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為核，表面粘附氣態以及液態分子的顆粒狀的混合物質。根據空氣動力學原理，不同顆粒物的劃分主要根據空氣動力學當量直徑。理想狀態下，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研究發現與人群健康關系最緊密的是PM2.5，與最早納入國家常規大氣污染物監測體系的PM10相比，也被稱為“細顆粒物”。其中顆粒物的組分復雜，對人群健康造成的危害是逐漸被人們認識到的。（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，其次當時的氣象學指標，如風向、風速、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世紀的英國。在1871年至1881年十年間，倫敦嚴重的霧霾發生了55次，1882年到1892年該頻率上升至69次。單單1886年到1887年，這個頻數是驚人的83次！這個時期每年因為與惡劣天氣相關的疾病引起的經濟損失大約是500萬英鎊（Hamlin and Sheard，1998）。直到進入20世紀中期，歷經半個世紀的努力治理，倫敦才摘掉“霧都”的帽子。

自2010年起，霧霾的現象開始在我國出現。隨后幾年，我國很多大型城市頻頻受到霧霾的困擾，我國環境衛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系的研究，其中闞海東等學者研究證實顆粒物濃度上升與居民死亡率之間存在關聯，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計本次“健康固定群組”提供了思路，也提示進一步認識顆粒物的健康危害，需要有來自個體水平的健康效應數據。

最受傷的是肺嗎？

大氣污染、霧霾等惡劣氣候當前，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的流行病學調查也最為普及，但是大多數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，極少關注吸入顆粒物對呼吸系統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是：在改變人群所處的的顆粒物暴露環境時，健康人群的呼吸系統也會受到影響，也就是說顆粒物的濃度與健康人的肺功能指標之間存在“暴露—效應”關系，并討論上述改變是否可能觸發肺功能損傷。

本次研究采用的“健康固定群組研究”（panel study）方法是近期應用在環境污染的流行病學研究方法，屬于流行病學隊列研究的范疇，“固定群組”意指對一個隊列進行多個時間點的重復測量，結合研究期間環境暴露的變化，尋找暴露與不同時間點健康效應之間的關系。這種研究方法一方面可以做到暴露與效應之間的動態監測，具有暴露在前、效應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測量，適合在小規模人群中進行，同時重復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測包括研究對象活動范圍內的PM2.5、PM10平均濃度。隨后，改變該“健康固定群組”暴露環境：48名研究對象統一行程，乘大巴抵達上海市徐匯市區，入住市區某賓館，期間持續進行顆粒物暴露的監測，同期依托上海市中山醫院呼吸科對這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”的肺功能指標是否受到研究對象所處環境中顆粒物濃度影響。

一南一北差別大

研究結果顯示，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天連續監測期間，上海市區的顆粒物濃度也出現了較小幅度的波動，研究結果表明在山東兩天的PM10和PM2.5日均質量濃度約為上海地區的3倍，其中PM2.5日均質量濃度范圍在山東和上海市區分別為108.7?736.7μg/m3和38.6?231.9μg/m3，而PM10日均質量濃度范圍在山東A城鎮和上海分別為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，以農業種植為主，縣城城關鎮附近有數個中小型企業（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，屬于溫帶季風氣候。該城鎮與太平洋西海岸（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，是我國最大的經濟中心城市。市區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移至上海，持續追蹤記錄人群活動范圍內的顆粒物水平和氣象數據。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

關注研究對象的呼吸系統健康，最為重要的指標來自肺功能測定?！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，沒有出現大幅度超出正常值范圍的改變。