COVID-19大流行早期阶段的人口健康指标:相关试点研究

介绍

SARS-CoV-2大流行给美国带来了巨大的压力。广泛的失业和财政紧张[1，2]，就地避难的命令[3.]、卫生保健基础设施压力[4，而教育的中断给许多美国人带来了巨大的痛苦和不确定性。全国调查发现，在大流行期间，焦虑和抑郁有所增加[5］．在大流行初期，一项具有全国代表性的成年人调查显示，2020年4月的严重心理困扰比2018年高出3.5倍[6］．同样，美国人口普查局的一项全国调查发现，2020年焦虑和抑郁的比例是2019年的4倍[7］．这些焦虑和抑郁症状一直持续到2020年秋季，当时COVID-19病例开始增加。总体而言，COVID-19对心理健康的负面影响已得到充分记录[8-11］．

尽管心理困扰持续存在，但人们改变了他们的活动。急诊部门的员工报告说锻炼减少了，饮酒增加了。4］．其他研究也报告了酒精消费量的增加。在大流行的最初几周，酒类销售增加了51% [12］．与前三年相比，2020年10月美国啤酒、葡萄酒和白酒商店的销售额增长了21.5%。与前三年的平均销量相比，2020年11月和12月的酒精销量持续上升[13］．同样，在两项独立调查中，酒精消费量也有所增加[8，10］．与男性相比，女性的这种增长更大[12，14］．据报道，在疫情开始后，城市大学生的饮酒量也增加了。15］．自大流行开始以来，精神卫生方面的转变和酒精使用的增加可能突出表明，迫切需要将人们与精神卫生方面的资源联系起来。然而，鉴于大流行病对保健基础设施造成的压力以及随后对面对面预约的限制，迫切需要受大流行病相关限制影响较小的人口酒精使用指标。对废水中酒精代谢物的分析提供了对全社区酒精使用情况的评估，而不依赖于大流行施加的限制。

求助热线是危机时期重要的信息来源。这些求助热线为精神健康和物质使用障碍(SUD)提供即时、匿名、廉价和可获得的资源[16］．此外，在SARS-CoV-2大流行期间，求助热线克服了传统面对面服务的许多限制，从而使它们在这些时期能够畅通无阻地发挥作用。在美国，很少有研究调查在国家紧急情况下求助热线的使用情况，大多数研究都集中在自杀或抑郁上。17，18］．br lhart等人的一项研究[16]研究了包括美国在内的多个国家在SARS-CoV-2大流行期间的热线电话。调查结果显示，在第一次重大疫情爆发后6周，来电量显著增加[16］．随后来自法国和德国的分析发现，与感染和孤独相关的电话数量增加，但与SUD相关的电话数量只有小幅下降。随后的波浪显示，与SUD相关的通话量没有显著变化。然而，对美国流感大流行期间求助热线使用情况的了解仍未得到充分调查。

本研究的目的是检查突发公共卫生事件期间人口健康指标之间的关系。具体而言，我们将COVID-19病例与拨打区域帮助热线进行了比较，包括与住房、医疗保健和心理健康/SUD需求相关的咨询。我们还将这些变量与这段时间内废水样本中发现的酒精代谢物进行了比较，以估计人口酒精使用情况。研究结果提供了这些公共卫生监测系统的可行性，以提高对突发公共卫生事件中解决人口健康问题的具体需求的认识。

方法

道德的考虑

为了降低识别社区的风险，Prichard等人建议的指标[19]被使用。只给出了大致的地理位置(州)。这些努力符合欧洲污水分析核心小组制定的基于废水的流行病学道德准则[20.以帮助将参与社区及其公民面临的风险降至最低。同样，考虑到县级指标将提供可识别的城市，只包括指标之间的相关性。根据联邦人类受试者法规(45 CFR Part 46)，帮助热线电话和COVID-19病例指标被认为免于人类受试者的道德审查，因为(1)数据来自公开可用的来源，(2)数据已被去识别、未编码并剥离了标识符[21］．

废水样品

于2020年9月29日至12月4日(周二)和(周五)上午9:00左右在污水处理厂入口处采集24小时复合废水样本。大约500毫升的废水被冷冻直到分析。样品运往内布拉斯加州大学林肯分校水科学实验室，采用超高压液相色谱-串联四极柱质谱联用(UHPLC-MS-MS)多反应监测对葡萄糖醛酸乙酯(EtG)和硫酸乙酯(EtS)进行分析。

乙醇代谢物分析

使用Xevo TQ-S微型三重四极杆质谱分析仪，在负离子检测模式光谱仪(Waters Corporation, Milford, MA)中与Acquity UHPLC和UniSprayTM离子源接口，通过同位素稀释分析乙醇的硫酸盐(EtS)和葡萄糖醛酸苷(EtG)代谢物。采用Acquity BEH C18色谱柱(2.1 mm × 50 mm, 1.7µm)，流速0.6 mL/min，温度40℃进行分离。此外，采用0.1% (v/v)甲酸与1.0 g/L甲酸铵水溶液(溶剂A)和50/50 (v/v)甲醇/乙腈(溶剂B)二元梯度，见表1。进样量2.0µL。质谱仪设置包括:脱溶气温度=600℃，脱溶气流量=1000 L/h (N₂)，锥体气体流量= 50l /h (N₂)，冲击器电压=1.0 kV, LM1分辨率=9.2,HM1分辨率=15.1，离子能量1=0.1 V, LM2分辨率=9.0,HM2分辨率=15.1，离子能量2=0.6 V。保留时间和大量扫描段列在表2。UHPLC-MS-MS设备由MassLynx软件(版本4.2 SCN 1017, Waters Corporation)控制。将氘标记的和未标记的EtG和EtS(认证标准物质，Cerilliant, Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA)的分析标准品在纯化的无有机试剂水中稀释1.0-200 ng/mL，制备水标准品。EtG和EtS的仪器检出限分别为0.93和0.23，估计为最低校准标准SD的3倍。注射器过滤(孔径为0.2µm)的样品用内标品加标，无需额外制备即可进行分析。

热线电话统计

南达科他州帮助热线中心是为那些需要帮助的人提供的免费资源。人们可以每周7天，每天24小时打电话，发短信或发电子邮件给帮助热线中心。每个联系人根据通话中表达的需求进行分类，包括但不限于住房、医疗保健、食品/膳食和心理健康/SUD援助的需求。有关每日电话及电话类别的数据已上载于互动网站[22］．为了确保呼叫隐私，低于最小阈值的呼叫类别将被抑制。为了确保数据超过阈值进行分类，将呼叫汇总以与废水采样保持一致(周六至周二的呼叫总和，周三至周五的呼叫总和)。抽样期间的电话被包括在所描述的分析中。

COVID-19情况下

在抽样期间，南达科他州卫生部每天都报告COVID-19阳性临床病例。阳性病例仅包括南达科他州居民，无论他们在哪里接受检测。病例由居住地县报告。每日报告病例数及7天平均值[23］．

酒精代谢产物

使用乙醇的硫酸盐(EtS)和葡萄糖醛酸盐(EtG)代谢物作为酒精使用的人群估计。废水流行病学是一种行之有效的人类药物消费指标[24］．Chen等[25]先前的研究表明，废水中酒精消费量的估计值与美国基于3个社区为期1年的抽样调查数据非常吻合。

统计数据

采用SAS Studio进行双变量Pearson双尾相关分析。没有发现违反假设的情况;因此，采用参数分析。变量(帮助热线:总呼叫、卫生保健、住房和心理健康/SUD相关;COVID-19:县病例、县7天平均病例和州7天平均病例;酒精代谢物:et和EtG)首先与所有日期(N=19)相关，然后与一周中的每一天(星期二:N= 10, 53%;周五:n= 9,47%)。显著性设为P< . 05。

结果

COVID-19病例、酒精代谢物和热线电话之间的相关性

当包括所有抽样日期(表3)，拨打热线电话与COVID-19病例指标(包括新增县病例)呈显著正相关(t₁₇= 2.90,P=.01)，县七日移动平均线(t₁₇= 6.87,P<.001)，州7天移动平均线(t₁₇= 9.83,P<措施)。更具体地说，COVID-19病例的测量与与医疗保健相关的热线电话显著相关(县7天平均值:t₁₇= 3.13,P= . 01;州7天平均值:t₁₇= 3.07,P= 0.01)和住房(县7天平均值:t₁₇= 3.28,P= 04;州7天平均值:t₁₇= 3.56,P=.002)，但不包括心理健康/SUD(县7天平均值:t₁₇= -1.08,P= 29;州7天平均值:t₁₇= -1.06,P= .30)。相反，与心理健康/SUD相关的求助电话与废水EtG呈显著负相关(t₁₇= 2.29,P=.03)，但EtS (t₁₇= 0.10,P= .92)水平。

在按天计算时，新冠肺炎病例数仍与周二热线总电话数(县病例数:t₈= 2.70,P= .03点;县7天平均值:t₈= 4.70,P= .002;州7天平均值:t₈= 6.73,P<措施;表4)及星期五(全县7天平均值:t₇= 4.43,P= .003;州7天平均值:t₇= 7.10,P<措施;表5)，但县新个案除外(星期五:t₇= 1.06,P= .33;表5）.周五，县COVID病例(t₇= 3.06,P=.02)，县移动平均线(t₇= 5.47,P<.001)，州移动平均线(t₇= 3.72,P= 0.01)与医疗保健而非住房相关的电话显著正相关(县病例:t₇= 0.22,P=点;县7天平均值:t₇= 1.47,P=只要;州7天平均值:t₇= 2.09,P=.08)或心理健康/SUD(县病例:t₇= 0.43,P= .68点;县7天平均值:t₇= 0.99,P= 36;州7天平均值:t₇= 1.36,P= . 21)。相比之下，周二，县和州的移动平均COVID-19病例与住房求助热线电话(县7天平均值:t₈= 2.85,P= .02点;州7天平均值:t₈= 2.71,P=.03)，但不包括医疗保健(县7天平均值:t₈= 1.58,P=含量;州7天平均值:t₈= 1.79,P=.11)或心理健康/SUD(县7天平均值:t₈= 0.57,P= 58;州7天平均值:t₈= 0.32,P= .76)。此外，县病例与EtG (t₈= 2.63,P= 03)。EtG与心理健康/SUD相关的求助电话呈负相关(t₈= 2.82,P=.02)。同样，在周五，EtG与心理健康/SUD相关的求助热线电话呈负相关，但仅略有相关(t₇= -2.13,P= . 07)。

讨论

主要研究结果

本研究评估了使用多种公共监测指标(如热线电话、COVID-19病例和废水酒精代谢物)的可行性，以更好地了解公共卫生以及在突发公共卫生事件时采取干预措施的必要性。有证据表明，该热线为应对疫情的人们提供了关键支持。临床COVID-19病例的多个指标与总求助电话和医疗服务求助电话呈正相关。此外，该热线是帮助那些可能与大流行病相关的经济衰退有关的住房不安全的人的重要资源。然而，COVID-19病例与心理健康求助热线电话和SUD资源没有显著相关。相反，县COVID-19病例与酒精代谢物EtG显着相关。此外，在周二，关于心理健康/SUD的热线电话与EtG水平呈负相关。我们推测，这些发现表明，人们可能一直在使用酒精来应对与大流行相关的压力源，尤其是在工作日。

在全国范围内，研究表明，自疫情开始以来，恐惧、焦虑和抑郁的情况有所增加。根据2020-2022年美国人口普查家庭脉搏调查，在类似的抽样期间，全国平均有40.14%的参与者报告有焦虑或抑郁症状[5］．全国报告的症状在2020年11月11日至23日达到高峰，为42.6%，但一直持续到2021年2月中旬。在本研究的抽样期间，南达科他州平均有33.4%的参与者报告有焦虑或抑郁症状，在2020年11月11日至23日达到峰值，为42.3%。南达科他州的数据与全国趋势一致，表明普遍存在心理健康问题。

广泛的研究表明，压力和饮酒之间存在周期性关系。急性饮酒，通过调节神经递质γ-氨基丁酸(GABA)，暂时缓解与压力和焦虑相关的症状[26］．然而，长期饮酒会增加负面影响，尤其是在戒酒期间，导致人们一心一意地寻求更多的酒精[27］．尽管有负面后果，但酒精使用的循环可能会持续到酒精使用障碍[28］．其后果是毁灭性的，导致严重的健康并发症和死亡[28］．发展公共卫生监测系统，迅速监测有问题的酒精使用，以便在这些严重后果发生之前制定干预方案，这对改善人口健康至关重要。

最后，根据疾病控制和预防中心(CDC)的数据，从2019年到2020年，南达科他州酒精导致的死亡率增加了41% [29］．根据南达科他州卫生部的数据，慢性肝病和肝硬化是酒精滥用导致死亡的主要原因之一，从2019年到2020年增加了53% [30.］．不幸的是，从2019年到2021年，慢性肝病和肝硬化导致的死亡人数增加了一倍多。2019年，慢性肝病和肝硬化是该州第十大死亡原因;到2021年，它们跃升为第七大死因。尽管2021年还没有详细的酒精相关死亡统计数据，但自疫情开始以来，酒精滥用与该州死亡率上升有关。建立药物和酒精滥用的废水监测与其他指标(如求助热线电话数量)相结合，可能是提醒公共卫生官员需要进行SUD治疗的重要工具，包括将人们与呼叫求助热线等资源联系起来。

与前期工作比较

在此期间，南达科他州焦虑或抑郁症状的高峰也与COVID-19病例的高峰数量相对应。在研究期间，向南达科他州卫生部报告的COVID-19病例数在2020年11月12日达到峰值，为1960例[23］．值得注意的是，在COVID-19病例中，EtG水平峰值大约在峰值后一周出现。先前的研究发现，抑郁和焦虑水平与COVID-19病例的高峰时间相似[7］．最后，其他人发现，与流行病相关的痛苦也与问题饮酒有关[31，32］．例如，Gilley等[33发现饮酒与COVID-19阳性有关。这些调查与废水分析相结合，可以提供有关大流行或其他健康危机导致的压力和其他潜在有害行为的关键信息。从废水分析和其他指标中获得的信息可以帮助确定酒精使用的空间和时间模式，从而可以开展有针对性的活动，将最需要心理健康和SUD资源的人联系起来。

限制

必须考虑废水中酒精代谢物的稳定性。先前的研究表明，EtS是比EtG更稳定的乙醇消耗生物标志物[34，35］．这一特性可能在我们的发现中起重要作用，必须加以考虑。鉴于其缺乏稳定性，EtG更有可能在清晨排出，尤其是在周二。这可能代表了一个有更大风险发展出有问题的酒精消费行为的人群。相比之下，EtS水平可能更广泛地涵盖所有酒精消费者，包括社交饮酒者以及可能有饮酒问题的人。

事实上，这项研究发现，周二的EtG水平与COVID-19病例显著相关，与心理健康相关的求助热线电话呈负相关。周五社交饮酒更为常见，但COVID-19病例与酒精代谢物之间没有这种相关性。需要继续研究这些代谢物与滥用指标的关系。

最后，本研究没有进行更复杂的分析。考虑到这项研究的初步性质，复杂的分析，如纳入滞后的时间序列，将为时过早。未来的研究需要开发更复杂的模型。

结论

虽然这项研究是形成性的，但研究结果表明，在观察期间，求助热线电话与住房和医疗保健咨询有关，但与心理健康/SUD问题无关。然而，酒精消费指标与求助热线的心理健康/SUD咨询呈负相关。这些发现突出表明，迫切需要使用多种人口健康公共监测指标，以便更好地了解社区需求。围绕这些指标调整公共卫生公告，引导人们寻求心理健康资源，将为促进积极应对策略提供一种精准医学方法。最后，尽管还需要更多的研究，但这些发现表明，废水监测可能有助于监测和影响SARS-CoV-2以外的人群健康指标。