长期暴露于沙尘暴产生的细颗粒物与小气道功能障碍之间的关联：一项全国性横断面研究

《Environmental Research》：Association Between Long-term Exposure to Fine Particulate Matter from Sand Dust Storms and Small Airway Dysfunction: A National Cross-Sectional Study

　　该研究基于中国肺健康研究数据，评估了长期沙尘PM2.5暴露与小气道功能障碍（SAD）的剂量-反应关系及风险修饰因素。结果显示，沙尘PM2.5浓度每增加一个IQR（5.76μg/m3），SAD风险升高18%（OR:1.18, 95%CI:1.08-1.28），并伴随肺功能下降，教育水平较低人群风险更高。该发现为早期干预提供了证据。

　　

朱海璐|韩学燕|潘朝阳|程汉超|王一聪|王琦|黄科|关天佳|杨婷|王晨

中国医学科学院与北京协和医学院健康政策与管理学院，北京，中国

摘要

尽管人们对源自灰尘的细颗粒物（PM_2.5）的健康影响越来越关注，尤其是在气候变化的背景下，但其对呼吸系统的健康影响尚未得到充分研究。研究PM_2.5对小气道功能障碍（SAD）的影响对于早期预防至关重要，因为SAD代表了气道阻塞的早期阶段。本研究评估了长期暴露于PM_2.5与SAD风险之间的剂量-反应关系及其影响机制。SAD的诊断基于中国肺健康研究（China Pulmonary Health Study）的肺功能数据（N = 50,326）。长期PM_2.5浓度增加一个四分位数范围（IQR，5.76 μg/m³）与SAD风险增加相关（比值比[OR]：1.18，95%置信区间[CI]：1.08，1.28）以及无气流阻塞的SAD风险增加相关（OR：1.24，95% CI：1.10，1.39）。长期暴露于PM_2.5与支气管扩张剂使用前后的肺功能下降显著相关。受教育程度较低的人群更为脆弱。这一发现为了解空气污染为何以及何时会导致不可逆的气道阻塞提供了必要的证据，呼吁提高人们对细颗粒物对早期肺损伤危害的认识。有必要进一步研究针对SAD引起的呼吸系统危害的对策。

引言

小气道通常指内径小于2毫米的细支气管，在临床症状出现或肺功能可测量阻塞之前就可能已经出现功能障碍1, 2, 3。因此，小气道功能障碍（SAD）被认为是哮喘和慢性阻塞性肺疾病（COPD）等慢性呼吸道疾病发展和进展的早期标志和关键特征4, 5, 6, 7。研究发现SAD比慢性气流阻塞更为普遍8，对全球范围内的早期肺功能损伤构成重大威胁。因此，识别可改变的SAD风险因素对于预防早期肺损伤和随后的慢性气道阻塞非常重要。一些行为和社会经济因素，如吸烟、教育水平较低等，已被确定为SAD的风险因素7, 9；然而，环境因素对SAD的影响仍需进一步探讨。

沙尘暴（SDS）是半干旱和干旱地区常见的气象灾害，每年会产生并传输大量空气中的颗粒物10。据估计，超过150个国家的3亿人每天都会暴露在SDS相关环境中，而且随着气候变化，SDS的强度和频率可能会进一步增加11。在SDS中的所有颗粒物尺寸中，空气动力学直径≤2.5 μm的颗粒物是研究最广泛的类型之一12, 13, 14。一方面，PM_2.5含有丰富的有毒矿物质成分，如二氧化硅和铝15；另一方面，它在长距离传输过程中可以作为有害生物过敏原和微生物的载体16。更重要的是，PM_2.5可以进入呼吸道并沉积在肺部，导致呼吸系统疾病。世界卫生组织（WHO）在2021年更新的《空气质量指南》（AQG）中强调，气候变化将增加人类频繁接触灰尘的风险；然而，相关的流行病学证据仍然不足。

人们对源自灰尘的细颗粒物（PM_2.5的健康影响越来越关注17, 18, 19。尽管有一些研究考察了PM_2.5暴露对呼吸系统死亡率的影响20, 21，但PM_2.5对SAD的影响仍不清楚，这对于理解PM_2.5暴露如何在早期影响呼吸系统以及建立基于证据的早期干预系统至关重要。尽管一些实验研究表明PM_2.5可导致肺损伤22, 23, 24，但这些发现尚未通过大规模的流行病学研究得到证实。

在这项研究中，我们利用中国肺健康（CPH）研究的数据来探讨长期暴露于PM_2.5与SAD风险和肺功能之间的关系。我们进一步分析了PM_2.5与各种结果之间的非线性关系，以加深对长期PM_2.5暴露如何影响呼吸系统的理解。

研究参与者

本研究的数据来自中国肺健康（CPH）研究。CPH研究在2012年6月至2015年5月期间采用了多阶段、分层、集群随机抽样方法，招募了中国20岁及以上的全国代表性样本。研究设计的详细信息已在先前的研究中描述9, 25。排除了未完成全部支气管扩张剂使用前后肺功能测试、结果不可靠或未能……的参与者

描述性结果

表1展示了CPH研究中最终50,326名参与者（21,205名男性和29,121名女性）的人口统计特征。平均年龄为49.30岁（标准差，13.83岁）。在所有符合条件的参与者中，23,581人（46.9%）患有SAD，14,356人有SAD前期症状，6,713人有SAD后期症状（表1，表S1）。参与者的平均BMI为23.98 kg/m²（标准差，3.52 kg/m²）。大约20%的参与者家庭目前使用生物质燃料，23%的人是当前吸烟者。

讨论

在这项大规模、多中心、横断面研究中，我们发现长期暴露于PM_2.5与支气管扩张前后肺功能下降显著相关，同时也与SAD风险增加相关，尤其是无气流阻塞的SAD风险增加。据我们所知，这是首次在全国范围内明确长期PM_2.5暴露与SAD和肺功能参数之间关联的研究。我们的发现为……提供了证据

作者贡献声明

黄科：撰写 – 审稿与编辑、可视化、监督、资金获取。关天佳：撰写 – 审稿与编辑、可视化、监督、方法学、资金获取、概念构思。杨婷：监督。朱海璐：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、验证、软件使用、方法学。韩学燕：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写。王晨：监督。王一聪：可视化、方法学。王琦：可视化

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益冲突。

资金支持

本研究得到了科学技术基础资源调查计划（项目编号2023FY100604）和非传染性疾病-国家科技重大项目（2023ZD0506306）的支持。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益冲突或可能影响本文工作的个人关系。

致谢

作者感谢中国肺健康研究的参与者。我们也感谢参与中国肺健康研究项目的医院和医疗机构的持续支持、协助与合作。