PM2.5與心血管疾病

何勤 任佰慧 武常芬 于雯

(1.濟南軍區(qū)青島第二療養(yǎng)院門診部，266071；2.濟南軍區(qū)青島第二療養(yǎng)院干部一科，266071)

PM2.5與心血管疾病

何勤1任佰慧1武常芬2于雯1

(1.濟南軍區(qū)青島第二療養(yǎng)院門診部，266071；2.濟南軍區(qū)青島第二療養(yǎng)院干部一科，266071)

PM2.5與心血管疾病的關(guān)系日益受到重視，本文對PM2.5引起心血管損害的機制以及臨床研究現(xiàn)狀進行了綜述。

PM2.5；心血管；損害

PM2.5指環(huán)境空氣中空氣動力學(xué)當量直徑≤2.5 μm的顆粒物，也稱細顆粒物。立方米空氣中這種顆粒的含量越高就代表空氣污染越嚴重。最近一項全球性疾病負擔(dān)評估排名將PM2.5作為世界范圍內(nèi)死亡和致殘的主要因素之一[1]。PM2.5對心血管系統(tǒng)的損害日益受到關(guān)注，但這方面的研究報道相對較少。下面做一下闡述。

1 PM2.5對心血管損害機制的動物試驗研究

目前認為細顆粒物可能通過氧化、炎癥刺激及對遺傳物質(zhì)的作用等對機體造成損傷，但細顆粒物導(dǎo)致心血管損害的機制仍不完全清楚。

1.1 對心臟自主神經(jīng)系統(tǒng)和系統(tǒng)炎癥的影響 國內(nèi)有學(xué)者[2]研究了大氣細顆粒物(PM2.5)暴露對大鼠心臟自主神經(jīng)系統(tǒng)和系統(tǒng)炎癥的影響。證實：PM2.5單獨暴露組中心率變異性(HRV)指標與對照組比較有顯著變化。血壓在高劑量PM2.5組有明顯上升。TNF-α和IL-6在PM2.5單獨暴露有上升趨勢。CRP在PM2.5單獨暴露組表現(xiàn)出明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系。IL-6、TNF-α和CRP與HRV之間顯著相關(guān)。病理學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)，PM2.5暴露組有顆粒物的沉積和心肌炎癥。另有國內(nèi)學(xué)者[3]研究了PM2.5對大鼠心肌神經(jīng)生長因子表達的影響及β受體阻滯劑的干預(yù)作用。與對照組比較，實驗組大鼠心臟左室前壁和右室前壁心肌神經(jīng)生長因子(NGF)mRNA和蛋白表達顯著增加(均P＜0.05)。普萘洛爾組大鼠心臟左室前壁心肌NGF mRNA和蛋白表達較實驗組顯著降低(均P＜0.05)，且顯著高于對照組(P＜0.05)；右室前壁心肌NGF mRNA和蛋白表達均較實驗組顯著降低(均P＜0.05)。結(jié)論：PM2.5可導(dǎo)致大鼠心臟左室前壁和右室前壁心肌NGF表達水平增強，可能是PM2.5致交感神經(jīng)重構(gòu)的重要機制之一。普萘洛爾能通過抑制心肌NGF表達，從而拮抗PM2.5導(dǎo)致的交感神經(jīng)重構(gòu)。進一步的研究發(fā)現(xiàn)[4]：長期暴露在高濃度PM2.5可致小鼠血壓升高，并伴隨著低頻血壓變異性(LF-BPV)和尿去甲腎上腺素排泄的增加。小鼠促炎基因和蛋白激酶抑制劑(IKK)/細胞核因子酉乙蛋白(NF-κB)通路活性表達增加，從而證實高濃度PM2.5可導(dǎo)致交感神經(jīng)系統(tǒng)活性增加以及下丘腦炎癥反應(yīng)；作用于中樞的α2A受體激動劑胍法辛可降低增高的基礎(chǔ)血壓，提示交感神經(jīng)張力增高在暴露于PM2.5引起的高血壓中的作用。

1.2 PM2.5對心臟的氧化損傷作用 張?zhí)N暉等[5]探討了大氣細顆粒物的心血管毒性及其可能的作用機制。研究表明，PM2.5可通過誘導(dǎo)心血管內(nèi)皮細胞的誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)活性，對心血管系統(tǒng)產(chǎn)生氧化應(yīng)激損傷，氧化應(yīng)激作用可能是PM2.5心血管系統(tǒng)毒性的作用機制之一。劉曉莉等[6]研究證實，PM2.5可對大鼠心臟具有氧化損傷作用。與對照組相比，較高PM2.5劑量組大鼠心臟脂質(zhì)過氧化(LPO)水平有顯著升高，但各抗氧化酶活性變化無統(tǒng)計學(xué)意義。

1.3 PM2.5引起心臟重構(gòu) 研究證實[7]：PM2.5對雄性自發(fā)性高血壓大鼠的心臟有一定的急性毒作用，并可引起心臟重構(gòu)。高濃度組與對照組相比，心臟生長轉(zhuǎn)化因子β1 (transforming growth factor-β1，TGF-β1)的mRNA表達明顯升高(P＜0.01)。心臟病理學(xué)改變隨著染毒濃度的增加越加嚴重，并可引起心臟重構(gòu)。

2 PM2.5與血管疾病關(guān)系的臨床研究

2.1 PM2.5與心血管事件 交通相關(guān)性空氣污染被認為是造成血管損害的主要空氣污染介質(zhì)[8]。歐洲空氣污染效應(yīng)隊列研究[9]發(fā)現(xiàn)空氣顆粒污染和急性冠脈事件之間存在正相關(guān)。該研究共納入1997—2007年無基礎(chǔ)冠脈病變的100 166名受試者，平均隨訪1.5年。研究主要評價顆粒物PM2.5(顆粒直徑小于2.5 μm)、PMcoarse(顆粒直徑2.5～10 μm)、PM10(顆粒直徑大于10 μm)、煤煙、氮氧化物和汽車尾氣與急性冠脈事件之間的關(guān)系。研究結(jié)果表明，5 157名參與者發(fā)生終點事件，PM2.5年均增長5 μg/m3，冠脈事件增長13%(風(fēng)險比1.13)；PM10年均增長10 μg/m3，冠脈事件增長12%(風(fēng)險比1.12)。在低于目前歐洲年均PM2.5 25 μg/m3和PM10 40 μg/m3限定值水平下，顆粒污染物與冠脈事件之間呈正相關(guān)。冠脈事件與其他污染物呈正相關(guān)但無統(tǒng)計學(xué)意義。另有一項始于1982年的研究[10]證實當空氣中PM2.5的濃度長期高于10 μg/m3會使死亡風(fēng)險上升。濃度每增加10 μg/m3，總死亡風(fēng)險上升4%，心肺疾病死亡風(fēng)險上升6%。

急性暴露于空氣污染是否會對心血管疾病產(chǎn)生影響，最近，英國和印度學(xué)者聯(lián)合進行的一項系統(tǒng)回顧與薈萃分析[11]表明，急性暴露于空氣污染與心衰住院及心衰致死有緊密的時間相關(guān)關(guān)系。研究者選取了35項關(guān)于顆粒物[直徑＜2.5 μm(PM2.5)或＜10 μm(PM10)]濃度增加和污染氣體[包括一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、臭氧]與心衰住院率或心衰死亡率之間相關(guān)性的研究，采用隨機效應(yīng)模型對每種污染物進行總體風(fēng)險評估。研究發(fā)現(xiàn)PM2.5濃度每增加10 μg/m3，心衰住院率或死亡率增加2.12%；PM10濃度每增加10 μg/m3，住院或死亡率增加1.63%。根據(jù)該項研究估計，在美國如果PM2.5平均降低3.9 μg/m3，則可預(yù)防7 978例因心衰引起的住院，且每年約節(jié)省3.07億美元。然而，由于該項研究沒有對研究對象、心衰嚴重程度或預(yù)先存在的心臟衰竭的表型進行分層，因此需進一步深入研究證實。這項薈萃分析主要納入的是發(fā)達國家的研究資料，更高質(zhì)量的研究急需在中-低收入發(fā)展中國家開展。

DEAS(Detroit Exposure and Aerosol Research Study)分析[12]通過對個體PM2.5監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)了心血管損害和微環(huán)境暴露因子之間的相關(guān)性。研究顯示心率增加與個體每小時持續(xù)PM2.5暴露有關(guān)。通過對50名個體329～434 min的監(jiān)測顯示：其中75%的心血管事件是暴露在＜35 μg/m3濃度之下。烹飪和汽車事件占每小時PM2.5暴露高峰的近10%，室內(nèi)烹飪常導(dǎo)致1 min暴露濃度事件，平均峰值超過209 μg/m3。研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)境性煙草暴露7～10 h導(dǎo)致明顯的心率變化，同時可使肢體動脈直徑增0.2～0.7 mm/(μg·m)3。結(jié)果證實個體暴露可導(dǎo)致嚴重的生物學(xué)反應(yīng)，有時程度和趨向性的變化與暴露的程度有關(guān)。美國胸科協(xié)會最近推薦PM2.5嚴格標準為10 μg/m3，將每日最高濃度減少了25 μg/m3[13]。最近的研究表明[14]，在低于WHO推薦的PM2.5濃度下，健康的不利影響仍將持久存在。

2.2 PM2.5與動脈粥樣硬化 研究[10]證實PM2.5會導(dǎo)致動脈斑塊沉積引發(fā)血管炎癥和動脈粥樣硬化最終導(dǎo)致心臟病或其他心血管問題。通過對平均年齡60歲的4 238名參與者研究發(fā)現(xiàn)，每2.4 μg/m3PM2.5，胸主動脈鈣化負擔(dān)增加18.1%。長期暴露于細顆粒與亞臨床動脈粥樣硬化呈獨立相關(guān)性[15]。

2.3 PM2.5與心室復(fù)極的變化和心率變異性(HRV)的關(guān)系[16]該研究對2007—2008年北京老年心臟病患者進行了隊列研究。在固定站點每天連續(xù)20個小時監(jiān)測PM2.5，對42名患者進行了ECG檢查。從中國氣象中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)系統(tǒng)獲取氣象數(shù)據(jù)?；旌暇€性回歸模型用來檢驗PM2.5與ECG指標的關(guān)系。經(jīng)過年齡、體質(zhì)指數(shù)、性別、每周的天數(shù)和氣象等校正后，觀察到PM2.5對心電圖指標HRV呈明顯的不利影響，具有統(tǒng)計學(xué)意義。PM2.5對HRV的最強作用是滯后1 d發(fā)生。然而，PM2.5與心電圖反映的心臟復(fù)極化/去極化之間沒有關(guān)聯(lián)。此外，PM2.5對高血壓患者的影響大于無高血壓的患者。本研究顯示環(huán)境PM2.5可能影響老年心臟病患者的心臟自主神經(jīng)功能，高血壓患者可能對PM2.5引起的自主神經(jīng)功能紊亂更加敏感。

空氣污染作為一個與主要心血管疾病及健康經(jīng)濟代價普遍相關(guān)的公共衛(wèi)生事件，它的有效控制仍應(yīng)被當作全球衛(wèi)生政策的一個主要目標。在我們關(guān)注傳統(tǒng)心血管疾病危險因素的同時，亦應(yīng)高度重視空氣污染與心血管疾病的發(fā)生及致死、致殘之間的關(guān)系。PM2.5對心血管損害的機制缺乏明確闡述，目前沒有預(yù)防心血管疾病的PM2.5控制標準，PM2.5與高血壓、心衰等心血管疾病是因果關(guān)系還是一種伴隨關(guān)系有待進行更深入的前瞻性研究。

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The relationship between PM2.5 and cardiovascular diseases has been paid more and more attention.This paper reviews the mechanism of cardiovascular damage caused by PM2.5 and its current status of the clinical research.

PM2.5；Cardiovascular；Damage

2014-03-03)

1005-619X(2014)08-0687-02

10.13517/j.cnki.ccm.2014.08.008

武常芬