PM2.5与O3短期联合暴露对农村居民肾功能的影响及血脂介导作用研究

《Ecotoxicology and Environmental Safety》：Association of joint exposure to PM 2.5 and O 3 with renal dysfunction in rural residents: Mediation of blood lipid levels

　　本研究针对PM2.5和O3短期联合暴露对肾功能影响机制不明的问题，通过3894名农村居民队列研究，发现双高暴露导致eGFR最大降幅达5.12 mL/min/1.73 m2，总胆固醇介导6.4%-13.6%效应，为空气污染肾病机制提供新证据。

　　

当我们呼吸的空气中潜藏着看不见的健康威胁时，肾脏这个人体"净化器"正默默承受着巨大压力。近年来，随着空气污染问题日益凸显，PM_2.5（细颗粒物）和O₃（臭氧）这两种主要污染物对呼吸系统和心血管系统的危害已广为人知，但它们对肾脏功能的影响却鲜少被关注。特别是在医疗条件相对薄弱的农村地区，居民长期暴露于较高浓度的空气污染物中，其健康风险更值得深入探究。

肾脏作为人体重要的排泄器官，负责过滤血液中的代谢废物、维持体液平衡。一旦肾功能受损，将引发全身性连锁反应。慢性肾脏病已成为全球第十二大死因，给社会带来沉重负担。虽然已有研究表明长期暴露于PM_2.5会增加慢性肾脏病风险，但短期暴露的影响，特别是PM_2.5与O₃的联合效应及其作用机制，仍是科研界的盲点。

更令人困惑的是，空气污染物究竟通过什么途径影响肾功能？血脂水平是否在其中扮演重要角色？这些问题亟待解答。为此，来自河南医科大学的研究团队开展了一项针对农村居民的大规模研究，成果发表在环境健康领域权威期刊《Ecotoxicology and Environmental Safety》上。

研究人员采用的关键技术方法包括：基于中国高分辨率空气污染物数据集（CHAP）的个体化暴露评估，运用线性混合效应模型分析污染物与肾功能指标eGFR（估算肾小球滤过率）的关联，通过分层分析考察相对湿度和收入等效应修饰因素，并采用Baron和Kenny中介效应检验法验证血脂指标的介导作用。研究依托"河南省农村常见慢性非传染性疾病前瞻性队列研究"（ChiCTR-OOC-15006699），纳入3894名具有完整基线（2017年）和随访（2021年）数据的农村居民。

3.1. 描述性统计

研究人群平均年龄54.19岁，女性占62.28%，平均BMI为25.56 kg/m2。2017年基线调查时PM_2.5和O₃的平均浓度分别为50.9 μg/m3和176 μg/m3，2021年随访时分别为28.1 μg/m3和182 μg/m3。同期eGFR从102 mL/min/1.73 m2下降至101 mL/min/1.73 m2。

3.2. 单污染物模型分析

结果显示，PM_2.5和O₃浓度与eGFR呈显著负相关。在累积滞后7天（lag07）模型中，PM_2.5每增加1 μg/m3，eGFR下降0.129 mL/min/1.73 m2；O₃每增加1 μg/m3，eGFR下降0.050 mL/min/1.73 m2。这种负相关在调整慢性疾病等混杂因素后依然显著。

3.3. 联合暴露模型分析

将PM_2.5和O₃按中国环境空气质量标准分为高低浓度组合后，发现同时暴露于高浓度PM_2.5和高浓度O₃的居民eGFR下降最显著（β= -5.12），显著高于单独暴露于单一高浓度污染物的效应。

3.4. 分层分析

在低湿度（<46.81%）和高收入（≥1000元/月）人群中，双高暴露对eGFR的负面影响更为突出。然而，按职业划分的室内外暴露组间未见显著差异，表明空气污染对肾功能的影响具有普遍性。

3.5. 中介分析

TC（总胆固醇）在PM_2.5与eGFR关联中的中介比例为6.4%，在O₃与eGFR关联中为13.6%。而HDL-C（高密度脂蛋白胆固醇）、LDL-C（低密度脂蛋白胆固醇）和TG（甘油三酯）未显示显著中介效应。

3.6. 敏感性分析

将污染物转换为分类变量或排除高脂血症患者后，结果保持稳定，证实了研究的可靠性。

研究结论表明，短期暴露于PM_2.5和O₃确实会对肾功能产生不利影响，且两者联合暴露时存在协同增强效应。特别值得注意的是，TC在空气污染致肾功能下降过程中扮演了部分中介角色，这为理解污染物的作用机制提供了新视角。

讨论部分深入分析了可能的生物学机制：PM_2.5可能通过诱发系统性炎症反应，或使超细颗粒进入血液循环直接损伤肾脏；O₃则可能通过氧化应激、内皮功能障碍等途径影响肾功能。两种污染物可能通过重叠的机制途径放大对肾脏微血管系统的损害。低湿度环境可能通过削弱呼吸道防御功能、增加污染物沉积效率等方式增强联合毒性。

该研究的创新之处在于首次系统评估了农村人群短期联合暴露于PM_2.5和O₃对肾功能的影响，并揭示了血脂代谢的关键中介作用。这不仅为空气污染相关肾病防治提供了科学依据，也提示在制定公共卫生政策时应重视多污染物协同管控，将环境治理与慢性病防控有机结合，从而实现改善空气质量和提升全民健康水平的双重目标。未来研究需在更大样本、更长时间跨度下验证这些发现，并进一步探索其他潜在机制通路。