摘要
气候变化导致极端温度和自然灾害增加，最终提高了心血管疾病(CVD)风险。极端高温和低温应激会影响心血管生理机能，增加CVD死亡风险。灾害通过空气污染和心理压力间接加剧了类似风险。在人口统计学和地理类别中，弱势群体承受着不成比例的负担。当前研究和数据呈现出有偏见的分析，留下了许多未解释的缺口。需要公平的研究和政策来解决这些限制。
环境温度波动与心脏生理
气候变化引起的冷热模式对心血管疾病(CVD)的影响可以分为两类研究。第一类研究极端高温和低温对CVD的直接影响。第二类考虑温度变化对影响心血管结果的自然灾害的间接影响。虽然这些研究试图理解气候变化对CVD的直接和间接影响，但全球范围内与气候相关的影响的差异使这些努力充满挑战。先前的综述已经研究了热暴露对心血管健康的影响，但我们的研究采取了更广泛的方法来解决与气候相关的CVD脆弱性问题。
近期研究中，Singh等人提供了将极端高温与心血管死亡率联系起来的重要流行病学证据综述。虽然他们的工作考察了与热相关的心血管结果和生物过程，但我们的研究在几个方面扩展了这一基础：我们分析了环境温度极端值（高温和低温），探讨了气候变化引发的自然灾害（如干旱、野火和洪水）对心血管的间接影响，并考察了年龄、种族、性别和社会经济地位等社会决定因素如何改变对温度极端的脆弱性。此外，我们确定了以中低收入国家为中心的研究缺口，并倡导更强大、更具包容性的全球研究和政策议程。通过将流行病学发现与更广泛的环境健康和社会差异视角相结合，本研究对理解气候引发的自然灾害对CVD的影响做出了互补但独特的贡献。
虽然本综述主要关注环境温度极端值（高温和低温）对心血管的影响，但我们还考虑了气候变化通过间接途径加剧心血管疾病(CVD)风险的方式。根据关于气候相关健康影响的既定框架，我们将干旱、野火和风暴相关事件归类为气温上升和气候变异的间接后果。虽然这些事件可能是多种因素的结果，但它们与环境温度波动的关联日益密切，因此有必要将其纳入对温度相关心血管影响的综述中。
综述和荟萃分析发现，非最佳环境温度与心血管疾病、缺血性心脏病(IHD)存在关联，并可能与中风有关。非最佳环境温度对心力衰竭和心律失常的影响尚未得到充分理解，需要进一步研究。几项研究表明热浪或寒潮与心血管死亡率和住院率之间存在关联。现有研究对特定CVD表现（心律失常、心力衰竭）的关联研究有限。
高温和低温心血管生理
如图1所示，温度相关心血管损伤的提出机制源于体温调节的外围稳态机制。高温引发血管舒张和出汗导致的容量损失，激活交感神经系统并增加心输出量，可能导致缺血或斑块破裂。血管内容量减少也可能导致血液浓缩，引起高凝状态，增加缺血事件风险。环境温度升高也会增加代谢需求，从而增加心血管需求。容量减少还可能导致电解质紊乱，特别是钾和镁，可能引发心律失常。严重的高热（如中暑）可能导致高凝状态，原因是血栓调节蛋白和冯·威勒布兰德因子增加，以及由于蛋白C、蛋白S和抗凝血酶III浓度降低导致的纤维蛋白溶解抑制。严重高热会引发由细胞因子释放（IL-1、IL-6、TNF-α）介导的循环衰竭和全身炎症，最终导致多器官衰竭。
图1
热冷温度暴露引起的心血管应激机制。
在低温环境中，外周血管交感张力增加和骨骼肌张力增加导致血压升高，从而增加心血管工作负荷和心肌氧需求。结合低温下血管内胆固醇晶体沉积的可能性，这些因素可能触发急性缺血事件。低温可导致心脏传导异常，如QTc间期延长、J波和T波倒置，据推测这是由于动作电位持续时间减少和希-浦传导速度减慢所致。传导速度减慢和心动过缓可能增加心律失常风险，如心室颤动。
极端温度与社会人口差异对心血管结果的影响
尽管气候变化引起的极端天气模式中既有极端高温也有极端低温，但研究往往侧重于高温及相关心脏事件。随着气候变化加剧热浪的严重性（持续时间和强度），全球环境温度极端值的增加对CVD脆弱性和死亡率的绝对率产生了重大影响。然而，这些影响并不一致。对极端温度的 heightened 风险在一个人适应高温或低温的能力中起着至关重要的作用。例如，对于弱势个体和群体，低于触发热浪警报的温度也可能导致有害健康影响。同样，历史上气候较温和的地区可能因人口统计学、社会经济和行为因素而面临极端低温增加的风险。
一项探索高温与CVD结果之间关联的282篇文章的系统综述和荟萃分析发现，1°C温度升高与CVD相关死亡率之间存在一致的正相关关系。支持性研究将夏季极端高温与急性心肌梗死住院率增加联系起来，并将昼夜温度范围(DTR)与心血管和脑血管疾病的急诊就诊增加相关联。女性、65岁及以上人群、热带气候区居民以及中低收入国家居民对CVD和CVM（心血管死亡率）表现出更高的脆弱性。当持续和长时间暴露于极端高温时，这些差异似乎会加剧，导致老年人、女性和户外工作者中CVD死亡比例高于各自人口的平均急诊室就诊率。
年龄
现有证据表明，年龄是热相关CVM最一致的个体水平效应修饰因子。一项包含61项研究的荟萃分析报告称，老年组（65岁以上）是热相关死亡率中最脆弱的群体。另一项针对老年人（65岁以上）的18项热死亡率和31项热发病率研究的荟萃分析报告称，温度每升高1°C，心血管和脑血管死亡率分别增加4.2%（3.7-4.6）和2.6%（1.5-3.7）。
老年人对极端高温的脆弱性可归因于社会和生理因素。例如，在1995年芝加哥热浪中，死亡率在老年患者中最高，特别是那些卧床不起的患者（与非卧床患者相比的比值比[OR]；5.5；95% CI 2.5-12.1）、无法自理的患者（OR，4.1；2.0-8.5）、每天不出门的患者（OR，6.7；95% CI 3.0-15.0）和独居患者（OR，2.3；95% CI 1.4-3.5）。生理上，随着年龄增长，出汗率和皮肤血流量的效率普遍下降，老年人更可能患有多种合并症，并使用可能损害其体温调节反应的药物。在2003年法国巴黎热浪中甚至最近2023年夏季横跨欧洲和美国的破纪录热浪中也观察到了老年人脆弱性的类似迹象，尽管对后者的系统研究仍不可用。
尽管有这些研究结果，热与CVM之间的联系并不均匀。一项研究考察了英格兰2013年热浪以及自2003年以来的先前热浪，发现死亡率影响低于预期[仅观察到301例死亡，而预测为1490例]。污染是极端热脆弱性的加剧因素；研究人员发现，高温下空气污染物（PM10、SO2和NO2）与死亡率之间的关联比中等温度下更强，且与年龄相关死亡率的关系不明确。在EuroHEAT项目中进行的一项研究发现，热浪期间每日死亡率的增加在臭氧或颗粒物（PM10）水平升高的日子里更高，特别是影响75岁及以上人群。
种族和社会经济地位(SES)
总体而言，由于医疗保健获取不平等、心血管风险因素负担更高以及一系列社会不利条件（包括削弱其适应高温能力的低社会经济资源），少数族裔群体更容易受到极端高温的影响。对美国所有县连续20年的极端高温和心血管死亡率分析显示，非西班牙裔黑人的热相关CVD死亡率相对和绝对增幅显著更大。与非西班牙裔白人相比，非西班牙裔黑人每增加1天极端高温/月，归因于人口的CVD超额死亡比例高出四倍。另一项美国研究发现，黑人家庭的空调设备数量少于白人家庭，导致热相关死亡率更高。此外，文献系统综述发现移民和非移民之间存在多种环境健康差异。虽然对于移居国社会经济地位通常较低的移民的热脆弱性已在美、法、科威特等国的研究中报道，但这一领域，特别是对心血管结果的研究仍不足。
社会经济地位较低的个体可能因对低温的脆弱性而经历增加的心血管发病率和死亡率。住房和燃料不安全可能是社会经济地位低与高的人群之间差异的可能驱动因素。此外，医疗保健获取受限可能加剧这些差异。在一项关于台湾热冷温度相关心血管事件的研究中，居住在医疗资源获取较少的农村地区的人群比居住在大都市地区的人群显示出更高的事件率。社会经济地位对人群的影响数据各不相同。美国数据显示，CVD风险的增加由社会经济地位介导。在经历温和冬季但总体社会经济地位低的州，CVD较高。而在冬季更寒冷但总体社会经济地位高的州，CVD死亡率较低。瑞典数据显示，在较冷温度下，体力劳动者、低收入者或失业者的心血管风险略有增加，但确实存在。
性别
关于性别在热脆弱性方面的研究显示了一些不一致。在美国，极端热天与心血管死亡率之间的关联在男性中具有统计学意义（0.22%；95% CI 0.10% - 0.34%），但在女性中则不显著（0.02%；95% CI −0.07% - 0.11%）。在西班牙，对450万心血管死亡的分析发现，所有年龄组中女性因高温导致的死亡相对风险高于男性。另一项更有限的研究显示性别间无差异。这种影响方向的异质性可能取决于文化、性别和背景社会经济因素。
关于寒冷天气中心血管事件的性别数据同样存在不一致性。在一项多国队列研究中，女性的心血管事件率略高于男性（OR 1.07；95% CI 1.03-1.11）。然而，在西班牙进行的一项全国时间序列分析显示，男性心血管死亡率风险更高。从普伐他汀与安慰剂的PROSPER研究汇总的数据显示，寒冷天气期间男女心血管事件无差异。在同一研究中，英国男性在寒冷天气中比女性更容易遭受心血管事件，特别是吸烟者和中度/重度饮酒者。
气候引发的极端事件对心血管事件的间接影响
极端温度不仅直接影响人类健康，特别是心血管健康，还通过自然灾害间接产生影响。气候变化已在世界许多地区加剧了干旱和野火，而由温暖海洋水域助长的超级风暴在过去二十年中催生了历史性的风暴，为特别低洼的沿海地区和岛屿带来了风灾和洪水。虽然这些气候变化引起的天气事件可能不像日常热冷极端那样直接影响人们和心血管事件，但它们通过基础设施中断、加剧已知合并症以及引发其他状况（如压力、焦虑和创伤后应激障碍(PTSD)）而间接感受到影响，这些状况可能导致灾后环境中的心血管事件。
干旱和野火
随着极端高温温度的增加，全球范围内干旱和野火明显增加。如图2所示，虽然干旱和野火有许多不良健康影响，但这些自然灾害的主要影响是通过空气污染和颗粒物(PM)发生的，特别是PM2.5和PM10。空气污染通过肺部炎症和影响器官功能影响CVD。PM2.5在野火中最为常见，因为有机和无机材料的燃烧排放痕量元素。干旱通常与PM10相关联。但一些研究已将干旱与PM2.5联系起来。这是由于大气停滞使灰尘和其他物质滞留在空气中，恶化总体空气质量并增加O3水平。然而，这些危害对人群的影响并非均匀一致。
图2
由气候驱动的环境和生理应激源引起的心血管疾病途径。
年龄是人群中产生不同效果的常见因素，主要影响老年人。在美国各地，≥65岁人群与基线年龄组≤24相比，CVM增加6.6%（95% CI [3.3–9.9]）。葡萄牙、巴西、西班牙和美国的研究也发现了类似结果。因此，一些证据表明，老年群体承担了干旱最高的健康成本。
尽管老年人在干旱条件下对CVM最为脆弱，但这些影响在性别之间分布。在葡萄牙，女性因心脏相关事件死亡的可能性比男性高12%，调整年龄后，≥75岁女性死亡的可能性比同龄男性高17.3%。虽然研究中观察到性别差异，但需要进一步研究以了解性别在干旱相关CVD中的作用。这些影响可能受种族动态影响，但迄今为止证据尚不明确。在美国的一项研究中，证据表明干旱期间心血管事件死亡率在白人和黑人女性之间相似（分别为0.5% [0.2–0.9]和1.2% [0.5–1.9]），但在白人和黑人男性之间存在差异（分别为3.4% [1.2–5.7]和-0.4% [-0.6 - -0.2]）。
干旱相关CVM的另一个关键因素似乎是适应能力。社会经济地位(SES)、适应能力、干旱和心血管健康之间的关系有限，但暗示了适应能力的重要性。这很重要，因为较低的SES和适应能力水平增加了人群对干旱和其他危害的脆弱性。美国高脆弱性（低SES和适应能力）县的心血管相关死亡率高于低脆弱性县。更重要的是，即使在干旱事件风险较低的地区，这种关系仍然存在。
最后，区域差异可能在干旱事件期间的心血管事件中发挥重要作用。然而，不同研究对这一现象的潜在解释差异很大。在美国西部，经历较少干旱（研究中<20%的天数被视为干旱条件）的地方心脏住院率增加了9.3%。然而，在西班牙，受干旱影响最频繁和最严重的地区导致心血管事件增加。这些结果与巴西和孟加拉国的研究一致。这种差异也可以用机构能力的差异、脆弱人群的分布以及城乡地区的差异来解释。
年龄和性别是影响野火对心血管健康影响差异的两个主要因素。研究大多一致认为，与年轻人群相比，老年人群对CVD和CVM更为脆弱。这些研究主要集中在美国，关注华盛顿、加利福尼亚和阿拉斯加等州；然而，在北卡罗来纳州和科罗拉多州进行的研究发现，年龄与野火期间的心脏事件无关。北卡罗来纳州和加利福尼亚州的研究发现心脏事件与女性而非男性更相关（OR分别为10% [2-18]和2.02 [1.10-3.70]）。然而，阿拉斯加的一项研究发现，心肺事件与男性而非女性更相关（OR 1.12 [1.01-1.24]）。在科罗拉多州或华盛顿州，性别差异不重要，只有年龄重要。美国以外的研究证实了与年龄相关的关联，但研究仅限于加拿大、澳大利亚、俄罗斯和巴西。只有一项澳大利亚研究和一项巴西研究考虑了性别差异，但得出了不同的结果。在澳大利亚，男性心脏骤停风险比女性增加9.05% [1.63%-17.02%]，而女性为3.19% [-6.4%–13.84%]。在巴西，男女之间未发现统计学上显著的差异。
种族和SES是理解野火影响的其他重要因素，因为少数族裔和低SES群体更容易暴露于野火。关于种族，在华盛顿和加利福尼亚，非西班牙裔白人群体比其他种族人口统计数据更可能经历与心血管相关的健康问题（分别为12% [2-22]和1.7% [0.4–2.9]）。而在阿拉斯加，土著人群在初始野火事件后长达5个月内经历心血管问题的可能性高出13% [2-25]。SES也存在竞争性结果，在北卡罗来纳州和澳大利亚，较低的SES与更高的心血管问题发生率相关，而在加利福尼亚，较高的SES与心脏死亡率呈正相关。华盛顿州的一项研究显示，家庭收入中位数在35,000-50,000美元（7% [2-13]）和75,000-100,000美元（7% [0-15]）的个体心血管相关问题风险最高。
结果不平等的另一个来源是空间动态。巴西的两项研究、华盛顿的一项研究和美国西部的一项研究未发现野火接近度或暴露与心血管健康之间存在一致的统计学显著关系。澳大利亚的一项研究确实发现，心血管问题是野火位置接近度的函数，取决于SES。野火接近度与CVD也可能受到暴露是被动还是职业危害（如森林消防）的影响。然而，上述所有结果（年龄、性别、种族、SES和接近度）的差异也可能是研究人群以及研究人员如何测量野火和野火暴露的因素。
洪水和风暴
全球变暖导致的海面温度升高可以增强在温暖海洋水域上形成并穿行的风暴。结果是，更强烈、更大、持续时间更长的热带飓风和台风增多，为世界各地脆弱人群带来广泛的洪水和风灾。
在极端风暴及其带来的洪水之后，受影响人群往往是特征为低SES和高龄的弱势群体。在一项关于飓风和其他极端天气事件与心血管健康关系的大型综述中，研究人员发现了将这些事件与CVD风险因素（如年龄、糖尿病、终末期肾病和心理健康）联系起来的发现。同时，研究人员还强调需要在灾害事件对CVD的长期评估以及对可能具有更大灾前灾后结构性问题的特定人群（如医疗保健获取、不平等和其他健康与福祉的社会决定因素）的影响方面进行额外工作，这些因素使他们更容易受到灾害及其影响。
该领域的大部分研究源于卡特里娜飓风后的美国。在卡特里娜飓风的情况下，多项研究考察了风暴与事后健康问题之间的联系。其中最突出的发现是心理健康与CVD之间的一致联系，特别是在心理社会压力、PTSD的发作方面。在一项从事件延伸10年的研究中，与卡特里娜飓风前2年的队列相比，卡特里娜飓风受害者AMI发病率增加，并伴有更高的心理和心血管风险因素患病率，包括糖尿病（31.3% vs. 39.9% p = 0.04）、高脂血症（45.4% vs. 59.3%，p = 0.005）、吸烟（34.4% vs 53.8%，p < .001）和精神疾病（6.7% vs. 14.9%，p < 0.001）等。在路易斯安那州东南部的一项前瞻性队列研究中（n = 2073），研究人员发现，在老年高血压成人中，8.6% PTSD症状阳性，这些症状与CVD事件相关，校正风险比(aHR)为1.7（95% CI 1.1–2.6）；这种关联与黑人研究参与者强烈相关（aHR 3.3，95% CI 1.7-6.3）。
基于其他风暴效应的研究结果既与关于卡特里娜飓风的发现一致，也存在差异。在2012年超级风暴桑迪的 immediate aftermath 中，老年患者CVD、呼吸系统疾病和与伤害相关的门诊医院就诊风险增加了2倍。女性风险高于男性，非白人风险低于白人。在2009年袭击台湾的莫拉克台风之后，研究人员发现，有急性缺血性心脏病病史并居住在受风暴影响最严重地区的台风受害者，与居住在受影响较轻地区的受害者相比，死亡率显著更高。风暴发生两年后，在居住在受影响最严重地区的人群中也观察到死亡率显著增加。研究人员将这些发现归因于灾后PTSD和心理社会因素，如药物治疗方案中断、饮食变化、恶劣生活条件以及灾后混乱状况的压力。对于患有糖尿病、高血压、慢性肾病、慢性阻塞性肺病(COPD)、肝硬化和新生物等合并症的人群，这些发现也是一致的。虽然与气候变化无关，但2011年日本海啸后的洪水导致急性失代偿性心力衰竭的发生率比前两年增加（相对风险1.97 95% CI 1.50-2.59）。洪水使许多人房屋受损，没有电力，也没有暖气。正如先前所建议的，低温可能导致高血压恶化，从而引发包括心力衰竭在内的心血管事件。
结论
虽然气候变化的程度及其潜在影响仍在调查中，但它与极端天气事件的联系深刻影响人类健康，特别是CVD和CVM。在日益变暖和不可预测的气候中，政策制定者、医疗保健提供者、公共卫生专业人员和第一响应者确定最容易受到极端高温和低温以及气候变化引发的极端灾害影响的人群至关重要。迄今为止的研究尚不清楚哪些群体可能最为脆弱，尽管现有证据表明，老年人群和低社会经济地位人群在气候变化产生的极端情况下面临更高的脆弱性。然而，关于这些因素的研究确切程度也取决于地理位置。
对于气候变化引发的极端天气事件如何间接影响CVD和CVM的研究，我们考察了84篇研究文章。当我们使用补充表1中提供的数据和补充说明中提供的R代码将地理焦点绘制成热图时（图3），图像清楚地显示了与气候变化相关的心血管疾病和CVM研究的地理焦点缺口。拉丁美洲和加勒比地区、中东和北非、撒哈拉以南非洲、亚洲、南亚和东南亚以及远东地区的广大国家和地区未得到代表。即使从分析中剔除美国的研究以消除异常值（图4），我们也看到被分析的许多国家/地区的研究程度不足，导致我们所知与仍需了解之间存在巨大差距。虽然样本不代表整个研究库，但它确实显示了值得重视和纠正的地理差异模式。
图3
学者在84篇文章中分析气候相关事件与CVD和CVM之间联系的国家热图。
图4
剔除主要关注美国的研究后，学者在84篇文章中分析气候相关事件与CVD和CVM之间联系的国家热图。
当我们按学者来源国分解研究时，这一趋势继续存在。图5和图6说明了每位研究该主题的国家的学者数量（数据出现在补充表2和补充说明中提供的复制R代码中）。如图5所示，研究气候相关事件与CVD和CVM之间联系的美国学者数量是一个大异常值，517人中有236人（46%）。这有助于解释主要关注美国的大量研究。从分析中剔除美国（见图6）显示加拿大、西班牙和英国是研究的领先国家。研究高度局限于学者居住的国家或地区。虽然考虑到资金可用性和实际政策关切存在直观逻辑，但它仍然在跨研究和地理环境的推广方面带来困难。因此，虽然研究突出了在人群对气候相关CVD和CVM的脆弱性方面的差异效应和不平等，但一个不可否认的不平等是这项研究在全球少数地区的集中化。虽然所有国家都将经历健康相关影响，特别是CVD和CVM影响，但与气候变化和健康相关的许多广泛问题将出现在这些研究不足的地理区域。
图5
84篇文章中分析气候相关事件与CVD和CVM之间联系的学者独特数量热图。
图6
剔除美国学者后，84篇文章中分析气候相关事件与CVD和CVM之间联系的学者独特数量热图。
因此，从实际政策角度看，问题有两个方面。研究必须超越西方背景，纳入最容易受到气候相关CVD影响的未得到充分代表的地区。同时，政策制定者和医疗保健提供者必须优先制定战略，以保护高风险人群免受日益升级的气候威胁。虽然这些问题通常被认为是政治家和监管机构的职责，但全球医学界整体，特别是心脏病专家，必须开始重新评估他们如何向患者以及医学课程中的学生告知和讨论气候CVD和CVM脆弱性。
【全文结束】
