WHO指出，到目前为止，除全球地表平均温度升高外，极端温度事件的频率和强度也在发生变化。极端温度事件如寒潮对人群健康有着非常显著的影响，当温度低于某个确定的阈值温度时，死亡率的增加与温度的降低具有明显的相关性。有文献研究证明，低温不仅可以导致心血管、脑血管以及婴儿死亡的明显增加，还可以引起高纬度地区总生育率的降低[1]。但是，也有研究发现寒潮期间死亡率并没有明显的上升，甚至在最冷的时期，死亡率却有下降的趋势[2]。目前温度对人群健康影响的机制尚不完善，因此研究寒潮与人群健康之间的关系，识别所有的寒潮敏感性疾病以及脆弱人群，对于预防和控制寒潮对人群健康的影响具有深远的意义。本文拟从寒潮的健康效应、研究现状、研究方法等方面对寒潮的研究进展作一综述。
1 寒潮的定义寒潮是指来自高纬度地区的寒冷空气，在特定的天气形势下迅速加强并向中低纬度地区侵入，造成沿途地区剧烈降温、大风和雨雪天气。这种冷空气南侵达到一定标准的就称为寒潮。寒潮是一种大范围的天气过程，在全国各地都可能发生，可以引发霜冻、冻害等多种自然灾害。
中华人民共和国国家标准《冷空气等级》(GB/T 20484-2006)[3]中寒潮的定义是：某一地区冷空气过境后，气温24 h内下降8℃以上，且最低气温下降到4℃以下；或48 h内气温下降10℃以上，且最低气温下降到4℃以下；或72 h内气温连续下降12℃以上，并且最低气温在4℃以下。
目前寒潮并没有统一的标准定义，但是在研究中所采用的寒潮的定义大多是基于寒潮的强度(即利用温度指标的第N个百分位数作为阈值温度)和寒潮的持续时间(低于阈值温度的延续时间)。例如马文娟[4]、Cunrui Huang[5]、Jan Kysely等[6]研究中，首先定义了寒潮的强度(即阈值温度)，然后规定低于阈值温度的持续天数，符合这两个条件的就定义为寒潮。与气象局的定义比较而言，利用百分位数分布的方法考虑到了地域的差异，更加具有客观性和代表性，使得研究更具科学性。
2 寒潮人群健康效应的研究方法多种研究方法可以应用于评估低温引发的死亡和发病效应，定量评价温度降低和人群健康之间的关系。描述性研究和病例对照研究应用较早，时间序列分析和病例交叉研究等已经应用较成熟。
2.1 时间序列分析目前时间序列分析已经被广泛地用于研究温度对死亡的短期效应影响[7-10]。Diggle等[11]提出，研究一段时期内，温度与人群死亡之间关系时，时间序列研究是一种有效的方法。以死亡数或死亡率作为结局变量，每天连续收集温度测量值作为感兴趣的预测变量，潜在的混杂因素包括季节趋势，空气污染物以及星期效应等。需要收集的信息是逐日或逐时的暴露和结局的汇总信息(而不是个人资料)，这些信息可通过公开的国家数据库较容易地获得。在这种方法中，时间的长期趋势，星期几效应，季节趋势以及空气污染等混杂因素可以得到控制，因此时间序列分析得到了广泛的应用。
寒潮可引起人群发病率和死亡率的增加，但是温度与健康结局之间呈现非线性关系[12]。因此一些基于时间序列的统计模型如广义相加模型(generalized additive models，GAM)[8, 13-14]，差分自回归移动平均模型(Autoregressive Integrated Moving Average Model，ARIMA)等[2]，被陆续引入到寒潮与人群死亡之间关系的研究中，评估长期趋势和季节趋势等潜在混杂因素调整之后低温对人群健康的影响。
但是在应用时间序列分析模型时也存在缺陷，模型对滞后选择比较敏感[15]，而且得到的结果是近似的结果，而非精确的实际结果，对模型的依赖性较强。时间序列分析模型确认的也只是暴露与结局之间的相关关系，不能确定因果关系[16]。
2.2 病例交叉研究1991年美国学者Maclure[17]提出了病例交叉设计的方法。该方法主要用于研究短期暴露对急性事件的瞬间影响的流行病学方法。病例交叉研究方法可看作是配对病例对照研究，每个病例均以自身作为对照，能够很好的控制各病例之间一些不可控制的因素(如年龄，智力，遗传等)所引起的偏倚；由于病例期和对照期之间的时间间隔相对较短，病例交叉设计也可以控制许多随时间变化的混杂因素。例如Hong等[18]的研究中采用病例交叉研究方法，采用时间分层的对照选择，能够很好的控制季节趋势、星期几效应以及长期趋势。该方法应用于寒潮对人群健康影响的研究中，可以采用条件logistic回归，排除混杂因素的影响，同时最大限度地消除选择不同研究对象个体水平上的偏倚。
但是病例交叉研究也存在自己的不足，例如在参照时间的选择上容易出现偏倚，而且其统计效率较时间序列分析方法为低[19]。
3 寒潮的主要健康效应早在1930年国外就有关于温度与每日死亡之间关系的研究[20]。18世纪和19世纪时有研究表明低温可以引起总死亡率以及心血管死亡率的增加。从20世纪开始，大量的研究致力于研究气象因素的人群健康效应。在许多温带国家，死亡呈现明显的季节趋势，冬季死亡率要比夏季死亡高出10%~25%[21-22]。研究表明，冬季死亡的主要原因为心血管疾病，脑血管疾病和呼吸系统疾病[23-24]。迄今为止，寒潮对人群健康的影响已经开始成为社会各界重点关注的公共卫生问题。
3.1 寒潮与心脑血管疾病之间的关系温度是对人群健康影响最为明显的气象条件。生理学家研究认为，当人处于低温环境时，皮肤血管收缩，血压升高，血小板数增加，胆固醇和纤维蛋白原的水平增加，促进炎症反应[25]，加剧心脑血管系统疾病的症状[26-27]。有研究表明，在寒冷季节，尤其是气温骤降的寒潮时，缺血性脑卒中的发病明显增加[28]，冠心病以及心肌梗塞病人也急剧增加[29]。心脑血管疾病具有明显的季节特征，美国Barnet[30]采用病例交叉设计研究发现夏天气温每升高10°F，心血管疾病死亡率升高4.7%，冬季随着气温的升高，心血管病死亡的危险性降低。郭玉明等[31]研究也发现，冬季温度升高是心脑血管疾病的保护因素。心脑血管疾病在我国死因顺位上居首位[32]，每年有300万例死于心脑血管疾病，占国民全部死亡原因的40%左右。近20年，心脑血管标化死亡率仍然呈现明显的上升趋势。因此关注心脑血管疾病的预防和控制，减少源于寒潮的心脑血管病引发的疾病负担已然刻不容缓。
3.2 寒潮与呼吸系统疾病之间的关系低温环境下可诱发支气管痉挛，增加炎症细胞的数量[33]，这可以解释冬季呼吸系统疾病发病增加的现象。大风降温容易诱发心绞痛，哮喘等疾病，还可使患者的病情加重。呼吸系统疾病的发病具有显著的季节分布特征[34]，冬季最高，占发病总数的33.3%；春季次之，占总数的27.7%，夏、秋季较少，分别占总数的21.5%和17.5%。研究发现哮喘、肺炎等呼吸系统疾病冬季发病率明显高于其他季节[35]，加西利亚的一项研究[36]采用单变量poisson回归分析表明冬季哮喘死亡的风险为夏季死亡的1.83倍(95% CI: 1.55，2.15)。Go′mez-Acebo等[22]认为，低温可以引起呼吸系统疾病(OR=2.72；95% CI:1.46~5.08) 死亡的风险增加。
呼吸系统疾病是我国常见多发病。王黎君等[37]研究表明，在总死亡导致的潜在寿命损失和劳动力寿命损失中，呼吸系统疾病所占比例都较低。提示呼吸系统疾病对我国居民健康的威胁有减小趋势，但是庞大的患者队伍(按15‰估算，全国约有2 000万人)及其沉重的疾病负担仍不容忽视。
3.3 寒潮对人群健康影响的其他方面寒潮既可以直接对人群造成冻伤以及冻僵，也可以间接引起疾病死亡率和发病率的增加。冻伤是寒潮对人群健康最直接的影响，除此之外，低温可以刺激皮肤，引起刺激性皮炎、炎症和湿疹[38]。Kramer等[39]发现六岁以下的儿童中，冬季类型的湿疹对温差更加敏感。台湾一项研究发现[40]，低温会导致肾病的发病率增加，当温度低于18℃时，发生肾病的风险增加1.10倍(95% CI: 1.01~1.19)。Go′mez-Acebo等[21]认为，低温可以导致心血管疾病(OR=2.63；95% CI: 1.88~3.67)、呼吸系统疾病(OR=2.72；95% CI: 1.46~5.08) 的死亡风险增加，但是对癌症疾病的影响更大(OR=4.91；95% CI: 1.65~13.07)。另外消化性溃疡的发病呈现明显的季节性，在秋冬以及冬春之交发病较多。
由于老年人体力渐衰和活动能力减弱，因而代谢功能降低，产热相对减少，以致在低温环境或者接触寒冷后，很容易发生寒战，出现低温状态。而婴幼儿免疫力低下，也是温度变化的敏感人群。低温可以引起婴儿死亡增加，另外大部分研究中[41-44]发现低温环境中老年人(65岁以上)的死亡风险要远远高于其他年龄组的人群。台湾地区的一项研究发现[45]，气温对65岁以上老年人脑梗死的危险性在27~29℃时气温每下降1℃，危险性升高3%；在26~29℃时，气温每下降1℃危险性升高2.8%。
综上所述，寒潮可诱发多种疾病种类，并且影响老年人和婴幼儿健康，可见寒潮对人群健康影响的范围之广。
4 当前研究中的不足 4.1 温度指标的选择随着研究的深入，多种暴露度量指标被应用到寒潮的健康效应研究中。例如日均温度[23, 46-48]，日最高温度[49-50]和日最低温度[44]等。Julio Díaz等[52]得出结论，日最高温度与死亡的关联性要比日最低温度强。曾韦霖[51]研究中指出相对于日最高和日最低气温，日平均气温更能反映人群对温度的暴露。大部分研究中采用温度指标的综合值[6, 53-55]。除此之外还有一些指标不仅考虑到了温度的影响，而且还加入了湿度效应，如生物气象指标透明温度[56](apparent temperature)等。但是，至今没有确定一种与人群健康关系最为密切的单独的温度暴露指标，而且大部分的研究[12]仅集中于温度指标，很少考虑到湿度、气压等其它气象因素的影响。每种指标的贡献大小不确定，没有一种确定的方法来估计每种气象因素对人群健康的影响大小的绝对值。
寒潮发生的频率和持续时间也是影响人群健康的重要危险因子。Julio Díaz[52]、J.C. Montero[57]在研究中发现，寒潮持续的时间越长，寒潮发生的次数越多，其健康效应就越严重。
4.2 滞后效应滞后效应研究的是某日的健康结局与前几日的寒潮暴露之间的关联。许多低温对死亡影响的滞后模型研究表明，低温当天与死亡有显著关联[58]，甚至可以持续24 d之久[58]。此外，不同种类的疾病滞后效应时间也有所不同。例如，J.C. Montero等[57]在研究寒潮与死亡关系时发现，滞后天数为3~6 d或者为14 d，而且寒潮持续时间越长，对人群健康的影响越严重。Julio Díaz[52]研究发现，低温环境下呼吸系统疾病的死亡呈现双峰滞后，分别为4~5 d和11 d；对于循环系统疾病，死亡滞后时间是第7 d和14 d；对于全死因死亡，其滞后时间为7~8 d。因此在研究寒潮对人群健康影响的时候应充分考虑滞后效应和所研究疾病的种类，以便更好的分析寒潮的人群健康效应。
4.3 其他混杂因素温度与死亡关系的研究中，证明高温对居民死亡的影响具有收获效应，即高温期间由于高热引起的死亡人数的增加可以被随后几天或几个星期内的死亡人数的暂时减少而补偿[59]。如果存在收获效应，则高温短期急性暴露仅仅导致人群中高危人群发生健康事件(发病或死亡)时间提前，意味着高温长期暴露对人群健康的影响将较小，其公共卫生学意义亦相对轻微。但是目前探索寒潮健康影响的收获效应的研究很少，为了更好的探索寒潮的人群健康效应，评估瞬时暴露、短期暴露以及长期暴露于低温环境中时低温健康影响的收获效应是必要的。
除了上述所说的收获效应的影响之外，空气污染、季节、人口统计学因子以及社会经济因子也会影响致病链环节。我国研究中[60-61]对于空气污染物的控制多集中于SO2，NO2和PM10等因素，对于O3、PM2.5等因素的干扰却甚少涉及。我国多项研究中显示[62-64]，低温环境下O3暴露可引起人群疾病发病和死亡风险增加。有研究证明[65]PM2.5每升高10 μg/m3，人群总死亡风险增加0.90%(95% CI: 0.55, 1.26%)，因此仅仅控制SO2，NO2和PM10是有局限的，为了更好的研究低温的人群健康影响，应该逐渐健全我国的空气污染资料。
5 研究展望我国幅员辽阔，南方和北方气候差异很大，我国并没有规定适用于不同地区的寒潮定义。在研究寒潮的人群健康效应时，首先就是要确定暴露的定义。不同地区人群对寒潮的适应能力是不同的，在一个地区定义的寒潮不一定同样适用于另一个地区的人群，应针对性的探索不同地区寒潮的阈值，根据不同地区的结果，比较不同地区人群的寒潮适应能力，同时制定适合不同人群的预防措施。
在空气污染中，O3和PM2.5的水平对人类健康有着非常重要的作用，其浓度水平受到温度的影响；而在我国，PM2.5的测量刚刚起步，而且全国范围内O3水平的测定几近空白，所以在研究温度与死亡关系时无法控制混杂因素的影响，出现偏差。随着我国空气污染资料的健全和细化，未来可以更加科学地研究寒潮的健康影响。
目前寒潮健康效应关注的健康结局多集中在心血管，脑血管以及呼吸系统等疾病的死亡率及发病率方面，若能划分更细的健康结局终点，可能会有助于科学的分析寒潮暴露的人群健康危害。在寒潮的致病机制方面，未来可以设想在不违背伦理的前提下，模拟人工寒潮的环境，测试人体生理指标的变化，分析的结果对于制定预防措施，明确致病机制提供有力的科学依据。
寒潮是一个重大的公共健康威胁。虽然有研究表明未来寒潮发生的频率和强度将会减小，但是目前来看，寒潮仍然没有减少的迹象[52]。因此寒潮对人类健康的影响应该引起社会各界的关注。我国在研究寒潮的健康影响方面不够系统，寒潮的致病机制尚不完全清楚，为了更好的制定公共健康计划和预防措施，保护寒潮敏感人群，应该从寒潮的致病机制方面深入研究，针对性的筛选寒潮的敏感性疾病，并且建立健全寒潮的预报预警系统，提高寒潮来临时人群的自我保护意识，降低寒潮引发的死亡风险。
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