健康人肺功能是否可以抵御日常大氣顆粒物暴露？

韓 斌 白志鵬 郝延慧 闞海東 夏昭林

何謂霧霾？

大氣顆粒物是懸浮在空氣中的一類固體物質(zhì)為核，表面粘附氣態(tài)以及液態(tài)分子的顆粒狀的混合物質(zhì)。根據(jù)空氣動力學(xué)原理，不同顆粒物的劃分主要根據(jù)空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑。理想狀態(tài)下，例如以10μm、2.5μm、1.0μm以及0.1μm為單位，人為劃分為PM10、PM2.5、PM1.0、PM0.1等。近年來最為公眾熟知且經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)與人群健康關(guān)系最緊密的是PM2.5，與最早納入國家常規(guī)大氣污染物監(jiān)測體系的PM10相比，也被稱為“細(xì)顆粒物”。其中顆粒物的組分復(fù)雜，對人群健康造成的危害是逐漸被人們認(rèn)識到的。（Dockery et al.，1993， Samet et al.，2000）霾的形成有兩個必須條件，第一是大氣中顆粒物濃度上升至一定濃度，其次當(dāng)時的氣象學(xué)指標(biāo)，如風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度以及氣壓不利于這些顆粒物迅速擴散時，也就是說把這無數(shù)個顆粒物“夾裹”起來，霾就形成了。

歷史總是驚人的相似，中國最大的兩個城市——北京、上海，被霧霾籠罩時的情形恰如19世紀(jì)的英國。在1871年至1881年十年間，倫敦嚴(yán)重的霧霾發(fā)生了55次，1882年到1892年該頻率上升至69次。單單1886年到1887年，這個頻數(shù)是驚人的83次！這個時期每年因為與惡劣天氣相關(guān)的疾病引起的經(jīng)濟損失大約是500萬英鎊（Hamlin and Sheard，1998）。直到進入20世紀(jì)中期，歷經(jīng)半個世紀(jì)的努力治理，倫敦才摘掉“霧都”的帽子。

自2010年起，霧霾的現(xiàn)象開始在我國出現(xiàn)。隨后幾年，我國很多大型城市頻頻受到霧霾的困擾，我國環(huán)境衛(wèi)生工作者也同期開展了針對顆粒物濃度與人群健康之間關(guān)系的研究，其中闞海東等學(xué)者研究證實顆粒物濃度上升與居民死亡率之間存在關(guān)聯(lián)，也就是提示顆粒物暴露對人群健康有不利影響。（Kan et al.， 2012， Chen et al.， 2013）這些來自人群的顆粒物健康研究為我們設(shè)計本次“健康固定群組”提供了思路，也提示進一步認(rèn)識顆粒物的健康危害，需要有來自個體水平的健康效應(yīng)數(shù)據(jù)。

最受傷的是肺嗎？

大氣污染、霧霾等惡劣氣候當(dāng)前，擋在第一線的是人體的呼吸道，依次為鼻腔、口咽部、氣管、支氣管以及肺泡。針對研究對象的肺功能指標(biāo)的流行病學(xué)調(diào)查也最為普及，但是大多數(shù)研究集中在對哮喘患者、氣管炎患者等已有疾病的敏感人群，極少關(guān)注吸入顆粒物對呼吸系統(tǒng)正常的個體是否也存在健康隱患。本次固定群組研究的研究假設(shè)是：在改變?nèi)巳核幍牡念w粒物暴露環(huán)境時，健康人群的呼吸系統(tǒng)也會受到影響，也就是說顆粒物的濃度與健康人的肺功能指標(biāo)之間存在“暴露—效應(yīng)”關(guān)系，并討論上述改變是否可能觸發(fā)肺功能損傷。

本次研究采用的“健康固定群組研究”（panel study）方法是近期應(yīng)用在環(huán)境污染的流行病學(xué)研究方法，屬于流行病學(xué)隊列研究的范疇，“固定群組”意指對一個隊列進行多個時間點的重復(fù)測量，結(jié)合研究期間環(huán)境暴露的變化，尋找暴露與不同時間點健康效應(yīng)之間的關(guān)系。這種研究方法一方面可以做到暴露與效應(yīng)之間的動態(tài)監(jiān)測，具有暴露在前、效應(yīng)在后的前瞻性研究特點，同時固定群組研究是對同一組群組隊列進行的重復(fù)測量，適合在小規(guī)模人群中進行，同時重復(fù)測量形成的多個自身對照組可以有效控制個體之間的抽樣誤差，提高研究效率。（Dominici et al.，2003）本研究中固定群組來自山東莒南縣城，招募48名40?60歲的健康人群作為研究對象，在山東莒南縣的顆粒物暴露監(jiān)測包括研究對象活動范圍內(nèi)的PM2.5、PM10平均濃度。隨后，改變該“健康固定群組”暴露環(huán)境：48名研究對象統(tǒng)一行程，乘大巴抵達(dá)上海市徐匯市區(qū)，入住市區(qū)某賓館，期間持續(xù)進行顆粒物暴露的監(jiān)測，同期依托上海市中山醫(yī)院呼吸科對這48名“健康固定群組”研究對象進行每隔一天的肺功能測定，試圖尋找在不同時間點的“健康固定群組”的肺功能指標(biāo)是否受到研究對象所處環(huán)境中顆粒物濃度影響。

一南一北差別大

研究結(jié)果顯示，11天研究期間，最顯著的顆粒物改變來自于山東—上海兩地的地理位置改變，其次在上海的9天連續(xù)監(jiān)測期間，上海市區(qū)的顆粒物濃度也出現(xiàn)了較小幅度的波動，研究結(jié)果表明在山東兩天的PM10和PM2.5日均質(zhì)量濃度約為上海地區(qū)的3倍，其中PM2.5日均質(zhì)量濃度范圍在山東和上海市區(qū)分別為108.7?736.7μg/m3和38.6?231.9μg/m3，而PM10日均質(zhì)量濃度范圍在山東A城鎮(zhèn)和上海分別為144.9?734.3μg/m3和58.0?444.4μg/m3。

山東莒南縣是沂蒙革命老區(qū)的重要組成部分，地處山東省東南部魯蘇交界處，屬于魯東南丘陵區(qū)，以農(nóng)業(yè)種植為主，縣城城關(guān)鎮(zhèn)附近有數(shù)個中小型企業(yè)（如酒廠等）。全縣人口約88.64萬（2010年第六次人口普查），全縣平均海拔200米，屬于溫帶季風(fēng)氣候。該城鎮(zhèn)與太平洋西海岸（黃海海岸）直線距離約40公里。

作為對比的上海市，位于我國海岸線中部，屬亞熱帶季風(fēng)性氣候，雨熱同期，日照充分，雨量充沛。氣候溫和濕潤。至2010年年底，全市常住人口2302.66萬人，其中戶籍人口1412.32萬人；來滬半年以上的流動人口897.95萬人，是我國最大的經(jīng)濟中心城市。市區(qū)中心距離東海海岸直線距離約為40公里。

隨著固定群組活動范圍由山東轉(zhuǎn)移至上海，持續(xù)追蹤記錄人群活動范圍內(nèi)的顆粒物水平和氣象數(shù)據(jù)。觀察到顯著下降的顆粒物濃度有如下解釋：一月份的莒南縣天氣寒冷，空氣中高濃度的顆粒物很可能來自供熱公司燃煤排放的污染物，而上海市冬季沒有供暖，不存在來自燃煤排放的污染源。（Xiao et al.， 2015）

健康人變化并無差

關(guān)注研究對象的呼吸系統(tǒng)健康，最為重要的指標(biāo)來自肺功能測定?！敖】倒潭ㄈ航M”人群一共進行五次肺功能指標(biāo)的檢測，五次測量均在檢測日上午8點至9點時段進行。五次重復(fù)測量第一秒用力肺活量FEV1、最大肺活量FVC和呼氣峰流速值PEF值均出現(xiàn)小幅度波動，但是上述改變依舊在成人肺功能正常值參考范圍內(nèi)，沒有出現(xiàn)大幅度超出正常值范圍的改變。