【原】与气候相关的尿石症患病率的上升（美国）

医学镜界 2020-09-03

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全球变暖的一个意想不到的结果是现今美国东南部肾结石发展区域可能向北扩展。美国生活在“肾结石带”高危区域的人口，其结石的发病率将从2000年的40 %，到 2050年的56%以及2095年70%。基于中间严重变暖的气候模型预测（sresa1b）表明，到2050年将会新增160-220万例与气候相关的肾结石患者，在一些气候区，代表30%的增长率。全国范围内，肾结石相关的治疗成本每年将会增加9-13亿美元，25%的增长率超过了经常性支出。这些变化的影响将在地理上集中，依靠温度和结石风险间的准确关系。在某个阈值温度，肾结石风险可能会突然增加（非线性模型），或随着温度的变化稳步增长（线性模型）。到2050年线性模型预测，肾结石比例增加主要集中在加利福尼亚、德克萨斯、佛罗里达州和东部沿海地区；非线性模型预测了从堪萨斯到肯塔基和加利福尼亚北部的一个地理带，即临界等温线的南部。

肾结石，是人类常见的一种苦难，在美国伴随终身患病率为男性12%，女性7%。肾结石形成是由于环境和/或新诚代谢因素。低尿量，一个重要的环境因素，反映低摄入液体量或过量液体丢失，通过增加结石盐的浓度，会直接提高结石形成的风险。

在美国结石病具有显著的地理变异；一些研究已发现东南部结石病发病率比西北部高达50%。由于流体状态和尿量的影响，平均温度（MAT）估计已经占这种变异的70%以上（东南部气温比平均气温高8摄氏度），而其他的危险因素如年龄、性别、种族、利尿剂的使用，和阳光指数解释其他因素。

在结石病除了在区域变化外，越来越多的证据显示，西方社会结石病的整体发病率正在上升。据报道，在1976 - 1980年和1988 - 1994年之间，结石患病率从3.6增加到5.2%。有趣的是,在这两个时期,美国平均气温上升了0.5°C，显示一个潜在的但未经证实的气温上升与增加肾结石患病率之间相关性。

结石患病率的短暂变化，可以在沙漠军事部署和季节周期间看到，也可以通过温度变化来解释。这些气候变化的生理反应时间通常是迅速的;在一项研究中，结石发病的高峰时间发生在军事部署到炎热干旱气候的90天之后。

本世纪全球变暖的预测表明，在美国的大部分地区，MAT将会显著上升。因此，目前的“肾结石带”(目前主要由东南地区组成)扩大了北部和西部，以应对气候变暖，因此，肾结石的患病率可能会增加。我们假设气候变化的预测将导致肾结石疾病和与结石相关的医疗费用增加。这项工作评估了预测到2050年美国肾结石患病率和成本增加的空间分布，以及全球气候的预测，其中包括肾结石的温度依赖性和成本。由于肾结石的形成是对环境变化的响应，所以我们限制了本研究是针对上尿路结石，而下尿路(膀胱)结石则被认为是温度无关的，而不是由于感染、阻塞等因素而形成的。我们还限制了我们对未来50年的定量预测，因为人口结构、内部迁移和饮食的不可预测的变化可能在较长时期内主导气候影响。

讨论

基于这两种结石风险温度依赖性的模型，气候相关增加结石患病率在全国内的影响是显著的(表1，右列)。我们预测在全国范围内增加肾结石的患病率为10.4%(线性模型)和7%(非线性)及每年增加25%的肾结石花费成本（与2000年53亿美元相比），其中约三分之二是来自全球变暖的后果及其余因为人口的突然增长，主要集中在美国高消费区域(表2)。这些变化在某些程度上比预计的直接气候变化对人类健康的影响大，如增加热带地区的疟疾等虫媒疾病。

根据已建立的肾结石平均气温的依赖，以及长期气候变暖的预测，在全球范围内，肾结石患病率与气候有关的变化是可以预料的。这一现象将主要表现为在美国南部地区扩大公认的肾结石带，欧洲和亚洲。尽管对结石疾病温度依赖的精确理解还有待建立，但与已发表的非线性关系报告一致表明，美国中西部地区将受到最严重的影响。例如，预计到2050年，在非线性模式下，堪萨斯州、密苏里州、马里兰州和肯塔基州结石的患病率将维持25%的增长。在这里开发的线性模型揭示了结石患病率更加均匀的分布，但是病例数和每年增加的费用将集中在气候温暖、人口密集的州，如加利福尼亚和德克萨斯州，到2050年，每年将实现每年增加1亿1千万美元的费用。

这项工作使用的数据主要是为了其他目的而开发的，因此我们的结果受到许多限制。也许最重要的是，环境温度和石头风险之间的精确关系仍然是未知的，主要是因为过去对结石疾病的管理没有重视。很明显，随着长期气温变化的可能性，这一重要性已经大大提高，而且这个问题值得认真研究。在这里讨论的两种模型中，我们倾向于线性模型，因为退伍军人事务(VA)对结石患病率数据的估计，是基于真实从门诊结石患者收集的，而不是根据对结石的自述史的调查得出的。尽管在“热”季节，个体可能会减少其对环境的暴露，从而降低了非线性模型提示的高温环境下的结石风险，但在“冷”季节里，可能会对结石风险有补偿性增加。更准确的模型将需要基于气候对肾结石的空间和时间变化进行详细分析，而不是以人口为基础的分类。鉴于肾结石对气候变化的可能机制(例如:流体平衡)，派生的气候变量，如年平均热应力（表观温度，类似于热指数）可以提供更好的相关性。例如，线性模型定义的2000年高风险分布(图3)似乎高估了西南地区目前的风险。在美国，热应力从东向西脱落，而且它的分布更接近已知的结石带。

从政府间气候变化专门委员会(IPCC4)第四次气候评估获得的气候模型中存在相当大的不确定性。我们考虑了《排放方案特别报告》(SRES)中定义的中间变暖方案(A1B)。例如,一组美国贡献这个模型是并行国家大气研究中心的气候模型(NCAR-PCM)，预测额外程度的变暖,到2050年平均气温升高4摄氏度。更严重的变暖场景，例如，SRESa2，预计2050年之后会有更大程度的变暖。鉴于全球变暖的程度，到2050年全国范围内增加的结石患病率将达到15 - 20%，每年的治疗费用将增加到40%。伴随这种非线性模型，在美国一些中西部地区，如芝加哥，气候变暖将会导致结石患病率和成本增加40 - 50%。

我们承认在这项工作中有额外的限制。温度依赖性模型假定对目前的结石患病率有准确的理解；然而，由于种种原因，这些数据是有问题的。不像目前已被诊断出来的疾病，如阑尾炎，结石性疾病是间歇性发生的，而且并不总是很明显。许多患者没有被诊断出来或无症状结石，而另一些患者则需要重复的住院治疗。而几乎所有阑尾炎患者来就医,可以在医院出院和病理报告证实,结石疾病患者可能会或可能不会来就医,因此这些结石患者就没诊断出来，并且以后就可能因相同或不同结石疾病重复使用卫生保健资源。因此，真正的结石患病率很难确定，而且可能经常被低估，但有时也会被高估。根据趋势预测，在这里假设的结石疾病的基线患病率反映了最新公布的数据，但现在可能高达35%。对于线性模型，这将会使肾结石患病率和成本增加一个匹配百分比。

当使用国家和区域数据库时，使用多种替代标记来估计结石的流行程度，包括医院住院费用、医生办公室的探访、急诊室的探访、或与结石病的主要诊断有关的程序，或自诉的结石病史。所有这些标记都受妥协，他们可能低估了结石疾病的患病率，因为患者可能排除过一块结石而不需要任何医疗资源，或因为患者可能自诉结石病史根据未经证实的症状，或不报告的结石病史，因为从未收集结石尽管有典型肾绞痛的症状。

利用VA数据衍生的线性模型，患病率是从住院病人和门诊病人访问得到，在特定的时间内，提供了一个人口医疗资源利用的准确估计；但是，因为数据没有通过使用独特的标识符获得，所有的患者，不仅特殊的患者，均被纳入，从而可能高估了患病率。然而，由于这个数据库依赖于资源的利用，那些在没有获得卫生保健系统的情况下排出结石的患者并没有被纳入，这可能导致低估了患病率。

这些系统误差在确定结石风险的区域差异时，会影响到整个人群，不应影响到计算出的相对区域的结石疾病风险。然而，由于卫生保健费用的增加取决于对疾病负担的准确估计，因此，在结石患病率方面的误差可能会严重影响经济结果的估计。在未来，我们计划使用其他国家数据库，使用基于人群的结石患病率的估计（即自诉结石病史）或使用理赔资料为一个更大、更具有包容性的抽样人口，提供当前和未来结石患病率更准确的估计。

最后，本篇分析没有考虑到对肾结石患者的护理上可能发生的潜在变化，这可能会导致对将来这些病人的护理费用上显著和意想不到的变化。尽管技术上的巨大变化是可能的，但对成本影响最小的小变化更有可能发生。医疗保健相关费用的增长速度超过了通货膨胀。大多数清除结石的手术方法(输尿管镜和冲击波碎石术)都是微创性的，而且已经在门诊进行了。此外，新一代的冲击波碎石花费较多，比20年前引入的多尼尔- 3(Dornier hm - 3)的原始碎石机碎石效率慢。虽然药物已被证明可以降低结石复发的风险，但由于高成本、频繁的副作用和较差的患者依从性，目前并没有广泛使用。此外，由于首次结石形成患者的年复发率低和目前药物治疗的高费用，对预防结石的药物的成本效益提出了质疑。尽管复发性结石药物治疗有潜在的治疗效果，但目前的药物治疗费用仍较高，即使存在疗效。有可能开发出新的药物，比现有的药物更有效或成本更低，而且这种变化可能会影响整体成本，包括增加药物使用和减少医疗资源的利用率。不幸的是，在过去的几十年里，没有新的药物进入市场进行预防结石，因此这在不久的将来不太可能对成本产生重大影响。总的来说，对医疗保健费用的未来估计是有限的，因为我们无法预测医疗保健和医疗服务的未来变化。

不管这些局限性如何，美国肾结石患病率的增加与气候相关性的增加似乎是有可能的，而且对结石病变化的影响将是不均匀分布的。这里使用的肾结石反应模型表明，影响将集中在美国南部的一半(线性模型)或中上西部(非线性模型)。这些变化可能会引起重大的结石干预措施，在卫生保健和经济方面都有相当的压力。尽管没有很好的特征，世界范围内的结石患病率也将受到类似的影响，对发展中国家的发病率有更大的影响。气候变化与人类健康之间的直接联系，又一次挑战了本世纪适应气候变化的任务。