大氣細(xì)顆粒物(PM2.5)對心腦血管疾病影響的研究進展

王 蓉，王劍芳

大氣細(xì)顆粒物(PM2.5)對心腦血管疾病影響的研究進展

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)量的最主要污染來源之一，其可深入并沉積到深部肺組織，甚至可以穿過肺泡間質(zhì)進入血液循環(huán)，對心腦血管系統(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PM2.5對人群心腦血管疾病的影響作一綜述。

心腦血管疾?。淮髿饧?xì)顆粒物質(zhì)；PM2.5；健康危害

心腦血管疾病已成為當(dāng)今世界危害人類健康的一類重要疾病，探索其形成原因和主要危險因素有助于采取有效干預(yù)措施進行科學(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，其主要來源于石油、煤炭等化工染料的高溫燃燒過程及機動車的尾氣排放，已經(jīng)成為全球性的影響人類健康的重要問題。大氣細(xì)顆粒物(PM2.5)是指空氣動力學(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)如有機物多環(huán)芳烴、無機物、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肺間質(zhì)，進入血液循環(huán)，對全身健康產(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PM2.5對人群心腦血管疾病的影響作一綜述。

1 PM2.5對心腦血管系統(tǒng)的急性影響

當(dāng)PM2.5的濃度在較短時間內(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瞬間排出超過一次最高容許濃度時，其對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對人體健康的短期效應(yīng)已引起國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，尤其對高濃度PM2.5暴露人群心腦血管健康的影響更為關(guān)注。已知文獻多采用時間序列研究、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急性暴露對各種健康效應(yīng)終點的研究，目前在全球不同地點、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)。

孫惠樂等[3]的時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)測因子。宋桂香等分析了上海市城區(qū)3年來大氣二氧化硫(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]對北京市的研究亦得到了一致的結(jié)果。Samet等[5]研究了美國20多個城市大氣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增加0.4%。Jong-Tae Lee和Joel Schwartz在韓國漢城采用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危險度為1.010。

目前在國外還有學(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9例美國健康長期工作于地鐵站的人員進行了監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)大氣顆粒物PM2.5暴露與機體血液學(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)的危險因素。而我國目前尚缺少采用此種方法的相關(guān)報道。

2 細(xì)顆粒物對心腦血管系統(tǒng)的慢性作用

目前國內(nèi)外通常采用橫斷面研究和隊列研究進行細(xì)顆粒物對心腦血管系統(tǒng)慢性作用的評價。研究表明長期暴露于大氣顆粒物，會引起心血管疾病死亡率上升，進而構(gòu)成對人群健康的嚴(yán)重威脅。

徐肇翊等采用橫斷面研究的方法明確了沈陽市大氣污染對總死亡率及各種急慢性疾病的影響，按照歷年環(huán)保監(jiān)測數(shù)據(jù)分成高、中、低3個污染區(qū)后，心腦血管疾病死亡率在3區(qū)間的差異有統(tǒng)計學(xué)意義；同時，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1.7(95%CI1.1～2.6)。愛爾蘭首都都柏林進行的一項干預(yù)實驗研究了大氣顆粒物污染對心血管系統(tǒng)的慢性影響，經(jīng)過6年的統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，大氣顆粒物的一項指標(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]。

在美國癌癥協(xié)會隊列研究中，Pope通過對552 138名成年人死亡資料統(tǒng)計的研究發(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)，其顆粒物長期暴露對居民心血管疾病死亡的相對危險度為1.26。

以上研究有力地加強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，有力地證實了大氣顆粒物污染長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)系遠較粗顆粒物密切。研究同時發(fā)現(xiàn)，大氣顆粒物慢性暴露的相對危險度遠較急性作用為大。

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)生的相對危險度表示。 錢孝琳等通過對16篇國內(nèi)外文獻(涉及27個研究地區(qū)，其中有2篇來自我國，涉及我國的2個地區(qū))的綜合評價采用了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分析的方法對全球范圍內(nèi)109篇關(guān)于大氣污染與人群死亡率時間序列研究的文獻進行了綜合評價。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)語與展望

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

大氣細(xì)顆粒物(PM2.5)的閾值問題是評價其健康效應(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，通過流行病學(xué)的方法發(fā)現(xiàn)其對人體心腦血管疾病的影響并不明顯，對于制定我國大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)有極為重要的參考價值。目前，國外的學(xué)者認(rèn)為有關(guān)大氣細(xì)顆粒物(PM2.5)對心腦血管疾病的影響均趨向于線性正相關(guān)，而我國目前尚沒有能夠?qū)Υ髿饧?xì)顆粒物質(zhì)(PM2.5)對暴露人群心腦血管疾病的定量評價，在污染物指標(biāo)、健康終點和統(tǒng)計模型等方面均沒有形成統(tǒng)一，對城市間的比較以及進一步的多城市多水平分析都帶來了困難。

我國當(dāng)前PM2.5污染已很嚴(yán)重，且隨著城市的發(fā)展，沙塵暴、灰霾的肆虐和機動車數(shù)量的增加，這一現(xiàn)象有進一步加重的趨勢。而人口的老齡化進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)對心血管系統(tǒng)的危害，對提高人群的健康水平具有重要的現(xiàn)實意義。

總結(jié)現(xiàn)有文獻認(rèn)為還應(yīng)該在以下幾個方面加強研究：統(tǒng)計具有地域特點的大氣細(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行隊列研究或者固定群組追蹤研究，定量評價大氣細(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)進一步增加所統(tǒng)計的相關(guān)指標(biāo)，從多種角度進一步闡明大氣細(xì)顆粒物質(zhì)(PM2.5)對人體的危害，在不斷積累經(jīng)驗的基礎(chǔ)上綜合評價我國大氣細(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，劉燕，梁曉梅．空氣污染對日門診量的影響[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?？茖W(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)