环境因素是与长期多发性硬化发病率趋势:紫外线B辐射或地磁干扰?

文摘

背景。不足收到紫外线B辐射(紫外线)被认为是女士的主要环境风险因素(RF)在维生素D缺乏的假设。然而,地磁扰动(GMD)也被建议作为一个潜在的触发女士在GMD假说。本研究的目的是调查这些提到的射频与长期ultradecadal MS发生率。方法。系统的搜索后,长期发病率联合王国(英国)的报道,丹麦、泰赛德区县Nordland县,奥克尼和设得兰群岛被选为这个回顾性时间序列研究。可能领先-落后MS发生率之间的关系,GMD,紫外线被互相关分析评估。结果。GMD之间显著正相关性和MS发病率在泰赛德区县(2年的滞后:= 0.38)、丹麦(相关峰值滞后两年:= 0.53)和英国(在1年的滞后:= 0.50)。我们发现收到紫外线和MS发生率之间的正相关关系在Nordland滞后1年(= 0.49)。结论。本研究发现重大积极变化之间的相关性在GMD改变长期发病率女士在三的六个研究地点和支持GMD假说。观察到显著的相关性女士和紫外线是正的;因此不支持紫外线有关维生素D缺乏的假设。

1。介绍

多发性硬化(MS)是最常见的禁用神经障碍的年轻人。双胞胎的遗传研究表明,基因的作用是女士最大30%,敏感性的因素,考虑到特殊女士的流行病学特征,仍然扮演的角色是一个或多个nongenetic,环境触发器。的实际自然环境风险因子(s)的女士仍然是争论的主题。近年来,大多数研究人员专注于女士维生素D缺乏这种疾病的潜在危险因素。基本上,维生素D缺乏假说(VDH)结果从女士的流行病学特点,尤其是其著名的患病率和纬向梯度的影响月出生的。虽然我们知道气候和温度不是女士的风险因素,逻辑看来,生物医学研究人员假设唯一保持环境因素,明显与纬度和季节变化,能够导致一个已知的生物效应,是接收到的太阳紫外辐射(UV)。然而,被认为是必要的,还有另一个女士日地相关现象描述流行病学特点和在这方面尚未深入研究。

地球的磁场是一项基本自然产生地球外核的发电机。所有生命活在这个领域从出生到死亡,和许多物种,用它来导航和移民。有证据表明,这个领域的变化会影响生物系统(1]。这个领域的存在是至关重要的拯救大气层和地球上的生命从危险的太阳风粒子和宇宙辐射。在地磁场偏转太阳风粒子,密度的变化和太阳风的速度与磁层交互,导致临时改变的字段是可以衡量的地球表面(2]。这种现象被称为地磁扰动(GMD)或地磁活动。

越来越多的证据表明,GMD影响人类健康。GMD和心肌梗死的风险增加之间的关联,自杀,和中风已报告,之前3- - - - - -7]。尽管主要由一些研究者建议在过去几十年(8,9),我们发现这个问题作为一个可能的环境危险因素女士一直被忽视,并没有设计综合假说来解释潜在的GMD和女士之间的关系。

研究GMD的物理学和女士的流行病学,与此同时,我们注意到的潜在能力基于GMD的假设来描述流行病学特点因此,女士我们陷害全面GMD的假设来描述女士流行病学特征。GMD的基本核心的假设是“脆弱个体基于遗传的易感细胞反应磁场改变会遭受攻击女士在地理位置和时间,GMD匹配自适应的敏感性细胞免疫和/或他们的血脑屏障,只要持续足够长的时间来刺激这些系统的各种元素来增强免疫细胞进入中枢神经系统,激活没有costimulatory信号的存在”(10,11]。

GMD假说已经被广泛的生态研究发现测试是否能描述女士流行分布(10]。结果指出,GMD假说可以解释MS患病率分布比VDH更好。我们发现地磁的角距离60度纬度(GML60)可以描述患病率明显好于女士的角距离赤道(即。、地理纬度)VDH的基本元素。我们还详细讨论了如何GMD假说也可以提供关于移民的影响,解释MS患病率逐渐衰减梯度的原因,出生时间的影响,和MS发病率和流行的历史变化10,18]。

此外,我们测试可能gmd协会和长期发病率女士回顾最近的时间序列研究报告的发病率在德黑兰与西方女士希腊在23日太阳周期(1996 - 2008)。我们发现gmd之间显著的相关性和MS发病率在这两个位置的改变19]。然而时间序列研究支持的能力GMD假说描述MS发病率变化,它的主要限制是伊朗和希腊没有完美的女士长期注册,而且,更重要的是,它没有被调查是否VDH女士也可以解释他们的改变。因此,我们打算做一个类似的研究报道长期发病率女士的高纬度地区,尤其是来自的国家更好的注册中心和接近GML60女士。此外,我们试图提供必要的紫外线数据比较GMD假说和VDH在这方面,尽可能。

2。方法和材料

我们的目的是进行回顾性高纬度地区的长期MS发病率数据时间序列分析欧洲国家(GML60附近)测试的存在可能与gmd MS发病率之间的联系,改变了当地的紫外线。进行这项研究,我们需要三套数据包括长期MS发病率数据,长期GMD数据和长期本地收到紫外线数据。

2.1。女士长期发病率数据

我们工作2015发表在医学文献检索关键词“多发性硬化症”和“发病”如下:”(((多发性硬化[标题])和发病率[标题]))国家的名字”而不是国家的名字,GML60附近国家的名称,包括芬兰,挪威,瑞典,丹麦,荷兰,英国和其北部地区包括苏格兰和北爱尔兰。搜索结果是评估发现研究年度报告发病率(新病例)或发病率的女士连续至少20年。研究与低分辨率的数据,只是报道时期发病率从列表中被省略了。除了PubMed搜索,女士流行病学研究的作者的档案也被用于此目的。

基于这一搜索策略,六发表报告包括长期发病率报告的英国17)、丹麦(16),泰赛德区县(苏格兰)(14),Nordland县(挪威)15),奥克尼群岛(12),设得兰群岛(苏格兰)13本研究选择了。图1显示了研究区域的地理位置及其GML60距离。图2说明了数据的覆盖率报告。

除了Nordland的报告,其他研究已经说明发病率数据形式的数据。因此,我们提取并计算总女士(两性)发病率的数据。Nordland和奥克尼群岛的报道,研究人员描述了年度发病率新病例的数量,但发病率报道时间。在这些情况下,通过使用他们的报告每个时期的地区人口和年度内新病例,我们估计每年的发病率和使用这些估计的分析。

2.2。GMD数据

十三个天文台在两个半球记录每3个小时地磁场水平分量的变化。记录这些变化被称为基于对数刻度指数。的算术平均值值比例在13个天文台 。的线性等价是索引。指数是一个每日平均的行星GMD基于指数从一组特定的数据,通常是作为最重要的GMD指数在空间气象的研究。我们使用指数作为主要GMD指数在这个研究。提取数据从戈达德太空飞行中心的全方位数据集通过OMNIWeb [20.),从地磁指数的国家地球物理数据中心数据库21]。

2.3。紫外线数据

我们使用两个来源获取当地长期紫外线数据:促进紫外线记录和726项目成本数据。推广是一个长期multisensorial紫外线记录(22]。这个项目包括计算地面接收紫外线数据约100网站从1983年到2007年。促进项目的优势是它提供了获得光谱的数据前维生素D₃在人类皮肤(即。,vitamin D weighted daily dose).

行动726项目成本是一个数据库,包括长期变化和气候学的紫外线辐射在欧洲(23]。它提供了基于光谱数据接收的紫外线对紫外线诱导人类皮肤红斑(即。,erythemally加权日常紫外线剂量)。耗资726的优点是,它不是特定站点并返回的数据感兴趣的地区根据其纬度和经度与1°×1°的决议。覆盖超过促进,包括每日收到紫外线数据从1958年到2001年。然而,它的数据超过61°纬度位置包含重要数据丢失。因此,对于Nordland(位于纬度67°),由于726年成本的重要数据丢失,我们使用最近的推广网站(Alomar,位于69°纬度)作为当地长期受到紫外线的最近的估计数据。

因为英国和丹麦的报告包括大面积的MS发病率数据(全国),我们使用多个站点的紫外线记录在这些国家和计算其平均收到紫外线的利益作为整个国家的估计收到紫外线。

2.4。统计分析

可能领先-落后提到的变量之间的关系进行评估通过互相关分析(24,25)之间的滞后0和5年。因此,我们进行了相关的分析 在哪里感兴趣的是该地区发病率女士,每年的平均吗或紫外线,时间(年),滞后(0 - 5年)。

默认情况下,互相关函数(CCF)计算皮尔逊相关系数()确定滞后;然而,特性感兴趣的数据需要分析的非参数方法。因此,我们排在所有变量从最小到最大,然后进行互相关分析排名变量数据实现非参数互关联系数结果。然而分析排名数据;作为原始数据似乎不稳定,消除长期趋势是对排名数据在互相关分析的自然对数变换。使用SPSS 16.0统计分析是由(美国SPSS Inc .,芝加哥,IL)。我们认为互相关的结果重要当CCF的价值在CCF的95%置信区间估计滞后时间。

3所示。结果

3.1。奥克尼群岛

3.1.1。GMD

图3情节相关系数()之间的奥克尼的报告发病率女士(1941 - 82)。我们并没有发现显著相关性GMD MS发病率在滞后的0到5年在这个区域(图3)。

3.1.2。紫外线

这个地区紫外线数据提取成本726,覆盖1958年之后。我们没有发现显著相关性收到紫外线(1958 - 82)与MS发病率(1958 - 82)的滞后0到5年在这个区域(图3)。

3.2。设得兰群岛

互相关分析与女士发病率(1938 - 1985)相关性不显著的滞后0到5年。此外,我们没有找到一个收到紫外线数据之间显著相关(1958 - 1985)和MS发病率(1958 - 1985)在这个区域(图4)。

3.3。泰赛德区区域

3.3.1。GMD

互相关分析显示显著地相关性和泰赛德区MS发病率(1970 - 1999)的滞后2年(= 0.38 )(图5)。

3.3.2。紫外线

我们没有发现显著相关性当地收到紫外线(1965 - 1999)和该地区的发病率女士(1970 - 1999)在0到5年(图的滞后5)。

3.4。Nordland县

之间不存在显著相关和女士估计发病率(1970 - 2009)在0到5年的滞后。相比之下,我们发现了一个显著地相关性女士收到紫外线(1983 - 2007),估计发病率Nordland(1983 - 2007)的滞后1年(= 0.49 )(图6)。

3.5。丹麦

3.5.1。GMD

我们的cross-correlational分析的结果显示显著地相关性在丹麦和MS发病率(1950 - 1989)在1 - 4年的滞后最大滞后的正相关2年(= 0.53, )(图7)。

3.5.2。紫外线

如前所述在方法部分,我们计算了收到年度紫外线丹麦的平均接收到的紫外线在北部的三个地方,东部和中部地区在1958 - 1989。我们没有发现显著相关性收到紫外线和MS发生率0到5年(图的滞后7)。

3.6。英国

3.6.1。GMD

之间存在显著的正相关指数和发病率的英国女士(1990 - 2010)的滞后1年(= 0.50, )(图8)。

操作。紫外线

年度收到紫外线在英国被平均计算接收到的紫外线数据Snowdown阅读,Lerwick, Kinloss促进数据源。之间没有显著相关性被发现受到紫外线和发病率的英国女士(1990 - 2010)(图8)。

4所示。讨论

GMD和接收到的紫外线都日地相关现象。在太阳11年周期里,太阳磁场活动和光度变化(26]。太阳磁场活动和太阳风的变化是非常重要的在周期从太阳能最小到最大。日冕物质抛射,增长主要来自活跃的太阳黑子等地区不改变整体太阳光度持续,但大量的磁性粒子所释放的能引起显著的gmd或引人注目地磁暴地球上几个小时或几天。因此,gmd显著变化的频率和严重程度(2]。相比之下,太阳紫外线辐射通过改变周期非常温和,不到2% (27]。

另一方面,地球经历gmd和接收紫外线的影响也是显著的。收到了紫外线的量密切受到大气层的厚度的影响,气候,云厚度、季节和角距离赤道。因此,在一个简单的观点,从赤道向两极移动(向更高的地理纬度),接收到的紫外线不断减少。

相比之下,有经验的GMD的数量主要取决于在地磁纬度位置和空间气象。在轻度至中度地磁活动,高纬度地区的地磁亚暴的经验。越接近极光椭圆,gmd的更多的经验。另一方面,磁暴期间,整个地球将经历显著的gmd,即使在地磁赤道(28]。本研究发现重大积极变化之间的相关性在gmd (指数)与长期发病率在三个女士的六个研究地点。这个结果与之前的研究一致在中纬度地区的两个地点在希腊和伊朗(19)和符合GMD假说的关键概念和它的基本核心,在介绍中提到的。

根据结果,gmd的滞后之间的变化和改变MS发生率变化主要从1到2年。滞后时间越长被认为涉及旧数据的领域。之前我们已经讨论过的,这些落后并不一定代表之间的确切的时间延迟触发和结果19]。因为女士的特殊性质,许多神经病变由于这种疾病活动可能发生在临床沉默的大脑区域。因此,可能会有一个显著的延迟疾病的真正的起始和表示之间的第一个临床表现导致诊断评估,确认诊断和记录作为一个新的疾病的发病率。MS诊断标准的变化也产生重要影响。Grytten等人最近审查的效果改善MRI的诊断标准及处理出现的时间趋势女士50年来发病率在挪威,发现疾病发作的诊断确认的时间从10年的平均时间减少到少于1年到2003年(29日]。类似的模式中可以看到我们的结果之间有变化滞后gmd发病率女士和改变。我们认为这是一种间接的线索,发现滞后不只是偶然发现。

我们并没有发现GMD和MS发病率之间的显著相关性在奥克尼群岛,设得兰群岛,Nordland。这个问题可能与女士注册中心的规范在这些位置低人口或表明多因子的机制以及gmd不能唯一的环境因素可能导致这种疾病。

Nordland是唯一的位置显示收到了紫外线和MS发病率之间的显著相关性。然而,这种相关性是“积极的”,意味着更高的接受紫外线是紧随其后的是MS发生率的增加。这一发现与VDH的概念。

5。支持证据

因为GMD假说女士是一个新生的概念,罕见的在这个领域工作已经完成。最近,做了一个有趣的工作由Papathanasopoulos等人gmd和患者之间的关系招生由于袭击[女士30.]。他们研究的区域我们之前报道其发病率与GMD女士(11]。其结果证实这种关系在个体水平,攻击。他们揭示了一个更精确的和gmd女士之间的时间差。结果指出,一个重要GMD后不久,病人女士招生显著增加(30.]。

在加拿大,在一个附近GML60,简森等人已经测试了出生时的影响基于GMD女士风险假说表明,出生在年GMD与较高的成年女士的风险更高(31日]。他们还发现,暴露在GMD在生命的第一个十年的累积效应的风险获得女士在成年。最近观察到类似的结果由Samoylova等人在俄罗斯32]。

另一个间接支持GMD假设来自最近的一项研究翼等。他们的研究的主题是可能的太阳和地磁指数和疾病炎症之间的关系。他们分析了5年的数据类风湿性关节炎(RA),发现一个重要的类风湿性关节炎的发病率之间的关系与GMD [33]。GMD翼等人不仅显示之间的关系和RA还讨论了类风湿性关节炎患病率分布与地磁纬度有关。全基因组关联研究表明RA和女士有共同的遗传因素34]。这两种疾病复发缓和自然,环境因素的影响在他们的出现很明显。因此,我们认为翼等人的研究是间接证据支持我们的女士GMD假说。

6。限制

尽管我们庞大的研究找到最好的长期紫外线数据中每一个研究地点学习时期,紫外线的覆盖率数据,我们发现小于GMD的覆盖率数据在这个研究。虽然,它应该被认为紫外线数据更准确,因为这些都是测量的结果感兴趣的区域,但GMD GMD活动的数据是一个全球性的索引,和研究的确切GMD改变位置目前还不清楚。这些问题时应考虑这两个假设之间的比较结果。

另本研究的局限性是生态问题推理谬误。生态研究中观察到的相关性并不意味着必然存在这样的关系在个体水平。为了解决这个问题,研究高分辨率的MS发病率数据是必要的。目前,正如前面提到的,至少在之前研究的地点之一,这种相关性是证实了在个体层面11,30.]。

最后,显著相关性的存在,甚至在个别病人级别,并不能保证一个因果关系的存在。的底层机制GMD对中枢神经系统和免疫系统的影响还不清楚;然而,我们已经讨论了在其他地方(最可能的机制18]。在这方面还需要进一步的研究来阐明这种关系的可能的潜在机制。

7所示。结论

我们所知,这是第一个研究,比较了日地可能的相关因素(收到紫外线对GMD)与长期改变的发生率在不同的位置。这项研究支持GMD假说和显示,它可以更有效地描述MS发生率的长期变化比当前假设的紫外线和维生素D,它并不意味着我们应该忽视发现维生素D对免疫系统的影响,但表明,是另一个潜在的环境因素可能引发这种疾病中发挥更重要的作用。一、二十年前,我们不知道维生素d的免疫调节作用由于巨大的研究和尝试VDH的提议后,发现许多这些方面。现在,这项研究的结果和其背后的假设应该被视为进一步研究的主题,不仅在女士,而且环境因素研究的其他领域的类似的免疫介导的疾病。

信息披露

MS发生率的数据来自公开发表的作品,因此可用。GMD和紫外线数据也获得公开可用的资源。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项研究被授予Golestan大学神经科学研究中心的医学科学。作者想表达他们的感谢博士Nooshin Kiarashi语言对她的帮助编辑和Kian Torab先生为他的继续的支持。

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