王 蓉，王劍芳

大氣細(xì)顆粒物(PM2.5)對(duì)心腦血管疾病影響的研究進(jìn)展

王 蓉1，王劍芳2

大氣細(xì)顆粒物 (PM2.5)作為影響城市空氣質(zhì)量的最主要污染來(lái)源之一，其可深入并沉積到深部肺組織，甚至可以穿過(guò)肺泡間質(zhì)進(jìn)入血液循環(huán)，對(duì)心腦血管系統(tǒng)的健康造成危害。流行病學(xué)和毒理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，PM2.5與人群心腦血管系統(tǒng)的疾病和死亡明顯相關(guān)，本文就近年來(lái)PM2.5對(duì)人群心腦血管疾病的影響作一綜述。

心腦血管疾??；大氣細(xì)顆粒物質(zhì)；PM2.5；健康危害

心腦血管疾病已成為當(dāng)今世界危害人類(lèi)健康的一類(lèi)重要疾病，探索其形成原因和主要危險(xiǎn)因素有助于采取有效干預(yù)措施進(jìn)行科學(xué)防治。目前，大氣污染因素在心腦血管疾病中的作用已引起關(guān)注。

大氣污染是影響城市空氣質(zhì)量的首要污染物，其主要來(lái)源于石油、煤炭等化工染料的高溫燃燒過(guò)程及機(jī)動(dòng)車(chē)的尾氣排放，已經(jīng)成為全球性的影響人類(lèi)健康的重要問(wèn)題。大氣細(xì)顆粒物(PM2.5)是指空氣動(dòng)力學(xué)直徑<2.5 μm的顆粒物，其是大氣污染中的主要有害成分[1]，由于粒徑小，比表面積大，吸附有大量有害物質(zhì)如有機(jī)物多環(huán)芳烴、無(wú)機(jī)物、重金屬及致病微生物等，可以深入并沉積在呼吸性細(xì)支氣管和肺泡，其中更細(xì)小的成分甚至可以穿過(guò)肺間質(zhì)，進(jìn)入血液循環(huán)，對(duì)全身健康產(chǎn)生影響[2]。

流行病學(xué)和毒理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，PM2.5與人群呼吸系統(tǒng)、心腦血管系統(tǒng)的疾病和死亡明顯相關(guān)，特別對(duì)高年齡人群、兒童及患有心肺疾病的人群危害更大。本文就近年來(lái)PM2.5對(duì)人群心腦血管疾病的影響作一綜述。

1 PM2.5對(duì)心腦血管系統(tǒng)的急性影響

當(dāng)PM2.5的濃度在較短時(shí)間內(nèi)急劇上升，使得暴露人群吸入大量的污染物而導(dǎo)致心腦血管系統(tǒng)的健康損害。當(dāng)PM2.5瞬間排出超過(guò)一次最高容許濃度時(shí)，其對(duì)健康影響的重要性就尤為突出。如“倫敦?zé)熿F事件”的死亡人數(shù)近4 000人。

目前PM2.5對(duì)人體健康的短期效應(yīng)已引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，尤其對(duì)高濃度PM2.5暴露人群心腦血管健康的影響更為關(guān)注。已知文獻(xiàn)多采用時(shí)間序列研究、病例交叉研究、固定群組追蹤研究等流行病學(xué)的方法應(yīng)用于PM2.5急性暴露對(duì)各種健康效應(yīng)終點(diǎn)的研究，目前在全球不同地點(diǎn)、不同PM2.5濃度背景、不同人群中均取得了較為相似的結(jié)果，初步證實(shí)了大氣污染物濃度的短期變化與居民逐日死亡數(shù)或發(fā)病數(shù)等健康結(jié)局密切相關(guān)。

孫惠樂(lè)等[3]的時(shí)間序列研究表明隨著大氣總懸浮顆粒物(TSP)水平上升，心血管科門(mén)診量亦明顯增多，具有顯著的相關(guān)性，提示TSP是心血管疾病的顯著性預(yù)測(cè)因子。宋桂香等分析了上海市城區(qū)3年來(lái)大氣二氧化硫(SO2)和二氧化氮(NO2)濃度每增加10 μg/m3，心血管疾病死亡數(shù)分別增加1.45%、1.05%，其暴露-反應(yīng)關(guān)系呈線性關(guān)系。楊敏娟等[4]對(duì)北京市的研究亦得到了一致的結(jié)果。Samet等[5]研究了美國(guó)20多個(gè)城市大氣PM污染與心血管疾病死亡的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，大氣PM每增加10 μg/m3，心血管疾病死亡率增加0.68%。

賈健等[6]采用病例交叉研究，發(fā)現(xiàn)上海居民大氣PM10 48 h平均濃度每增加10 μg/m3，心血管疾病的死亡率會(huì)增加0.4%。Jong-Tae Lee和Joel Schwartz在韓國(guó)漢城采用Logistic回歸模型研究發(fā)現(xiàn)，大氣污染物濃度每增加10 μg/m3，居民死亡率增加的相對(duì)危險(xiǎn)度為1.010。

目前在國(guó)外還有學(xué)者采用固定群組追蹤研究方法，Madrigano等[7]發(fā)現(xiàn)PM2.5與某些心血管疾病的癥狀相關(guān)聯(lián)，甚至可能誘發(fā)心肌梗死，而且PM2.5比超細(xì)顆粒物的關(guān)聯(lián)程度更大。Pope等分析了美國(guó)猶他州90例老年人的資料，發(fā)現(xiàn)PM2.5污染與心率的增高相關(guān)，其濃度每增加100 μg/m3，每分鐘心率會(huì)增加0.8次。此研究初步提示了大氣顆粒物污染可能與心血管自主調(diào)節(jié)功能的紊亂相關(guān)。而Loxham等[8]對(duì)9例美國(guó)健康長(zhǎng)期工作于地鐵站的人員進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)大氣顆粒物PM2.5暴露與機(jī)體血液學(xué)指標(biāo)的變化相關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致血液系統(tǒng)病理和生理的改變，從而構(gòu)成心血管系統(tǒng)的危險(xiǎn)因素。而我國(guó)目前尚缺少采用此種方法的相關(guān)報(bào)道。

2 細(xì)顆粒物對(duì)心腦血管系統(tǒng)的慢性作用

目前國(guó)內(nèi)外通常采用橫斷面研究和隊(duì)列研究進(jìn)行細(xì)顆粒物對(duì)心腦血管系統(tǒng)慢性作用的評(píng)價(jià)。研究表明長(zhǎng)期暴露于大氣顆粒物，會(huì)引起心血管疾病死亡率上升，進(jìn)而構(gòu)成對(duì)人群健康的嚴(yán)重威脅。

徐肇翊等采用橫斷面研究的方法明確了沈陽(yáng)市大氣污染對(duì)總死亡率及各種急慢性疾病的影響，按照歷年環(huán)保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分成高、中、低3個(gè)污染區(qū)后，心腦血管疾病死亡率在3區(qū)間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；同時(shí)，與低污染區(qū)相比，高污染區(qū)心腦血管疾病發(fā)病的OR值達(dá)1.7(95%CI1.1～2.6)。愛(ài)爾蘭首都都柏林進(jìn)行的一項(xiàng)干預(yù)實(shí)驗(yàn)研究了大氣顆粒物污染對(duì)心血管系統(tǒng)的慢性影響，經(jīng)過(guò)6年的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，大氣顆粒物的一項(xiàng)指標(biāo)“black smoke”濃度下降了70.0%后，都柏林居民心血管疾病的死亡率隨之下降了10.3%[9]。

在美國(guó)癌癥協(xié)會(huì)隊(duì)列研究中，Pope通過(guò)對(duì)552 138名成年人死亡資料統(tǒng)計(jì)的研究發(fā)現(xiàn)，空氣中PM2.5濃度每升高10 μg/m3，人群總死亡率和心血管疾病死亡率分別增加4.0%和8.0%。另外，Klepeis等[10]追蹤了美國(guó)6座城市8 111名成年人，發(fā)現(xiàn)重污染區(qū)相比輕污染區(qū)，其顆粒物長(zhǎng)期暴露對(duì)居民心血管疾病死亡的相對(duì)危險(xiǎn)度為1.26。

以上研究有力地加強(qiáng)了大氣顆粒物污染與心血管疾病死亡之間因果關(guān)系的推斷，有力地證實(shí)了大氣顆粒物污染長(zhǎng)期暴露與心血管疾病導(dǎo)致死亡的相關(guān)性，且細(xì)顆粒物與死亡率變化的關(guān)系遠(yuǎn)較粗顆粒物密切。研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)，大氣顆粒物慢性暴露的相對(duì)危險(xiǎn)度遠(yuǎn)較急性作用為大。

3 細(xì)顆粒物暴露-反應(yīng)關(guān)系的Meta分析

細(xì)顆粒物暴露-反應(yīng)關(guān)系的Meta分析最終結(jié)果以大氣污染物濃度每升高一定單位(如10 μg/m3)人群不良健康效應(yīng)發(fā)生的相對(duì)危險(xiǎn)度表示。 錢(qián)孝琳等通過(guò)對(duì)16篇國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)(涉及27個(gè)研究地區(qū)，其中有2篇來(lái)自我國(guó)，涉及我國(guó)的2個(gè)地區(qū))的綜合評(píng)價(jià)采用了Meta分析，定量確定PM2.5與居民每日死亡的暴露-反應(yīng)關(guān)系。結(jié)果表明大氣PM2.5濃度每升高100 μg/m3，居民死亡發(fā)生增加的百分比為12.07%(95%CI8.31～15.82)。

Stieb等采用Meta分析的方法對(duì)全球范圍內(nèi)109篇關(guān)于大氣污染與人群死亡率時(shí)間序列研究的文獻(xiàn)進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果證明，大氣PM10濃度每升高31.3 μg/m3，人群死亡發(fā)生增加的百分比為2.0%(95%CI1.5～2.4)。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

不同的研究結(jié)果均提供了PM2.5對(duì)心血管疾病危害的確鑿證據(jù)，也評(píng)估了PM2.5可能對(duì)人體健康產(chǎn)生的嚴(yán)重不良影響。但目前我國(guó)對(duì)城市PM2.5的研究?jī)H限于個(gè)別大城市，缺少全國(guó)性和地域性的相關(guān)研究資料，亦缺少對(duì)特定高PM2.5暴露人群的健康狀況的評(píng)估。而且目前的研究大多數(shù)限于流行病學(xué)研究，其類(lèi)型大多為時(shí)間序列分析和地區(qū)間比較的生態(tài)學(xué)研究，其并不能完全評(píng)價(jià)PM2.5對(duì)人體健康，尤其是心腦血管疾病的影響。

大氣細(xì)顆粒物(PM2.5)的閾值問(wèn)題是評(píng)價(jià)其健康效應(yīng)暴露-反應(yīng)關(guān)系的重要部分，是指閾濃度值在低于該濃度時(shí)，通過(guò)流行病學(xué)的方法發(fā)現(xiàn)其對(duì)人體心腦血管疾病的影響并不明顯，對(duì)于制定我國(guó)大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)有極為重要的參考價(jià)值。目前，國(guó)外的學(xué)者認(rèn)為有關(guān)大氣細(xì)顆粒物(PM2.5)對(duì)心腦血管疾病的影響均趨向于線性正相關(guān)，而我國(guó)目前尚沒(méi)有能夠?qū)Υ髿饧?xì)顆粒物質(zhì)(PM2.5)對(duì)暴露人群心腦血管疾病的定量評(píng)價(jià)，在污染物指標(biāo)、健康終點(diǎn)和統(tǒng)計(jì)模型等方面均沒(méi)有形成統(tǒng)一，對(duì)城市間的比較以及進(jìn)一步的多城市多水平分析都帶來(lái)了困難。

我國(guó)當(dāng)前PM2.5污染已很?chē)?yán)重，且隨著城市的發(fā)展，沙塵暴、灰霾的肆虐和機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量的增加，這一現(xiàn)象有進(jìn)一步加重的趨勢(shì)。而人口的老齡化進(jìn)一步使得心腦血管疾病成為人群主要的健康危害之一。因此，很有必要深入探討大氣細(xì)顆粒物(PM2.5)對(duì)心血管系統(tǒng)的危害，對(duì)提高人群的健康水平具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

總結(jié)現(xiàn)有文獻(xiàn)認(rèn)為還應(yīng)該在以下幾個(gè)方面加強(qiáng)研究：統(tǒng)計(jì)具有地域特點(diǎn)的大氣細(xì)顆粒物(PM2.5)污染與心血管系統(tǒng)疾病的模型研究；選取典型暴露人群進(jìn)行隊(duì)列研究或者固定群組追蹤研究，定量評(píng)價(jià)大氣細(xì)顆粒物(PM2.5)與心血管健康危害的劑量-反應(yīng)關(guān)系；還應(yīng)進(jìn)一步增加所統(tǒng)計(jì)的相關(guān)指標(biāo)，從多種角度進(jìn)一步闡明大氣細(xì)顆粒物質(zhì)(PM2.5)對(duì)人體的危害，在不斷積累經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上綜合評(píng)價(jià)我國(guó)大氣細(xì)顆粒物質(zhì)(PM2.5)與心腦血管疾病的暴露-反應(yīng)關(guān)系，為制定相關(guān)大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提供科學(xué)依據(jù)。

[1] Martinelli N，Olivieri O，Girelli D.Air particulate matter and cardiovascular disease：A narrative review[J].Eur J Intern Med，2013，24(4)：295-302.

[2] Sun M，Kaufman JD，Kim SY，et al.Particulate matter components and subclinical atherosclerosis：Common approaches to estimating exposure in a Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis cross-sectional study[J].Environ Health，2013，12：39.

[3] 孫惠樂(lè)，劉燕，梁曉梅．空氣污染對(duì)日門(mén)診量的影響[J]．環(huán)境與健康雜志，2003，20(5)：289-291．

[4] 楊敏娟，潘小川．北京市大氣污染與居民心腦血管疾病死亡的時(shí)間序列分析[J]．環(huán)境與健康雜志，2008，25(4)：294-297．

[5] Atkinson RW，F(xiàn)uller GW，Anderson HR，et al.Urban ambient particle metrics and health：A time-series analysis[J].Epidemiology，2010，21(4)：501- 511.

[6] Lee IT，Schwartz J．Reanalysis of the effects of air pollution on daily mortality in Seoul，Korea：A case-crossover design[J]．Environ Health Perspect，1999，107(8)：633-636．

[7] Madrigano J，Kloog I，Goldberg R，et al.Long-term exposure to PM2.5 and incidence of acute myocardial infarction[J].Environ Health Perspect，2013，121(2)：192-196.

[8] Loxham M，Cooper MJ，Gerlofs-Nijland ME，et al.Physicochemical characterization of airborne particulate matter at a mainline underground railway station[J].Environ Sci Technol，2013，47(8)：3614-3622.

[9] Clancy L，Goodman P，Sinclair H，et al．Effect of air-pollution control on death rates in Dublin，Ireland[J]．Lancet，2002，360(9341)：1210-1214．

[10] Klepeis NE，Omoto J，Ong SL，et al.Small proportions of actively-smoking patrons and high PM2.5 levels in southern California tribal casinos：Support for smoking bans or designated smoking areas[J].BMC Public Health，2012，12：819.

(本文編輯 郭懷印)

自然基金應(yīng)用基礎(chǔ)研究(No.2013011059-8)

1.山西警官高等專(zhuān)科學(xué)校(太原 030021)；2.山西省大同市第五人民醫(yī)院

王劍芳，E-mail：1411916809@qq.com

R.541 R256.2

A

10．3969/j．issn．1672-1349．2015．10．011

1672-1349(2015)10-1183-02

2015-02-20)