PM2.5與心血管疾病

何勤 任佰慧 武常芬 于雯

(1.濟南軍區青島第二療養院門診部，266071；2.濟南軍區青島第二療養院干部一科，266071)

PM2.5與心血管疾病

何勤1任佰慧1武常芬2于雯1

(1.濟南軍區青島第二療養院門診部，266071；2.濟南軍區青島第二療養院干部一科，266071)

PM2.5與心血管疾病的關系日益受到重視，本文對PM2.5引起心血管損害的機制以及臨床研究現狀進行了綜述。

PM2.5；心血管；損害

PM2.5指環境空氣中空氣動力學當量直徑≤2.5 μm的顆粒物，也稱細顆粒物。立方米空氣中這種顆粒的含量越高就代表空氣污染越嚴重。最近一項全球性疾病負擔評估排名將PM2.5作為世界范圍內死亡和致殘的主要因素之一[1]。PM2.5對心血管系統的損害日益受到關注，但這方面的研究報道相對較少。下面做一下闡述。

1 PM2.5對心血管損害機制的動物試驗研究

目前認為細顆粒物可能通過氧化、炎癥刺激及對遺傳物質的作用等對機體造成損傷，但細顆粒物導致心血管損害的機制仍不完全清楚。

1.1 對心臟自主神經系統和系統炎癥的影響 國內有學者[2]研究了大氣細顆粒物(PM2.5)暴露對大鼠心臟自主神經系統和系統炎癥的影響。證實：PM2.5單獨暴露組中心率變異性(HRV)指標與對照組比較有顯著變化。血壓在高劑量PM2.5組有明顯上升。TNF-α和IL-6在PM2.5單獨暴露有上升趨勢。CRP在PM2.5單獨暴露組表現出明顯的劑量-效應關系。IL-6、TNF-α和CRP與HRV之間顯著相關。病理學檢查發現，PM2.5暴露組有顆粒物的沉積和心肌炎癥。另有國內學者[3]研究了PM2.5對大鼠心肌神經生長因子表達的影響及β受體阻滯劑的干預作用。與對照組比較，實驗組大鼠心臟左室前壁和右室前壁心肌神經生長因子(NGF)mRNA和蛋白表達顯著增加(均P＜0.05)。普萘洛爾組大鼠心臟左室前壁心肌NGF mRNA和蛋白表達較實驗組顯著降低(均P＜0.05)，且顯著高于對照組(P＜0.05)；右室前壁心肌NGF mRNA和蛋白表達均較實驗組顯著降低(均P＜0.05)。結論：PM2.5可導致大鼠心臟左室前壁和右室前壁心肌NGF表達水平增強，可能是PM2.5致交感神經重構的重要機制之一。普萘洛爾能通過抑制心肌NGF表達，從而拮抗PM2.5導致的交感神經重構。進一步的研究發現[4]：長期暴露在高濃度PM2.5可致小鼠血壓升高，并伴隨著低頻血壓變異性(LF-BPV)和尿去甲腎上腺素排泄的增加。小鼠促炎基因和蛋白激酶抑制劑(IKK)/細胞核因子酉乙蛋白(NF-κB)通路活性表達增加，從而證實高濃度PM2.5可導致交感神經系統活性增加以及下丘腦炎癥反應；作用于中樞的α2A受體激動劑胍法辛可降低增高的基礎血壓，提示交感神經張力增高在暴露于PM2.5引起的高血壓中的作用。

1.2 PM2.5對心臟的氧化損傷作用 張蘊暉等[5]探討了大氣細顆粒物的心血管毒性及其可能的作用機制。研究表明，PM2.5可通過誘導心血管內皮細胞的誘導型一氧化氮合酶(iNOS)活性，對心血管系統產生氧化應激損傷，氧化應激作用可能是PM2.5心血管系統毒性的作用機制之一。劉曉莉等[6]研究證實，PM2.5可對大鼠心臟具有氧化損傷作用。與對照組相比，較高PM2.5劑量組大鼠心臟脂質過氧化(LPO)水平有顯著升高，但各抗氧化酶活性變化無統計學意義。

1.3 PM2.5引起心臟重構 研究證實[7]：PM2.5對雄性自發性高血壓大鼠的心臟有一定的急性毒作用，并可引起心臟重構。高濃度組與對照組相比，心臟生長轉化因子β1 (transforming growth factor-β1，TGF-β1)的mRNA表達明顯升高(P＜0.01)。心臟病理學改變隨著染毒濃度的增加越加嚴重，并可引起心臟重構。

2 PM2.5與血管疾病關系的臨床研究

2.1 PM2.5與心血管事件 交通相關性空氣污染被認為是造成血管損害的主要空氣污染介質[8]。歐洲空氣污染效應隊列研究[9]發現空氣顆粒污染和急性冠脈事件之間存在正相關。該研究共納入1997—2007年無基礎冠脈病變的100 166名受試者，平均隨訪1.5年。研究主要評價顆粒物PM2.5(顆粒直徑小于2.5 μm)、PMcoarse(顆粒直徑2.5～10 μm)、PM10(顆粒直徑大于10 μm)、煤煙、氮氧化物和汽車尾氣與急性冠脈事件之間的關系。研究結果表明，5 157名參與者發生終點事件，PM2.5年均增長5 μg/m3，冠脈事件增長13%(風險比1.13)；PM10年均增長10 μg/m3，冠脈事件增長12%(風險比1.12)。在低于目前歐洲年均PM2.5 25 μg/m3和PM10 40 μg/m3限定值水平下，顆粒污染物與冠脈事件之間呈正相關。冠脈事件與其他污染物呈正相關但無統計學意義。另有一項始于1982年的研究[10]證實當空氣中PM2.5的濃度長期高于10 μg/m3會使死亡風險上升。濃度每增加10 μg/m3，總死亡風險上升4%，心肺疾病死亡風險上升6%。

急性暴露于空氣污染是否會對心血管疾病產生影響，最近，英國和印度學者聯合進行的一項系統回顧與薈萃分析[11]表明，急性暴露于空氣污染與心衰住院及心衰致死有緊密的時間相關關系。研究者選取了35項關于顆粒物[直徑＜2.5 μm(PM2.5)或＜10 μm(PM10)]濃度增加和污染氣體[包括一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、臭氧]與心衰住院率或心衰死亡率之間相關性的研究，采用隨機效應模型對每種污染物進行總體風險評估。研究發現PM2.5濃度每增加10 μg/m3，心衰住院率或死亡率增加2.12%；PM10濃度每增加10 μg/m3，住院或死亡率增加1.63%。根據該項研究估計，在美國如果PM2.5平均降低3.9 μg/m3，則可預防7 978例因心衰引起的住院，且每年約節省3.07億美元。然而，由于該項研究沒有對研究對象、心衰嚴重程度或預先存在的心臟衰竭的表型進行分層，因此需進一步深入研究證實。這項薈萃分析主要納入的是發達國家的研究資料，更高質量的研究急需在中-低收入發展中國家開展。

DEAS(Detroit Exposure and Aerosol Research Study)分析[12]通過對個體PM2.5監測，發現了心血管損害和微環境暴露因子之間的相關性。研究顯示心率增加與個體每小時持續PM2.5暴露有關。通過對50名個體329～434 min的監測顯示：其中75%的心血管事件是暴露在＜35 μg/m3濃度之下。烹飪和汽車事件占每小時PM2.5暴露高峰的近10%，室內烹飪常導致1 min暴露濃度事件，平均峰值超過209 μg/m3。研究發現，環境性煙草暴露7～10 h導致明顯的心率變化，同時可使肢體動脈直徑增0.2～0.7 mm/(μg·m)3。結果證實個體暴露可導致嚴重的生物學反應，有時程度和趨向性的變化與暴露的程度有關。美國胸科協會最近推薦PM2.5嚴格標準為10 μg/m3，將每日最高濃度減少了25 μg/m3[13]。最近的研究表明[14]，在低于WHO推薦的PM2.5濃度下，健康的不利影響仍將持久存在。

2.2 PM2.5與動脈粥樣硬化 研究[10]證實PM2.5會導致動脈斑塊沉積引發血管炎癥和動脈粥樣硬化最終導致心臟病或其他心血管問題。通過對平均年齡60歲的4 238名參與者研究發現，每2.4 μg/m3PM2.5，胸主動脈鈣化負擔增加18.1%。長期暴露于細顆粒與亞臨床動脈粥樣硬化呈獨立相關性[15]。

2.3 PM2.5與心室復極的變化和心率變異性(HRV)的關系[16]該研究對2007—2008年北京老年心臟病患者進行了隊列研究。在固定站點每天連續20個小時監測PM2.5，對42名患者進行了ECG檢查。從中國氣象中國氣象科學數據共享服務系統獲取氣象數據?；旌暇€性回歸模型用來檢驗PM2.5與ECG指標的關系。經過年齡、體質指數、性別、每周的天數和氣象等校正后，觀察到PM2.5對心電圖指標HRV呈明顯的不利影響，具有統計學意義。PM2.5對HRV的最強作用是滯后1 d發生。然而，PM2.5與心電圖反映的心臟復極化/去極化之間沒有關聯。此外，PM2.5對高血壓患者的影響大于無高血壓的患者。本研究顯示環境PM2.5可能影響老年心臟病患者的心臟自主神經功能，高血壓患者可能對PM2.5引起的自主神經功能紊亂更加敏感。

空氣污染作為一個與主要心血管疾病及健康經濟代價普遍相關的公共衛生事件，它的有效控制仍應被當作全球衛生政策的一個主要目標。在我們關注傳統心血管疾病危險因素的同時，亦應高度重視空氣污染與心血管疾病的發生及致死、致殘之間的關系。PM2.5對心血管損害的機制缺乏明確闡述，目前沒有預防心血管疾病的PM2.5控制標準，PM2.5與高血壓、心衰等心血管疾病是因果關系還是一種伴隨關系有待進行更深入的前瞻性研究。

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The relationship between PM2.5 and cardiovascular diseases has been paid more and more attention.This paper reviews the mechanism of cardiovascular damage caused by PM2.5 and its current status of the clinical research.

PM2.5；Cardiovascular；Damage

2014-03-03)

1005-619X(2014)08-0687-02

10.13517/j.cnki.ccm.2014.08.008

武常芬