全球大氣污染對(duì)人體心血管與呼吸系統(tǒng)的影響

第四軍醫(yī)大學(xué)預(yù)防醫(yī)學(xué)系2011級(jí)MPH(西安710032)

梁曉珍 綜述 蔡同建 審校

·綜 述·

全球大氣污染對(duì)人體心血管與呼吸系統(tǒng)的影響

第四軍醫(yī)大學(xué)預(yù)防醫(yī)學(xué)系2011級(jí)MPH(西安710032)

梁曉珍 綜述 蔡同建 審校

隨著人類(lèi)現(xiàn)代化程度的不斷進(jìn)步，與之相伴的是全球大氣污染程度的不斷加劇?，F(xiàn)在，世界上有大約50%的人口居住在城市和郊區(qū)，且暴露在日趨嚴(yán)重的空氣污染環(huán)境中。在過(guò)去十年的研究已證實(shí)，環(huán)境空氣污染對(duì)心血管和呼吸系統(tǒng)疾病發(fā)病率和死亡率、生存質(zhì)量和衛(wèi)生保健系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)均有負(fù)面影響，防治形勢(shì)十分嚴(yán)峻。因此，回顧當(dāng)前相關(guān)研究成果，分析大氣污染對(duì)人體心血管與呼吸系統(tǒng)的短期和長(zhǎng)期影響，以期為醫(yī)者的治療和研究提供可靠的參考依據(jù)。

1 引 言

高速的全球城市化進(jìn)程增加了能源消耗以及化石燃料的污染物排放，包括工業(yè)生產(chǎn)以及機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣等。當(dāng)今，世界上有大約50%的人口居住在城市和郊區(qū)，長(zhǎng)期暴露在日趨嚴(yán)重的空氣污染環(huán)境中[1]。大量報(bào)道表明，心肺疾病的發(fā)生與突然或長(zhǎng)期接觸顆粒狀的大氣污染物有著密切的關(guān)系，因此城市大氣污染是威脅人類(lèi)健康的首要問(wèn)題。據(jù)WHO估計(jì)，2009年大氣污染導(dǎo)致全球115萬(wàn)人死亡(相當(dāng)于近2%的總死亡人數(shù))，還導(dǎo)致了875萬(wàn)殘疾調(diào)整生命年[2]。流行病學(xué)研究表明，嚴(yán)重的大氣污染導(dǎo)致了心肺疾病的病死率和死亡率大幅增加，心肺疾病病人頻繁入院治療，有心肺疾病病史的患者病情加重。因此，整體防治形勢(shì)十分嚴(yán)峻。

目前，大氣污染源主要包括已發(fā)現(xiàn)的氣態(tài)(一氧化碳，二氧化氮，二氧化硫和臭氧)及顆粒狀的污染物。這些污染源對(duì)人體健康都具有負(fù)面影響，特別是顆粒狀的大氣污染物(如可吸入的顆粒物﹤2.5 μm [PM2.5]和超微粒子﹤0.1μm [UFP])對(duì)人類(lèi)健康造成的傷害最為嚴(yán)重，由于顆粒物中含有多種有毒物質(zhì)且分布廣泛，因此這些顆粒物質(zhì)也成了影響全球大氣污染的重要指標(biāo)。同時(shí)，由于大氣污染物通過(guò)呼吸系統(tǒng)進(jìn)入人體，進(jìn)一步影響心血管系統(tǒng)，因此針對(duì)因大氣污染引發(fā)的心血管與呼吸系統(tǒng)疾病的研究也非?；钴S，且大體上分為短期效應(yīng)和長(zhǎng)期效應(yīng)研究。前者主要研究突然劇烈的大氣污染對(duì)人們健康的影響，著重研究病死率和入院治療以及包括暴露于大氣污染幾天后的時(shí)間序列分析。后者包括暴露于大氣污染數(shù)年后的一系列生存分析，評(píng)估出了長(zhǎng)期暴露在空氣污染物中對(duì)心血管疾病或呼吸系統(tǒng)疾病患者的影響。因此，本文將回顧和分析上述兩類(lèi)的流行病學(xué)研究或臨床研究，以期為我國(guó)醫(yī)療工作者開(kāi)展針對(duì)性治療和研究提供參考依據(jù)。

2 大氣污染對(duì)心血管系統(tǒng)的影響

2.1 短期效應(yīng) 一些流行病學(xué)研究已經(jīng)證明了突然暴露在大量的顆粒狀大氣污染物中和急性心血管疾病的發(fā)生有著重要的聯(lián)系。

美國(guó)大氣污染相關(guān)發(fā)病和死亡研究小組對(duì)美國(guó)20個(gè)大城市5千萬(wàn)人的一系列臨床結(jié)果進(jìn)行了調(diào)查研究，其中平均病死率與患者死亡前一天的空氣粒子濃度相關(guān)。PM10的含量每升高20μg / m3，則心肺疾病患者病死率就會(huì)增加0.6%[3]。

相應(yīng)的，APHEA-2研究表明人類(lèi)健康和大氣污染之間的聯(lián)系更為密切[4]。據(jù)估計(jì)，歐洲29個(gè)國(guó)家中的4300萬(wàn)人中，PM10每升高20μg / m3，則心血管疾病的日病死率大約會(huì)增長(zhǎng)1.5%。一份最新的意大利META分析研究收集了意大利15個(gè)城市從1996年～2002年900萬(wàn)人的數(shù)據(jù)，用于研究大氣污染造成的短期影響。該研究表明日益增長(zhǎng)的心肺疾病死亡率和空氣污染物濃度(NO2, CO, SO2和PM10)的上升有密切的關(guān)系[5]。最終，基于分析一系列已發(fā)布的時(shí)間序列研究結(jié)果，Pope和 Dockery認(rèn)為隨著平均24h內(nèi)每10μg / m3的PM2.5的增加，每天心血管疾病的病死率也會(huì)增加大約0.4%～1.0%[6]。其他研究也分析了空氣污染對(duì)心血管疾病死亡率影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)空氣污染更容易引發(fā)心血管疾病(局部缺血性心臟病，心率不齊和心衰)[7]?？傊?，周?chē)w粒物的短期內(nèi)的上升能夠引發(fā)心率失常，高血壓發(fā)作，加重心衰，引發(fā)急性動(dòng)脈粥樣硬化或缺血性心血管并發(fā)癥。

2.2 長(zhǎng)期效應(yīng) 除了短期大氣顆粒污染物會(huì)產(chǎn)生以上這些影響外，長(zhǎng)期的污染也會(huì)增加心血管疾病發(fā)病及死亡風(fēng)險(xiǎn)。

Dockery和他的同事們做了一項(xiàng)追蹤調(diào)查，該調(diào)查持續(xù)了14～16年，并以美國(guó)6個(gè)城市8000多名成年人為對(duì)象。該研究發(fā)現(xiàn)污染程度最重的城市的病死率是污染程度最輕城市的1.26倍。這再一次證明了大氣污染是心血管疾病病死率上升的元兇，其中與PM2.5污染的關(guān)系最為密切。PM2.5中每上升10μg / m3就伴隨著心血管病死亡危險(xiǎn)性升高1.19倍。Miller和他的同事們發(fā)現(xiàn)在過(guò)去的6年里，長(zhǎng)期的大氣污染使心血管疾病發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)增長(zhǎng)了24%，使心血管疾病相關(guān)的死亡人數(shù)增長(zhǎng)了76%[8]。此外，有研究表明，長(zhǎng)期的空氣污染可導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化。例如，Kunzli和他的同事們?cè)诼迳即壗?00位居民中進(jìn)行了一項(xiàng)頸動(dòng)脈內(nèi)部的厚度測(cè)量。在PM2.5中，每增長(zhǎng)10μg / m3，頸動(dòng)脈內(nèi)部的厚度就會(huì)增長(zhǎng)近6%，而在潛在的混雜變量調(diào)整后，頸動(dòng)脈內(nèi)部的厚度增加程度就會(huì)下降至4%。通過(guò)分析5組雙盲隨機(jī)試驗(yàn)，該小組還發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈粥樣硬化的惡化與空氣污染密切相關(guān)[9]?？傊?，以上一系列研究表明，長(zhǎng)期暴露在顆粒狀物質(zhì)的大氣污染中對(duì)心血管有極大的負(fù)面作用。

3 大氣污染對(duì)呼吸系統(tǒng)的影響

3.1 短期效應(yīng) 針對(duì)已有的流行病學(xué)和病理學(xué)研究分析表明，在呼吸系統(tǒng)對(duì)大氣污染的急性暴露期，污染物不僅會(huì)降低正常肺功能，而且會(huì)進(jìn)一步加重支氣管哮喘、COPD等疾病的病情。

Chang等人曾對(duì)臺(tái)灣臺(tái)北的2919名年齡在12～16歲的學(xué)生做過(guò)一項(xiàng)調(diào)查，以研究不同的PM10、SO2、CO以及NO2含量對(duì)肺功能的不同影響。CO濃度每增加百萬(wàn)分之一會(huì)導(dǎo)致FVC減少69.8ml，F(xiàn)EV1減少73.7ml，并會(huì)有一天的滯后反應(yīng)。SO2濃度每增加十億分之一會(huì)導(dǎo)致FVC減少12.9ml，F(xiàn)EV1減少11.7ml，同樣也會(huì)有一天的滯后反應(yīng)。如果暴露于O3和PM10中數(shù)天，其濃度變化會(huì)對(duì)FVC和FEV1產(chǎn)生較小卻重要的負(fù)面影響[10]。而一組研究人員在希臘雅典研究了年齡在兒童和青少年，由于暴露在PM10和SO2下而進(jìn)入急診室就診數(shù)量。當(dāng)PM10和SO2的含量每增加10μg / m3，與哮喘相關(guān)的就診量就會(huì)分別增加2.2%和6.0%[11]。在中國(guó)香港實(shí)施的一項(xiàng)生態(tài)學(xué)研究調(diào)查了2000～2004年期間空氣污染物與因慢性阻塞性肺病而入院之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)因慢性阻塞性肺病而入院與污染物水平之間存在顯著相關(guān)性。SO2、NO2、O3、PM10和PM2.5濃度中10μg /m3的增加產(chǎn)生的相對(duì)入院風(fēng)險(xiǎn)分別為1.007、1.026、1.040、1.024和1.031。此影響始于暴露日，并持續(xù)至第5天，并且在冬季比在夏季更為明顯。

3.2 長(zhǎng)期效應(yīng) 當(dāng)呼吸系統(tǒng)暴露于大氣污染物時(shí)，不僅會(huì)有上述急性期的研究結(jié)論，對(duì)于長(zhǎng)期暴露也存在慢性的、負(fù)面的影響。

對(duì)于肺功能的長(zhǎng)期影響，Gauderman等人曾進(jìn)行過(guò)一項(xiàng)預(yù)測(cè)研究，研究對(duì)象為美國(guó)加利福利亞州12個(gè)社區(qū)中1759名年齡在10～18歲的孩子，社區(qū)內(nèi)NO2、酸性蒸汽、PM2.5以及元素碳的含量均不相同。在對(duì)混雜因子進(jìn)行控制后，作者發(fā)現(xiàn)，與污染較少地區(qū)的孩子相比，生活在PM含量較高的環(huán)境中的孩子，其FEV1(約100ml)有很明顯的減少。即使是沒(méi)有患支氣管哮喘孩子也受到了明顯的影響。對(duì)于年齡小于18歲的孩子，生活在污染較嚴(yán)重社區(qū)，其FEV1< 80%的比例要比生活在污染較輕的社區(qū)的孩子的比例小5倍(PM2.5的平均含量分別為29.0μg /m3和6.0μg /m3)[12]。

對(duì)于哮喘的長(zhǎng)期影響，美國(guó)加利福尼亞州在具有不同O3水平的12個(gè)社區(qū)內(nèi)對(duì)3535名無(wú)哮喘病史的兒童開(kāi)展了一項(xiàng)隨訪超過(guò)5年的前瞻性研究。隨訪期內(nèi)，265例兒童患上哮喘。在O3含量濃度高的社區(qū)內(nèi)，做過(guò)三種或三種以上運(yùn)動(dòng)的兒童，患哮喘的風(fēng)險(xiǎn)比沒(méi)有作任何運(yùn)動(dòng)兒童的風(fēng)險(xiǎn)率要高3.3倍。在O3濃度含量低的社區(qū)內(nèi)，運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的數(shù)量不是患哮喘的風(fēng)險(xiǎn)因素。同樣，僅在O3濃度含量高的區(qū)域里，滯留戶(hù)外時(shí)間才是患上哮喘的一種直接風(fēng)險(xiǎn)因素。

而對(duì)于COPD而言，1993年～2004年期間在丹麥實(shí)施的一項(xiàng)研究對(duì)57,053位個(gè)人進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)1,786(3.4%)人患有慢性阻塞性肺病。作者發(fā)現(xiàn)對(duì)混雜因子包括吸煙進(jìn)行控制后，慢性阻塞性肺病和在交通產(chǎn)生污染物中的暴露之間呈正相關(guān)。慢性阻塞性肺病發(fā)生率與35年的平均NO2濃度(RR=1.08；95% C1：1.02-1.14，且四分位差為5.81μg /m3)相關(guān)[13]。

特別重要的是長(zhǎng)期暴露于大氣污染對(duì)肺癌的發(fā)病率也具有顯著的影響。一項(xiàng)涵蓋美國(guó)50個(gè)州500,000成年人的前瞻性研究表明PM2.5濃度每增加10μg /m3則癌癥發(fā)病率增加14%[14]。在一項(xiàng)涉及多個(gè)歐洲國(guó)家的研究中，不抽煙者和吸煙者不同類(lèi)型肺癌發(fā)生的5%和7%都可以歸結(jié)于污染而引起[15]。另外通過(guò)對(duì)數(shù)個(gè)隊(duì)列研究以及病例對(duì)照研究的分析結(jié)果指出，空氣污染的慢性暴露可使肺癌的發(fā)病危險(xiǎn)平均增加20%～30%[16]。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)以上分析表明，大氣污染廣泛地威脅人類(lèi)的健康和生命。醫(yī)療工作者應(yīng)當(dāng)充分認(rèn)識(shí)污染物影響在臨床實(shí)踐中的重要性，正確地評(píng)估病人在家里、工作場(chǎng)所以及住宅區(qū)域的污染暴露情況。如果在短期或中期內(nèi)無(wú)法降低污染物的排放，最好能夠建議病人采取保護(hù)措施來(lái)降低室內(nèi)外污染物的影響，降低此類(lèi)暴露的不利影響。此外，當(dāng)環(huán)境污染物濃度增加已加重現(xiàn)有病情時(shí)，內(nèi)科醫(yī)生不應(yīng)只是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)治療方案視情況進(jìn)行調(diào)整，同樣，作為普通民眾也應(yīng)該運(yùn)用自己的知識(shí)來(lái)促進(jìn)采取措施，從而降低城市和農(nóng)村的污染物等級(jí)。

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(收稿：2015-02-27)

空氣污染物 心血管疾病 呼吸系統(tǒng)疾病

R543

A

10.3969/j.issn.1000-7377.2015.07.069