作為人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，生態(tài)環(huán)境對人類健康的影響是潛移默化的。近年來，除了力促醫(yī)療技術(shù)提升、著力完善社保體系等方面外，相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)家不約而同地將目光聚焦在了研究生態(tài)環(huán)境與人類健康之間的關(guān)聯(lián)上。
近期，Environment International 刊登了一篇由浙江大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院吳息鳳教授課題組聯(lián)合發(fā)表的，題為「 Beneficial associations between outdoor visible greenness at the workplace and metabolic syndrome in Chinese adults」的論文，主要研究了工作場所室外可視綠化與成年人代謝綜合征的有益聯(lián)系。
所謂代謝綜合征 (Metabolic syndrome, MetS)，即一組在代謝上相互關(guān)聯(lián)的臨床癥候群，主要包括肥胖、高血糖、血脂異常以及高血壓等，它是導(dǎo)致糖尿病、心腦血管疾病等多種疾病的重要危險(xiǎn)因素。
事實(shí)上，針對綠色環(huán)境可能會對 Mets 起到一定預(yù)防作用的研究并非個(gè)例，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，這兩者之間的確存在著一定程度的關(guān)聯(lián) 。不過，目前大多數(shù)研究主要利用歸一化植被指數(shù) (Normalized Difference Vegetation Index, NDVI) 來評估個(gè)體的綠色空間暴露水平，這些指標(biāo)缺乏區(qū)分綠色空間類型的能力，只能提供一個(gè)俯瞰視角，因此可能無法準(zhǔn)確反映人們實(shí)際感知到的綠色空間暴露 (greenness exposure) 水平。
此外，過去絕大多數(shù)研究評估都以參與者居住地區(qū)環(huán)境的綠色空間暴露為準(zhǔn)，但卻忽視了成年人在工作環(huán)境中的綠色空間暴露。需知曉的是，成年人在工作場所中停留的時(shí)間可能比居住環(huán)境還要長。因此，研究工作場所可視綠化水平與成年人代謝綜合征之間是否存在有益關(guān)聯(lián)就十分有意義。
針對于此，吳息鳳教授課題組通過卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，基于街景圖像的綠色視圖指數(shù) (Green View Index, GVI) 對可見綠色暴露進(jìn)行評估。課題組通過邏輯回歸模型對杭州市 5 萬多名成年人的工作環(huán)境室外可視綠化水平進(jìn)行評估，證實(shí)了兩者間的有益關(guān)聯(lián)。這為綠色環(huán)境因素可能有益于 MetS 防范提供了最新的流行病學(xué)依據(jù)，同時(shí)也從城市規(guī)劃角度對公共衛(wèi)生正向干預(yù)提供了重要指導(dǎo)依據(jù)。
研究亮點(diǎn)：
* 通過卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，使用基于街景圖像的綠色景觀指數(shù) (GVI) 對室外可見綠化進(jìn)行評估
* 工作場所周圍較高的綠色景觀指數(shù)有利于成年人降低 MetS 風(fēng)險(xiǎn)
* 這一類保護(hù)對男性的作用更強(qiáng)，但在不同年齡組中未觀察到差異
論文地址：
https://doi.org/10.1016/j.envint.2023.108327
研究方法：海量數(shù)據(jù)、AI 輔助
為了保證課題研究的有效性，盡可能避免誤差出現(xiàn)，課題組選取了超過 5 萬人的超大樣本。研究人群由 2018 年 1 月至 2021 年 12 月在浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院健康管理中心接受健康檢查的 51,552 名參與者組成，課題組對這些參與者所涉及到的共 1,182 個(gè)工作場所進(jìn)行了分析。
a：研究區(qū)域，杭州市
b：參與者工作場所15分鐘社區(qū)生活圈示例及街景圖像采集點(diǎn)
為估計(jì)每個(gè)參與者的 GVI 暴露水平，課題組以他們的工作場所為中心，設(shè)置了一個(gè) 15 分鐘的步行可達(dá)的生活區(qū)域。課題組利用 Mapbox 全球開放地圖平臺提供的 Isochrone API，以參與者的工作場所地址地理編碼為坐標(biāo)，得到了該生活圈的邊界。
Mapbox平臺鏈接：
https://docs.mapbox.com/playground/isochrone/
基于 DeepLab V3 的街景圖像語義分割過程
之后，課題組面向 51,552 名參與者收集到了 58 萬余張街景圖像。利用 Google 第三代卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型 DeepLab V3 進(jìn)行語義分割。課題組從街景圖像中提取到了每個(gè)參與者的工作場所 15 分鐘生活圈內(nèi)所有采集點(diǎn)的 GVI，GVI 的取值范圍為 0 ~ 1，表示對室外可視綠色的暴露程度，值越大表示暴露程度越高。
針對 GVI 和 MetS 之間關(guān)聯(lián)的研究，課題組使用了邏輯回歸模型，通過調(diào)整參與者的年齡、性別以及煙酒史等協(xié)變量， 用以分析可視綠化水平與代謝綜合征患病風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)聯(lián)。
研究結(jié)果：關(guān)聯(lián)顯著，男性尤為突出
研究結(jié)果表明，工作環(huán)境中較高的 GVI 水平與較低的 MetS 患病風(fēng)險(xiǎn)顯著相關(guān)。在工作場所的 15 分鐘生活圈中，與 GVI 暴露最低四分位數(shù) (Quartile) 的參與者相比，GVI 暴露最高四分位數(shù)的參與者患 MetS 的風(fēng)險(xiǎn)幾率顯著降低了 17% (95% CI: 11–22%, model 1) 。
GVI 與 MetS 之間的關(guān)聯(lián)
此外，課題組還針對年齡和性別因素分別進(jìn)行了分析。按照年齡分析，課題組以 45 歲為界將參與者分為兩組，分別是 18 ~ 45 歲組和 46 ~ 60 歲組，第一組參與人數(shù)為 36,577 人，MetS 患病率為 10.94%，第二組參與人數(shù)為 14,975 人，MetS 患病率為 23.06%。
按年齡和性別進(jìn)行多變量調(diào)整分層分析情況
相較于 GVI 暴露水平最低的四分位數(shù)的參與者，在 18 ~ 45 歲組中，GVI 最高四分位數(shù)的參與者患 MetS 幾率降低了14% (95% CI: 6–22%)，在 46 ~ 60歲組中，GVI 最高四分位數(shù)的參與者患 MetS 幾率降低了15% (95% CI: 6–24%)。
在針對性別的分析中，男性數(shù)據(jù)顯示，較高的 GVI 暴露水平與較低的 MetS 患病幾率顯著相關(guān)。女性方面則無顯著的關(guān)聯(lián)。
GVI 和 MetS 組分患病風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)聯(lián)
課題組在調(diào)整所有復(fù)雜的因素后發(fā)現(xiàn)，較高的 GVI 暴露水平與較低的高血壓、低高密度脂蛋白血癥、肥胖和糖尿病的患病風(fēng)險(xiǎn)顯著相關(guān)，GVI 暴露水平處于最高四分位數(shù)的參與者相較于處于最低四分位數(shù)的參與者，患上述疾病的風(fēng)險(xiǎn)分別降低了 20% (95% CI: 13–25%)、14% (95% CI: 9–19%)、12% (95% CI: 7–17%) 和 10% (95% CI: 3–17%)。
基于場景分析的 GVI 變化對 MetS 的影響
基于以上發(fā)現(xiàn)的 GVI 和 MetS 之間存在的線性關(guān)聯(lián)，課題組還進(jìn)行了場景分析，探討不同 GVI 情況下成年人患 MetS 的風(fēng)險(xiǎn)。
以平均 GVI 為參考，隨著 GVI 分別增長 10%、20%和 30% 時(shí)，成年人 MetS 患病風(fēng)險(xiǎn)幾率分別可以降低 4% (95 % CI: 3–6%)，9% (95% CI: 6–11%) 和 20% (95% CI: 15–26%)。當(dāng) GVI 分別降低 10%、20% 和 50% 時(shí)，成年人 Mets 患病風(fēng)險(xiǎn)幾率將分別增加 5% (95% CI: 3–6%)，10% (95% CI: 7–13%) 和 26% (95% CI: 17–35%)。
另外，在額外調(diào)整社會經(jīng)濟(jì)地位和 NDVI 后，研究人員發(fā)現(xiàn)，結(jié)果與主要分析的結(jié)果一致。這表明了課題組對 GVI 和 MetS 之間關(guān)聯(lián)的研究結(jié)果是穩(wěn)健的。
打造可持續(xù)的「 健康城市」刻不容緩
作為一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的全球流行性健康問題，我們對 MetS 的關(guān)注不能不緊迫起來。當(dāng)前來看，MetS 在全球范圍的發(fā)病率估計(jì)已達(dá)到 25.4%，而在中國，MetS 的發(fā)病率還要更高，截止 2017 年已經(jīng)達(dá)到 31.1%。這對于我國的醫(yī)療保健系統(tǒng)和社會經(jīng)濟(jì)增長都帶了一定的負(fù)擔(dān)，因此更好地了解和干預(yù)潛在的風(fēng)險(xiǎn)就變得刻不容緩。
而 MetS 的發(fā)病原因多種多樣，這也就意味著預(yù)防和干預(yù) MetS 的方式也是多種多樣的。從個(gè)人角度來看，保持健康的起居、進(jìn)行必要的運(yùn)動、維持合理的膳食等等，都是能夠在一定程度上保證身體健康的行為。但同時(shí)，除了個(gè)體因素之外，通過外部進(jìn)行主動干預(yù)也是至關(guān)重要的手段。
吳息鳳教授課題組的本次研究結(jié)果表明，工作場所附近 15 分鐘生活圈內(nèi)高水平的室外可視綠化水平可能對成年人，尤其是成年男性患 MetS 的風(fēng)險(xiǎn)起到一定程度的預(yù)防作用和保護(hù)作用，這不同于其他針對于 MetS 的預(yù)防措施，此次研究主要強(qiáng)調(diào)了城市建設(shè)環(huán)境對人們身心健康的影響。
事實(shí)上，我國對良好的、健康的生態(tài)環(huán)境建設(shè)一直都十分重視。環(huán)境保護(hù)部在 2013 年發(fā)布的《中國公民環(huán)境與健康素養(yǎng)（試行）》中就強(qiáng)調(diào)了「 良好的環(huán)境是生存的基礎(chǔ)、健康的保障」。而本次研究無疑從醫(yī)學(xué)角度再次為城市建設(shè)提升居民健康水平提供了重要的科學(xué)依據(jù)，也為居民健康開啟了一條基于自然的、普惠的、可持續(xù)解決方案的探索。
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