Global, regional and national cardiovascularmortality costs associated with non-optimaltemperatures over two decades (2000-2021)

一、一段话总结

该研究于 2000-2021 年间从全球、区域及国家层面，探究与非最佳温度（寒冷和炎热）相关的心血管疾病（CVD）死亡经济成本。研究基于全球疾病负担研究（GBD）2021 数据，采用年龄调整和年龄不变的统计生命价值（VSL）两种方法估算成本，通过多元线性回归（MLR）分析气候、社会经济及人口学驱动因素，结合 Mann-Kendall 趋势检验、Sen 斜率估计分析成本时间变化，并通过蒙特卡洛模拟进行不确定性分析。结果显示，全球非最佳温度相关 CVD 死亡成本 20 年间增长 51%，寒冷温度是主要贡献者，高收入地区成本最高但呈下降趋势，东南亚、东亚及大洋洲成本增幅最大（673.5%），中国成本增长 752%（2021 年近 2300 亿美元）；年龄标准化 CVD 死亡率、65 岁以上人口占比、人均 GDP 及温度变化是核心驱动因素。研究最终强调，需将健康纳入气候政策，针对高负担地区及老龄化人群制定冷热适应策略，以缓解经济与健康双重负担。

二、文献介绍

三、研究背景

1. 非最佳温度的健康威胁：政府间气候变化专门委员会（IPCC）指出，非最佳温度（高于或低于 "最低死亡风险暴露水平" 的温度）是全球公共卫生的重要威胁，可显著增加发病率和死亡率，且近年在死亡风险因素中的关注度持续上升。

1. CVD 的高疾病负担：心血管疾病（CVD）是全球首要死因，死亡人数从 1980 年的 1102 万增至 2021 年的 1940 万；其负担加重不仅源于高血压等传统风险因素，还与空气 / 噪音污染、非最佳温度等新兴因素相关，已有流行病学研究证实非最佳温度会显著提升 CVD 发病风险，全球每年因非最佳温度导致的死亡达 170-500 万。

1. 研究缺口：以往研究多聚焦非最佳温度的直接健康影响（如死亡率、生理机制），或仅在单一国家 / 区域层面评估经济成本（如美国、中国、澳大利亚等），缺乏全球尺度下非最佳温度相关 CVD 死亡成本的综合评估；而此类全球评估对制定循证气候健康策略、分配国际资源、提升卫生系统韧性至关重要，故本研究旨在填补该缺口。

四、数据来源

研究数据主要来自三大类，覆盖 "疾病负担 - 成本估值 - 驱动因素" 全链条：

1. 温度相关 CVD 死亡数据：源自全球疾病负担研究（GBD）2021，包含三类指标（非最佳、寒冷、炎热温度相关 CVD 死亡），定义 "非最佳温度" 为偏离 "最低死亡风险暴露水平" 的区域特异性日温；通过 "meta 回归计算日温对死亡率的影响→比较风险评估框架量化疾病负担→全球温度网格数据外推至国家层面" 的两步法，获得国家级 CVD 死亡负担（含缺血性心脏病、高血压性心脏病、中风）。

1. 统计生命价值（VSL）数据：基础数据来自 Yin 等人 2021 年研究，按 2021 年购买力平价（PPP）美元更新，包含两种估值方法：

• 年龄不变 VSL：采用 "收益转移法" 计算，以经合组织（OECD）国家 VSL（354 万美元）为基准，结合各国人均 GDP 与 OECD 人均 GDP 的比值、收入弹性（中低收入国家 1.2，高收入国家 0.8）估算。

• 年龄调整 VSL：在年龄不变 VSL 基础上，通过 "年龄特异性预期寿命比（LER）" 和 "年龄特异性财富权重（WW）" 进一步调整（公式：Age-VSLc,a = VSLc × LERage × WWc,a）。

1. 驱动因素数据：

• 人口与健康指标（年龄标准化 CVD 死亡率、总人口、65 岁以上人口占比）：源自健康指标与评估研究所（IHME）。

• 气候指标（月均最冷 / 最热温度、平均地表温度、温度异常）：源自 Our World in Data。

• 社会经济指标（人均 GDP、基尼系数）：源自世界银行与 Our World in Data（注：21 国缺失 GDP 数据，75 国缺失基尼系数，通过敏感性分析处理）。

五、研究框架及详细技术路线图

（一）研究框架

研究遵循 "数据处理→成本估算→趋势分析→驱动识别→不确定性验证" 的逻辑框架，核心是 "多尺度成本量化 + 多因素驱动解析"，具体分为 5 个模块：

1. 数据预处理：数据清洗、缺失值处理（如基尼系数的敏感性分析）、变量正态性检验（对非正态变量如 GDP、人口规模进行对数转换）。

1. 成本估算模块：基于两种 VSL 方法，计算全球、GBD 7 大超级区域、国家三个尺度的非最佳 / 寒冷 / 炎热温度相关 CVD 死亡成本。

1. 时间趋势模块：采用非参数检验（Mann-Kendall 趋势检验、Sen 斜率估计），分析 2000-2021 年及分时段（2000-2010、2011-2021）的成本变化趋势。

1. 驱动因素模块：通过多元线性回归（MLR），构建非最佳、寒冷、炎热温度相关成本的预测模型，筛选关键驱动因素（控制共线性：VIF<10；变量筛选：backward elimination，P<0.05；模型验证：K 折交叉验证）。

1. 不确定性与敏感性模块：蒙特卡洛模拟（1000 次抽样）计算 95% 置信区间；比较两种 VSL 方法的成本差异，验证结果稳健性。

（二）详细技术路线图

六、研究步骤及结果展示

（一）研究步骤

1. 数据准备：整合三类原始数据，完成正态性检验、变量转换与缺失值处理，确保数据满足后续分析要求。

1. 成本计算：基于两种 VSL 方法，分别计算 2000-2021 年全球、7 个 GBD 超级区域（高收入地区、中东欧及中亚、东南亚东亚及大洋洲等）、各国的非最佳 / 寒冷 / 炎热温度相关 CVD 死亡成本。

1. 趋势分析：对各尺度成本进行 Mann-Kendall 检验和 Sen 斜率估计，判断趋势方向（上升 / 下降）及变化速度，并分时段对比差异。

1. 驱动因素筛选：以 "非最佳 / 寒冷 / 炎热温度相关成本" 为因变量，以 "年龄标准化 CVD 死亡率、人口规模、65 岁占比、人均 GDP、基尼系数、温度" 为自变量构建 MLR 模型，通过共线性检验和变量筛选确定关键驱动因素，并验证模型拟合度。

1. 不确定性验证：通过蒙特卡洛模拟量化成本估算的不确定性，通过两种 VSL 方法的结果对比验证敏感性。

（二）结果展示

1. 全球尺度成本结果

• 总规模与增长：2000-2021 年，非最佳温度相关 CVD 死亡成本（年龄调整 VSL）从 5508 亿美元增至 8332 亿美元，增幅 51.3%；年均增长 124 亿美元。

• 冷热贡献差异：寒冷温度是主要贡献者，成本从 5197 亿美元增至 7455 亿美元（增幅 43.5%，年均增 94 亿美元）；炎热温度成本占比虽低但增长更快，从约 31 亿美元增至 936 亿美元（近三倍，年均增 31 亿美元）。

2. 区域尺度成本结果

• 高收入地区：成本最高（2000 年 3468 亿美元，2021 年 3035 亿美元），但呈下降趋势（年均减 23 亿美元），占全球成本的 36-63%。

• 增长最快区域：东南亚、东亚及大洋洲增幅最大（673.5%，从 310 亿增至 2395 亿美元，年均增 190 亿美元）；其次是南亚（306%，从 106 亿增至 429 亿美元）、北非和中东（93%，从 422 亿增至 814 亿美元）。

• 低负担区域：撒哈拉以南非洲成本最低，与拉丁美洲及加勒比地区合计仅占全球成本的 2.2-2.7%。

3. 国家尺度成本结果

• 前 5 国贡献：2000-2021 年，美国（27226 亿美元）、中国（24465 亿美元）、俄罗斯（17664 亿美元）、日本（8288 亿美元）、德国（7408 亿美元）合计占全球成本的 54-61%。

• 中国增幅显著：中国成本增长 752%，2021 年达近 2300 亿美元；印度 2021 年成本（344 亿美元）超德国，成为第五大高成本国家。

• 下降趋势国家：俄罗斯（年均减 10.065 亿美元）、德国（年均减 5.145 亿美元）、英国（年均减 5.105 亿美元）等 55 国成本下降；中国、印度、沙特阿拉伯等国成本上升（中国年均增 103.474 亿美元）。

4. 人均成本与 GDP 占比结果

• 人均成本：2021 年拉脱维亚（663 美元）、立陶宛（656 美元）、保加利亚（650 美元）人均成本最高；22 年平均人均成本最高的是科威特（714 美元）、拉脱维亚（585 美元）。

• GDP 占比：2021 年图瓦卢、保加利亚成本占 GDP 超 2%；22 年平均占比最高的是图瓦卢（3.2%）、保加利亚（2.3%）、拉脱维亚（2.3%）；前 5 国（除俄罗斯）占比均低于 1.1%（中国 0.56-0.83%，美国 0.55-0.84%）。

5. 年龄分组结果

• 65 岁以上人群是成本主要承担者：2021 年按年龄调整 VSL 计算占比 63%，按年龄不变 VSL 计算占比 83%；50 岁以下人群仅占 8%（年龄调整 VSL）。

6. 驱动因素结果（MLR 模型）

• 核心驱动因素：年龄标准化 CVD 死亡率、65 岁以上人口占比、总人口规模、人均 GDP、温度（最冷 / 最热月）、基尼系数（表 1）。

• 死亡率：每增加 1 例 / 10 万人，非最佳温度成本增 0.21%，寒冷温度成本增 0.34%。

• 人口结构：65 岁占比增 1%，非最佳温度成本增 0.42%；人口规模增 1%，非最佳温度成本增 1.22%。

• 经济因素：人均 GDP 增 1%，非最佳温度成本增 1.33%，寒冷成本增 1.48%，炎热成本增 1.54%；基尼系数增 1 单位，寒冷成本增 4.5%。

• 温度因素：最冷月降 1℃，非最佳成本增 9.6%、寒冷成本增 7.9%；最热月升 1℃，非最佳成本增 11%、炎热成本增 37%。

• 模型拟合度：非最佳温度模型 R²=0.94，寒冷温度模型 R²=0.95，炎热温度模型 R²=0.85，拟合效果优异。

7. 敏感性结果

• 年龄不变 VSL 估算的成本显著高于年龄调整 VSL：2021 年全球非最佳温度成本，年龄不变 VSL 为 18519 亿美元，是年龄调整 VSL（8332 亿美元）的 2.2 倍。

七、研究结论

1. 经济负担显著上升：2000-2021 年，全球与非最佳温度相关的 CVD 死亡经济负担增长超 50%，寒冷温度仍是主要驱动因素，但炎热温度的成本占比从 10% 升至 17%，需同时关注冷热风险。

1. 区域与国家差异显著：高收入地区成本最高但呈下降趋势，东南亚、东亚及大洋洲等地区成本激增（超 670%）；中国、印度等新兴经济体成本增幅显著，前 5 国承担超 60% 全球成本，需针对性制定区域政策。

1. 关键驱动因素明确：年龄标准化 CVD 死亡率、65 岁以上人口占比（老龄化）、人均 GDP、温度变化及收入不平等（基尼系数）是成本核心驱动因素，老龄化与低收入地区的温度敏感性更高。

1. 政策建议核心：需将健康纳入气候政策，加强 "冷热双适应"（如完善极端天气预警、提升医疗系统韧性、改善住房隔热 / 供暖）；优先支持高负担地区（如东南亚）与老龄化人群；通过减少收入不平等、提升低收入群体资源可及性（如空调 / 供暖），推进健康公平。

1. 研究局限性：依赖 GBD 数据可能低估低收入地区局部差异；VSL 估算采用收益转移法，可能存在偏差；未纳入现有适应措施（如降温设施）的影响，未来需结合本地化数据深化研究。