課題名

B-10 温暖化による健康影響と環境変化による社会の脆弱性の予測と適応によるリスク低減化に関する研究

課題代表者名

安藤 (富山国際大学地域学部人間環境系)

研究期間

平成11−13年度

合計予算額

97,386千円 (うち13年度  25,570千円)

研究体制

(1)温暖化による健康影響と社会適応に向けた総合的リスク評価に関する研究

 (富山国際大学、独立行政法人国立環境研究所、大阪大学、産業医科大学、京都女子大学、松本歯科大学、山梨県環境科学研究所、日本農村医学研究所、海外研究協力機関-中国環境衛生q生工程研究所、武漢職業病防治院)

(2)気候変化による水環境変化に由来する健康影響の評価とリスク予防に関する研究

   (厚生労働省国立感染症研究所、厚生労働省国立健康・栄養研究所、産業医科大学、東京慈恵会医科大学、長崎大学、東京大学大学院、山梨県環境科学研究所)

(3)温暖化による動物媒介性感染症の増加と効果的予防対策に関する研究

 (独立行政法人国立環境研究所)

(4)ライフスタイルから見た温暖化への適応機構と健康リスクの予防に関する研究

 (京都大学大学院、厚生労働省国立公衆衛生院、警察庁科学警察研究所、筑波大学、福島県立医科大学、大阪教育大学、海外研究協力機関-マヒドン大学)

研究概要

1.序(研究背景等)

  近年夏季の異常な気温上昇が世界各地で報告されているが、日本においても夏季の異常高温が頻繁に記録され、健康への影響の増大も危惧されつつある。IPCCの第三次報告書(2001)によると、アジアの陸域においては全球平均(1.45.8)を上回る気温上昇が予測されており、健康影響として夏季の熱ストレスによる健康影響や過剰死亡の増加、感染症流行の変化、動物媒介性感染症の拡大が重要と考えられている。

このため本研究においては以下の研究を実施した。

(1)代表的熱ストレス疾患である熱中症は世界各地で発生し、日本においても毎年全国的に発症し死亡例も多々見られる。本研究においては温暖化の進行を考慮し、熱中症発症のリスクについてヒトの適応能との関連で比較検討した。熱中症関連疾患のデータを収集し解析した結果、関東の東京都や山梨県、関西の神戸市、九州の福岡県、亜熱帯域の沖縄県における発生動向は類似し、日本においては地域住民の閾値気温に関する適応は少なく、熱中症患者は日最高気温が30℃を超えると増え始め、気温の上昇につれ発生数が急増した。また夏季気温の高い中国南部の武漢市についても熱中症発症率を調査し、ヒトの適応能について国際比較した。

(2)全国規模の感染症サーベランス情報の経年的資料等を用い、感染症発生率と気温との関連について解析した。夏季流行感染症(手足口病、ヘルプアンギーナ、無菌性髄膜炎)の流行に影響する気象条件の検討やインフルエンザ流行周期に対する数学モデルの構築等を行った。気温を含む気象条件が夏季流行感染症の発生に関与し、年間平均気温1℃の上昇はこれらの疾患発生頻度をおよそ10%押し上げることが予想された。

(3)温暖化によりマラリア、デング熱は流行域が拡大すると予想されているため、マラリア、デング熱等の流行に関わる社会・経済的要因を含む総合的な影響予測モデルの構築を目指して研究を行った。中国南部の流行域の資料と血清疫学調査結果により、住民のマラリア抗体価は冬期に経年的な上昇傾向が観察される一方、経済発展による生活習慣の変化がマラリア流行に関連していることを示唆する結果が得られた。またデング熱およびマラリア媒介蚊についての成育実験から、低温での成長阻害とともに過度の高温での生存期間の短縮を示す結果が得られた。

(4)温暖化による健康リスクを暑熱に対する体温調節を行なう自律神経機能の面より比較し、適応能力を年齢や生理的状態(心拍数変動、脳波等)により評価した。また暑熱適応を社会システムの能力としてみた場合、社会の脆弱性が生活環境と生活スタイルとどのように結びつけられるかを概念化した。さらに衛生統計データを用い、気温と死亡の関連に関する分析を行い、夏季気温と過剰死亡との関係について解析した。

 

2.研究目的

 ヒトは地域ごとに比較的安定した気候に適応してきているが、温暖化は過去10万年の中で最も高温かつ短期間での気温上昇を起こすと考えられている。アジアの陸域の気温上昇はさらに著しいため、人口の集中する都市部において地域住民の中に適応不全の事例が多数発生すると、重大な健康上のリスクとなると予想される。このため健康影響の面から温暖化に対する社会の脆弱性を予測し、適切な予防策を確立していく必要がある。アジアの地域社会は生態学的変化に富む一方、先進国・途上国が同時に存在し環境衛生面も変化に富んでいる。このため日本を含むアジア地域において温暖化による健康リスクを予測し、生理的順応と社会的適応により健康影響を緩和していく研究が必要とされている。

 本研究においては温暖化のシナリオに基づき、気候変化の影響を熱ストレスによる影響、水環境変化による影響、動物媒介性感染症への影響、ライフスタイルとの関連について、アジアの代表的地域社会について予測する。また、疾病や死亡に関する疫学調査とモデル実験による影響研究の結果を総合評価し、先進国と途上国の地域社会の脆弱性を評価するとともに、社会的適応対策や人の適応能の向上により、健康への影響の低減化に結びつける研究を行う。

 

3.研究の内容・成果

(1)温暖化による健康影響と社会適応に向けた総合的リスク評価に関する研究

  熱ストレスに曝される地域住民の間における適応能の解析は、健康影響のモデルを完成する上で重要な分析項目である。このため本研究においては健康障害の発生する閾値温度への住民の適応能について検討するため、代表的熱ストレス疾患である熱中症の症例の収集と解析を、熱ストレスの顕著な九州圏、関西圏、関東圏の地域集団について実施した。さらに国際比較のため、中国武漢市において救急搬送症例データの収集を行い、気象要因との関連について解析を進めた。

 熱中症は毎年全国的に発症し死亡例も多数見られるが、温暖化に伴う熱中症リスクの予測研究は東京では行われているが、地域間比較の報告はない。このため本研究においては東京都および九州圏の調査に加え関西圏の神戸市と関東圏の山梨県の調査を追加し、適応との関連で比較検討した。各消防局の救急活動記録より、熱中症と診断された症例の性、年齢、発生場所等の情報と各気象台の気象観測値を収集した。

 山梨県においては熱中症の発生総数を把握するため、病院への来院患者数と救急搬送患者数を同時に調査した。来院患者数は山梨県医師会の協力を得て質問紙郵送法により、また救急搬送患者数は、搬送記録より熱中症症例を入手した。その結果熱中症の急搬送患者統計は、全体の約70%を把握していると予想された。これらのデータを元に、年毎の日別最高気温、最低気温、平均気温と熱中症発生の関係、当日の最高気温と前日の最高気温との気温差による熱中症発生の関係を検討した。

 日本においては、日最高気温が30℃を超えると熱中症のリスクが上昇する。この傾向は熱中症の発生する調査地全体に共通しており、日本における熱中症の閾値温度を示していると考えられる。また35℃を超える猛暑の日には、熱中症のリスクが急増している。このため日最高気温が30℃を超える真夏日は、熱中症発生の閾値温度と予想されるため、リスク低減化のため猛暑の直近における「熱中症の注意報」や「熱中症の警報」が必要と考えられる。同時に学校教育や一般への啓蒙により熱中症のリスクの低減化を図る必要がある。

 住民の馴化適応能と適応破綻による健康障害の発生する閾値温度についての国際比較のため、中国武漢市において救急病院の熱中症患者症例を収集し、日別の気象関連データとの相関関係を解析した。中国武漢市においては、日本に比べ熱中症発生の閾値温度が高く、日最高気温が32℃を超えると、熱中症のリスクが上昇する。この傾向は調査した南京市にも共通しており、夏季気温の高い中国南部においては、日本より熱中症の閾値温度が高いことを示している。また熱中症が急増する気温も37℃と、日本に比べ2℃高い気温であり、将来温暖化の進行に際し、このような適応の違いが日本国内でも生じる可能性があるかどうか非常に興味がある課題である。

(2)気候変化による水環境変化に由来する健康影響の評価とリスク予防に関する研究

  本研究では、気候変化による水環境変化に由来する健康影響の評価とリスク予防に関して、.轡好謄爛瀬ぅ淵潺スモデルを用いたシミュレーションによる温暖化が水系感染症の流行に及ぼす長期的影響についての検討と、温暖化に伴う気象変化による感染症流行の影響予測を行った。

.轡好謄爛瀬ぅ淵潺スモデルとして生態学モデルに基づくシミュレーションモデルを作成し、複数要因についてモデルに適切なリスク情報を与え、乳幼児における下痢症リスクの長期的変化を観察した。シナリオ下での感染症リスクの推移を考察する上で、システムダイナミクスモデルによるシミュレーションは有用であった。

夏季流行感染症(手足口病、ヘルプアンギーナ、無菌性髄膜炎)の流行に影響する気象条件の検討や数学モデルを用いたインフルエンザ流行周期の予測、さらにインフルエンザ流行周期に対する数学モデルの構築等を行った。気温を含む気象条件が手足口病、ヘルプアンギーナ、無菌性髄膜炎の発生に関与し、年間平均気温1度の上昇はこれらの疾患発生頻度をおよそ10%押し上げることが予想された。又、数学モデルは気象条件によるインフルエンザの流行周期をかなりの精度で予測できると考えられた。温度変化は感染症の流行状況に変化を与えることも予想された。

(3)温暖化による動物媒介性感染症の増加の予測と効果的予防対策に関する研究

  これまでの研究において、地球の温暖化によりマラリア、デング熱は現在の流行地域の周縁へ拡大すると予想されているが、従来のモデルの多くにおいては社会・経済的な要因が考慮されていない。本研究では、従来のモデルの精度向上とともに、マラリア、デング熱等の流行に関わる社会・経済的要因を含む総合的な影響予測モデルの構築を目指して、以下の研究を行った。

 雲南省、広西壮族自治区、海南省の数十地区(マラリア:1984-1993年、1994-2000年)、雲南省、広西壮族自治区、広東省、海南省の数十地区(デング熱:1987-1996年、1997-2000年)に関して各種資料の収集を行った。収集データに基づいて、媒介蚊の季節的消長並びに患者発生と環境要因との関連について解析を行った。

 1992年に開始した雲南省内の3地区(高度流行地域、中程度流行地域、非流行地域)における血清疫学調査結果により、住民のマラリア抗体価は季節変動(夏季に高く、冬季に低い)の他、冬期に限ってみると経年的な上昇傾向が観察された。また、経済発展による生活習慣の変化がマラリア流行に関連していることを示唆する結果が得られた。

 デング熱およびマラリア媒介蚊について異なる条件下で成育実験(媒介蚊の発育速度、生存期間、等に関する温度依存性の検討)を継続した。実験結果から、デング熱およびマラリア媒介蚊の発育・生存に対して至適温度が存在し、低温での成長阻害とともに過度の高温での生存期間の短縮を示す結果が得られた。また、種により大きな違いのみられることが明らかになった。

 これまでに提示された流行モデルをもとに、マラリアやデング熱の流行を規定する主要な要因である社会・経済的要因を組み込んだモデル構築について検討した。またマラリアおよびデング熱媒介蚊のわが国における実態と今後の対策について検討した。

(4)ライフスタイルからみた温暖化への適応機構と健康リスクの予防に関する研究

  温暖化による健康リスクの把握のため、社会環境と文化を背景とした暑熱暴露に対する人間の生理的反応と適応を調査した。社会的な暑熱適応では、個人や集団で発生する暑熱の直接作用よりも、社会毎の「温度依存性と感受性」として定義される特徴によって、暑熱影響が予想以上に拡大したり、既存の方法では予防できなくなり危機に陥る可能性がある。予防対策上、その初期変化と高リスク集団の同定が重要であり、影響の単なる外挿とは異なる「健康リスク」が問題となる。そこで気温による健康リスクを以下の3つに分けて評価した。

 ヾ存の衛生統計データを用いて、気温と死亡の関連に関する分析を行い、夏季の過剰死亡について正確な予測を行った。⊇詛に対する体温調節を行なう自律神経機能を、職場・通勤・家庭生活において比較し、温度感覚、生理的能力、行動習慣等の適応能力を年齢・職種ごとに評価した。自動車内の温度環境(外気温・日射・空調)と、運転者の生理的状態(心拍数変動、脳波、唾液中sIgA)を評価した。これらの結果より、暑熱適応を社会システムの性能としてみた場合、社会の脆弱性が生活環境と生活スタイルとどのように結びつけられるかを概念化した。

 

4.考察

 日本を含むアジア地域において温暖化による健康リスクを予測し、生理的順応と社会的適応により健康影響を緩和していく研究が必要とされているため、本研究においては温暖化のシナリオに基づき、気候変化の影響を熱ストレスによる影響、水環境変化による影響、動物媒介性感染症への影響、ライフスタイルとの関連について、アジアの代表的地域社会について予測を行った。

 代表的熱ストレス疾患である熱中症について発症リスクを適応との関連で比較検討した結果、各地域とも気温が30℃を超えると熱中症患者が急増しており、日本各地域で一定の閾値温度を示している。日本においては、30℃を超える日最高気温は熱中症発生の閾値温度と予想されるため、リスク低減化のため猛暑の直近における熱中症予報や警報が必要と考えられる。同時に学校教育や一般啓蒙により熱中症のリスクの低減化を図る必要がある。一方国際的差違に関して、中国武漢市においては日本に比べ熱中症発生の閾値温度が2℃高く、日最高気温が32℃を超えると熱中症のリスクが上昇する。将来温暖化の進行に際し、このような適応違いが日本でも生じる可能性があるかどうか非常に興味がある課題である。

 システムダイナミクスモデルに適切なリスク情報を与え、乳幼児における下痢症リスクの長期的変化をシミュレーションした結果、感染症リスクの推移を考察する上で、システムダイナミクスモデルによるシミュレーションは有用であることが判明した。また、夏季流行感染症(手足口病、ヘルプアンギーナ、無菌性髄膜炎)の流行等に影響する気象条件の検討や数学モデルを用いたインフルエンザ流行周期の予測と、インフルエンザ流行周期に対するモデルの構築等を行った。気温を含む気象条件が手足口病、ヘルプアンギーナ、無菌性髄膜炎の発生に関与し、年間平均気温1度の上昇はこれらの疾患発生頻度をおよそ10%押し上げることが予想された。又、数学モデルは気象条件によるインフルエンザの流行周期をかなりの精度で予測できると考えられた。

 地球の温暖化によりマラリア、デング熱は現在の流行地域の周縁へ拡大すると予想されているが、従来のモデルの多くにおいては社会・経済的な要因が考慮されていない。本研究では、従来のモデルの精度向上とともに、マラリア、デング熱等の流行に関わる社会・経済的要因を含む総合的な影響予測モデルの構築を目指して研究を行った。その結果、住民のマラリア抗体価は季節変動(夏季に高く、冬季に低い)の他、冬期に限って顕著な経年的な上昇傾向が観察された。デング熱およびマラリア媒介蚊について異なる条件下で生育実験(発育速度、生存期間等の温度依存性)の結果、デング熱およびマラリア媒介蚊の発育・生存に対して至適温度が存在し、低温での成長阻害とともに過度の高温での生存期間の短縮を示す結果が得られた。

 社会環境と文化を背景とした、暑熱暴露に対する人間の生理的反応と適応を調査した結果、社会的な暑熱適応では、個人や集団で発生する暑熱の直接作用よりも、社会毎の「温度依存性と感受性」として定義される特徴によって、暑熱影響が予想以上に拡大したり、既存の方法では予防できなくなり危機に陥る可能性がある。このため以下の健康リスクを評価した。

 既存の衛生統計データを用いて、気温と死亡の関連に関する分析を行い、夏季の過剰死亡について正確な予測を行った。また暑熱に対する体温調節を行なう自律神経機能を、職場・通勤・家庭生活において比較し、適応能力を年齢・職種ごとに評価した。さらに自動車内の温度環境と運転者の心拍数変動、脳波等の生理的状態を評価した。この結果より暑熱適応を社会システムの性能としてみた場合、社会の脆弱性が生活環境と生活スタイルとどのように結びつけられるかを概念化した。

 総合的結論として、アジアの陸域の気温上昇は著しいため、多くの人口を抱えるアジア地域において気温への適応不全の事例が多数発生すると、重大な健康上のリスクとなると予想される。このため日本を含むアジア地域において温暖化による健康リスクを予測し、生理的順応と社会的適応により健康影響を緩和し、社会の脆弱性に対する適切な予防策を確立していく必要がある。

 

5.研究者略歴

課題代表者:安藤 満

  1945年生まれ、九州大学理学部卒業、九州大学理学研究科博士課程2年中退、鹿児島大学医学部公衆衛生学教室文部教官助手、医学博士、国立環境研究所健康影響国際共同研究前麹讖oて、現在富山国際大学地域学部人間環境系教授

主要論文:

1) M. Ando, K. Katagiri, S. Yamamoto, K. Wakamatsu, I. Kawahara, S. Asanuma, M. Usuda, K. Sasaki: Age-related effects of heat stress on protective enzymes for peroxides and microsomal mono-oxygenase in rat liver. Environmental Health Perspectives 105, 726-733 (1997).

2) M. Ando: Risk assessment of global warming on human health. Global Environmental Research, 2, 69-78 (1998).  3) W.T. Piver, M. Ando, F. Ye, and C.J. Portier: Temperature and  air pollution as risk factors for heatstroke in Tokyo, July and August, 1980-1995. Environmental Health Perspectives, 107, 11, 911-916 (1999)

 

サブテーマ代表者

(1):安藤 (同上)

(2):岡部信彦

  1946年生まれ、東京慈恵会医科大学医学部専門課程卒業、医学博士、現在、厚生労働省国立感染症研究所感染症情報センター長

主要論文:

1)Influenza surveillance system of Japan and acute encephalitis and encephalopathy in the influenza season. Okabe N, Yamashita K, Tanig uchi K and Inouye S. Pediatrics International  42 :184-191 (2000).

2) Surveillance of viral gastroenteri tis in Japan: Pediatric cases and outbreak incidents Inouye S, Yamashita K, Yamadera S, Yoshikawa M, Kato N and Okabe N.,  Inf. Dis., 181(suppl 2)S270-274 (2000).

3) Electronic network for monitoring traveller's diarrhea and detection of an outbreakcaused by Salmonella enteritidis among overseas travellers. Osaka K, Inouye S, Okabe N, Taniguchu K, Izumiya H, Watanabe H, Matsumoto Y, Yokota T, Hashimoto S and Sagara H., Epidemiolo. Infect., 123:431-436 (1999).

(3):小野雅司

  1948年生まれ、東京大学大学院医学系研究科保健学専攻博士課程、保健学博士、現在独立行政法人国立環境研究所環境健康研究領域疫学・国際保健研究室室長

主要論文:

1) 中国雲南省におけるマラリア血清疫学調査  地球温暖化によるマラリア流行の拡大予測に関する基礎的研究、 寄生虫学雑誌、(1996).  2) Relationship between ambient temperature and mortality in Okinawa, Japan , Jpn. J.Biometeor., 34, 81- 87(1997).

3) Monitoring of solar-UV exposure among schoolchildren in five Japanese cities using spore dosimeter and UV-coloring labels, Jap. J. Cancer Res. (1998)

(4):内山 巌雄

  1945年生まれ 東京大学医学部卒業 専門分野;公衆衛生学、環境保健学、医学博士、国立公衆衛生院労働衛生学部部長を経て、現在京都大学大学院工学研究科教授

主要論文:

1) 内山巌雄  地球温暖化の影響  人の健康への影響、環境技術、25,17-22.(1996).

2) Y.Honda, I.Uchiyamaet.al: Relationship between ambient temperature and mortality in Okinawa, Japan. Jpn. J Biometeor., 34,81-87 (1997).  3) H.Arito, I.Uchiyama et.al.: Age-related changes in ventilatory and hear t rate response to acuteozone exposure in the conscious rat. Industrial Health, 35, 78-86 (1997).