中国成人肺部健康研究发现臭氧长期暴露或可导致小气道功能障碍

2021-12-03 21:21:12 来源:呼吸界 选稿:王珂然

中日友好医院王辰院士课题组联合复旦大学公共卫生学院阚海东教授课题组,基于「中国成人肺部健康(CPH)」研究,分析了臭氧长期暴露对成年人肺功能的影响。研究结果以「Long-term ozone exposure and small airways dysfunction: the China Pulmonary Health (CPH) Study」为题发表在国际知名期刊American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine上。(文章链接:https://www.atsjournals.org/doi/pdf/10.1164/rccm.202107-1599OC

前言

在我国空气质量整体改善的同时,臭氧污染却日益突出。既往流行病学证据表明,臭氧短期暴露与肺功能下降之间存在明确的因果关联。相比之下,较少有研究探讨臭氧长期暴露对肺功能的影响,且现有的大多数研究仅关注与气道阻塞相关的肺功能参数,如FEV1和FVC。很少有研究探索臭氧长期暴露对小气道的影响。

小气道定义为管腔直径小于2毫米的气道。在出现气道阻塞或明显的呼吸道症状之前,小气道就可能表现出功能障碍,且不易被察觉。因此,小气道功能障碍(SAD)被认为是一些常见的呼吸系统疾病的前兆。本研究利用中国成人肺部健康(CPH)研究,评估臭氧长期暴露对我国成年人肺功能和SAD的影响。

图1:小气道示意图

研究地区及臭氧长期暴露

该研究覆盖了我国10个省市,具有良好的全国代表性。肺功能检测前1年研究地区的暖季(5~10月)臭氧平均浓度为42.1 ppb (28.5~51.2 ppb),研究地区臭氧暖季平均浓度与年平均浓度之间具有较高的相关性。

图2:中国成人肺部健康(CPH)研究点位的地理分布

臭氧长期暴露与成年人肺功能的关联

本研究发现,臭氧暖季平均浓度与FEV1/FVC、FEF50、FEF75和FEF25-75的下降显著相关。肺功能检测前1年的暖季臭氧平均浓度每增加1个标准差(4.9 ppb),FEV1/FVC下降0.3%,FEF50下降37.4 mL/s,FEF75下降14.2 mL/s,FEF25-75下降29.5 mL/s。本研究未观察到臭氧长期暴露与FVC的显著关联。

表1.臭氧暖季均值与肺功能的关联

注:*P<0.05, P<0.001

臭氧长期暴露与成年人SAD的关联

臭氧暖季平均浓度与SAD、舒张前SAD(pre-SAD)、舒张后SAD(post-SAD)患病风险增加显著相关。在本研究中,SAD的定义是舒张前FEF50、FEF75和FEF25-75中至少有2个指标的实测值小于其预测值的65%。pre-SAD在符合SAD诊断标准的同时,还要满足舒张前FEV1和FEV1/FVC正常的标准。post-SAD的诊断在符合pre-SAD诊断标准的同时,还要满足以下2个条件:①舒张后FEF50、FEF75和FEF25-75中至少有2个指标的实测值小于其预测值的65%;②舒张后FEV1和FEV1/FVC正常。肺功能检测前1年的暖季臭氧平均浓度每增加1个标准差(4.9 ppb),SAD的患病风险增加9%,pre-SAD的患病风险增加4%,post-SAD的患病风险增加8%。

表2.臭氧暖季均值与小气道功能障碍的关联

注:*P<0.05, P<0.001

亚组分析:

与未患慢性阻塞性肺病(COPD)人群相比,在患有COPD的人群中臭氧长期暴露对肺功能和SAD的影响更大。在非COPD人群中,肺功能检测前1年的暖季臭氧平均浓度每增加1个标准差(4.9 ppb),FEV1/FVC下降0.1%,FEF50下降23.7 mL/s,FEF75下降10.0 mL/s,FEF25-75下降20.7 mL/s,SAD患病风险升高7%;而在COPD人群中,相应的变化幅度分别为-0.7%、-76.6 mL/s、-36.7 mL/s、-64.2 mL/s、和61%。

表3.在COPD和非COPD人群中,臭氧暖季均值与肺功能和小气道功能障碍的关联

注:*P<0.05, P<0.001,组间差异

研究结论及研究意义:

本研究探索了臭氧长期暴露对成年人肺功能和SAD的影响,是目前全球范围内针对该研究问题样本量最大的研究。研究发现,臭氧长期暴露与成年人肺功能降低、SAD患病风险增加有关。本研究首次建立了臭氧长期暴露与SAD患病的关联,为臭氧引起的呼吸系统早期损伤增添了新的证据。

复旦大学公共卫生学院牛越博士、中日友好医院杨汀主任医师、中日友好医院谷晓颖博士、复旦大学公共卫生学院陈仁杰教授为该论文的共同第一作者。中日友好医院王辰院士和复旦大学公共卫生学院阚海东教授为该论文的共同资深作者,王辰院士为该论文的通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目(82030103、92043301、91843302、81970043)、中国医学科学院中央级公益性科研院所基本科研业务费(2019TX320005)、中国医学科学院重大协同创新项目(2020-I2M-2-008、2018-I2M-1-001)的资助。

通讯作者

王辰

呼吸病学与危重症医学专家。主任医师,教授,中国工程院院士。中国工程院副院长,中国医学科学院北京协和医学院院校长。国家呼吸临床研究中心主任,国家呼吸医学中心主任,中日医院呼吸中心主任。

资深作者

阚海东

复旦大学公共卫生学院副院长,教授,博士生导师。教育部长江学者特聘教授(2017)、国务院特殊津贴专家(2018)、吴阶平-保罗·杨森医学药学奖(2018)、科睿唯安“全球高被引科学家”(2018-2020)、爱思唯尔“中国高被引学者”(2014-2020)、美国中华医学基金会(CMB)杰出教授(2012)、美国环保署科学技术成就奖(2015)、上海市青年科技英才(2014)。在空气污染、全球气候变化与健康领域开展了系统的研究。在NEJM、Lancet、Nature、BMJ等期刊发表SCI论文300余篇,他引超过2万次,研究成果被我国环保部应用于《环境空气质量标准》制、修订过程,为世界卫生组织制定全球空气质量基准、确定PM2.5为人类一类致癌物提供了重要证据。

第一作者

牛越

复旦大学公共卫生学院博士后,上海市“超级博士后”(2020),获得中国博士后科学基金特别资助(2020)。在臭氧污染与人群健康领域开展多项研究。以第一作者(含共一)在ERJ、JHM、EI等国际期刊发表SCI论文14篇。

杨汀

主任医师,博士生导师。中日医院呼吸中心临床诊察部主任,呼吸三部副主任。国家卫生健康委疾病预防控制专家咨询委员会委员;中国医师协会呼吸医师分会慢阻肺专业委员会副主任委员;中华医学会呼吸病学分会基层呼吸学组(筹)副组长;中华预防医学会呼吸病预防与专业委员会常委兼秘书长;中国康复学会呼吸康复专委会副主委;中国基层呼吸疾病防治联盟副主席兼秘书长;中国毒理学会呼吸毒理专业委员会副主任委员;中国医师协会公共卫生医师分会常务委员;中华全科医学继续教育学院副院长。承担国家“十三五”重点研发计划、国自然基金委等5项国家级课题;发表论文100余篇;获得发明专利2项,实用新型专利2项;主编、副主编专著6部。

谷晓颖

北京协和医学院流行病与卫生统计学博士,中日友好医院临床医学研究所项目与数据管理平台。目前主要研究方向为呼吸系统疾病病因及防治,擅长运用流行病学方法进行医学研究设计及使用统计学方法进行临床数据分析。

陈仁杰

复旦大学公共卫生学院教授,博士生导师。获得教育部“青年长江学者”、上海市公共卫生优秀学科带头人、上海市青年科技启明星、中国环境科学学会青年科技奖等荣誉。在NEJM、BMJ、JACC、AJRCCM、ERJ、LGH等SCI期刊发表第一或通讯作者(含并列)论文90余篇,平均单篇影响因子>9,9篇文章影响因子>10,ESI高被引论文5篇,爱思唯尔“中国高被引学者”(2020)。担任Ecotoxicology and Environmental Safety副主编、International Journal of Hygiene and Environmental Health、International Journal of Environmental Research and Public Health编委、《环境与职业医学》、《上海预防医学》青年编委、中华预防医学会环境卫生分会委员、上海市预防医学会环境卫生专委会委员。