文章

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发布于 2025-10-17 / 7 阅读
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武汉科技大学学者在Sci Total Environ(IF=10.753)发表题为:Sex disparity in cognitive aging related to later-life exposure to ambient air pollution 的研究论文。

这项研究基于中国健康与养老追踪调查(CHARLS)数据库,基于验证良好的时空数据集,通过蒙特卡罗模拟方法将环境细颗粒物(PM2.5)、二氧化氮(NO2)和臭氧(O3)的年平均浓度分配给地级市和模拟居住地址的每个参与者。应用线性混合效应模型评估主要空气污染物对认知功能的影响,并进行多重调整。进行了性别分层分析,以检查对这些关联的潜在影响。结果表明,晚年暴露在环境空气污染中可能会加速中老年人的认知老化;表明存在显著的性别差异,女性更易受影响。

摘要与主要结果

一、摘要

背景:环境空气污染和认知老化之间联系的性别差异仍然不清楚。本研究旨在评估长期暴露于主要空气污染物对中国中老年人认知能力的影响,并探索这些关联是否会因性别而改变。

方法:通过从中国健康与退休纵向研究的四波数据中得出纵向数据,我们纳入了13,507名45岁以上的参与者,他们在2011年至2018年期间至少进行了两次认知测试。我们使用由五个领域特定功能组成的标准化问卷来测量整体认知得分。基于验证良好的时空数据集,通过蒙特卡罗模拟方法将环境细颗粒物(PM2.5)、二氧化氮(NO2)和臭氧(O3)的年平均浓度分配给地级市和模拟居住地址的每个参与者。应用线性混合效应模型评估主要空气污染物对认知功能的影响,并进行多重调整。进行了性别分层分析,以检查对这些关联的潜在影响。为了提高我们的结果的可解释性,我们还比较了空气污染物的估计影响和老化对认知功能的影响。

结果:我们评估了38,950份认知功能测试记录,其中44.0 %来自女性。PM2.5、NO2和O3暴露每增加10微克/立方米,总体认知评分分别下降0.36 (95 %置信区间:-0.40,-0.31)、0.51 (-0.60,-0.43)和0.26 (-0.47,-0.06),相当于老化2.8-5.0年的影响。性别分层分析表明,与男性相比,女性与空气污染物相关的认知障碍明显更大。我们发现环境空气污染物与男女认知能力下降之间存在倒J型浓度反应关系。关于性别特异性关联的主要发现对协变量、纳入标准和共污染物分析的调整以及基于PM2.5和NO2模拟暴露的敏感性分析是稳健的。

结论:晚年暴露在环境空气污染中可能会加速中老年人的认知老化,这表明存在显著的性别差异,女性更易受影响。

二、研究结果

1. 基线特征

表1总结了研究期间认知评分、选定协变量、气象学和空气污染数据的特征。这项研究包括来自13,507名参与者(女性占44.0%)的共计38,950个观察结果;参与者的平均年龄为59.1岁(标准差 SD:8.9)。CHARLS四个波的整体认知、事件记忆和精神状态的平均得分为16.2(SD:5.1)、7.9(3.7)和8.2(2.8)。女性在整体认知(16.3 vs. 16.1分)和情景记忆(8.2 vs. 7.7分)的得分略高于男性,但精神状态较低(8.1比8.1。8.4分)。

2.总体认知得分和三种污染物的暴露水平的关联及性别差异

图1表明,在总体认知得分和所研究的三种污染物的暴露水平方面,没有观察到性别之间的显著差异。与此同时,我们检测到2011年至2018年PM2. 5(减少18. 5微克/立方米)和NO2(11. 1微克/立方米)的年平均浓度比O3(1. 3微克/立方米)有更大幅度的下降。

图2显示出了根据多个模型估算的空气污染物暴露量每10-μg/m3的增加相关联的总体认知评分的变化。控制选定的协变量后,强烈观察到认知与空气污染的负相关。在多变量校正模型中,PM2.5、NO2和O3暴露量每增加10 μg/m3,与0.36(95% CI:总体认知评分下降0.51(-0.60,-0.43)和0.26(-0.47,-0.06)分,相当于老化2.8-5.0岁的影响(表2)。在分层分析中,我们观察到了性别对PM2.5和NO2暴露影响的统计学证据(相互作用P <0.01),但对O3暴露的影响具有边缘意义(P = 0.08)。与男性相比,女性的总体认知评分下降幅度显著更大,与PM2.5(-0.44,*-0.52,-0.37+)、NO2(-0.66,-0.78,-0.53+)和O3(-0.47,-0.78,-0.16+)每10 μg/m3升高相关。

3.环境空气污染物与总体认知得分变化之间的非线性关系

图3呈现环境空气污染物与总体认知得分变化之间的非线性C-R关系(非线性P <0.05)。在每种空气污染物的综合分析和性别分层分析中观察到类似的C-R形状,以及老化。对于PM2.5和NO2,我们发现了相反的J形关系,PM2.5和NO2在低于50 μg/m3和30 μg/m3的情况下显示出更陡峭的轨迹,而在更高的浓度下,斜率趋于平稳。在O3曲线中存在明显的转折点,揭示了低于90 μg/m3的认知评分的加速下降,但不利影响变为反转(即,正斜率)。与LME分析一致,通过直观地比较C-R曲线,也确定了女性中具有较高脆弱性的明显性别差异。根据认知老化的平行分析,我们观察到,模型化的关系形式是向下凹的形状,65岁以上的斜率更陡。

设计与统计学方法

一、研究设计

P:2011年-2018年中国健康与养老追踪调查数据。

E:环境空气污染物(NO2、PM2.5和O3)的长期暴露

O:认知得分

S:前瞻性队列研究

二、统计方法

1.大多数个体特征的缺失率小于5%,因此我们使用预测平均值匹配方法通过性别估算缺失值以避免样本的过度损失。通过比较插补数据集与原始数据集的汇总统计量,我们未发现这两组人群之间的基本特征存在较大差异。因此,对插补数据集进行了所有后续分析。

2.采用线性混合效应模型(LME)来评估空气污染物(PM2.5,NO2和O3)和认知功能之间的关联。

3.进行性别分层分析,以确定可能特别脆弱的亚群。

4.为了研究空气污染和认知得分之间的C-R关系,我们根据先前的文献经验,在多变量调整模型中使用2df的NCS平滑暴露(𝑥𝑖,𝑗)。通过比较暴露量作为NCS平滑项与线性项的拟合模型的好坏,通过似然比检验对C-R曲线的潜在偏差进行统计学检查。

5.为了检验我们主要发现的可靠性,进行了多项敏感性分析

6.分析使用R软件(版本4.0.3)进行。所有统计学检验均为双侧,P值<0.05被认为是统计学显著的。


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