現代醫學與中醫對霧霾（PM2.5）致肺病的認識及探討

艾新法，王 彤，張津銘，蘇 鑫

（1.長春中醫藥大學基礎醫學院，長春 130117；2.長春中醫藥大學針灸推拿學院，長春 130117；3.長春中醫藥大學健康管理學院，長春 130117）

霧霾，即是霧和霾的總稱。霧和霾均屬于自然界中的氣溶膠系統，霧是由大量懸浮于近地面空氣中的微小水滴或者冰晶組成，霾則是空氣中的灰塵、硫酸以及硝酸等顆粒物組成，具有能夠造成視覺障礙的特點。霧霾天氣是對各種懸浮于空氣中的顆粒物含量超標的籠統概述。隨著近些年空氣污染程度逐漸加重，人們的身心健康也受到了嚴重威脅，中國作為一個發展中的國家，空氣污染狀況更為嚴重。社會各界開始對霧霾這一環境污染導致的呼吸系統疾病加以重視，各行業對于霧霾進行深入研究及調查，同時也確定了PM2.5 為霧霾導致呼吸系統疾病的首要因素，并且我國在新發布的《環境空氣質量標準》中也將PM2.5 及臭氧納入環境檢測常規指標。根據數據顯示[1]，在監測的74 個城市中，僅有3 個城市年均濃度達到標準，并且有部分城市空氣污染程度嚴重超標。北京市在2013年的PM2.5年均濃度檢測中發現，其數值高達國家年均標準的2.6 倍（我國標準：35 μg/m3），是世界衛生組織標準的 8.95 倍（10 μg/m3）[2]。

1 PM2.5 的歷史、組成及特點

根據查找歷史報道發現，早在20世紀初期比利時、倫敦以及洛杉磯等國家和地區便開始出現嚴重的霧霾天氣，并且已經影響了人體健康狀況甚至出現嚴重呼吸系統疾病。英、美、日等國早期便頒布了相應法律條文，采取措施控制這一嚴重的環境污染問題。學者們通過不斷探索研究，目前已經對PM2.5 有了初步了解。PM2.5是指在空氣中直徑小于2.5 μm的細小顆粒物，具有可以較長時間停留于空氣中，傳輸距離遠的特點，因其體積小、重量輕，所以又被稱作可入肺顆粒物。PM2.5 的組成極其復雜，包含了多種物質，目前大致可分為有機成分和無機成分，有機成分中包括：甲醛、甲烷、多環芳香烴以及多種病原微生物等；無機成分包括：SO2、CO2、CO、臭氧、氮氧化物及多種重金屬（銅、鋅、鉛、鎘、錳、鎳）等[3]。同時，也有相關研究表示，由于PM2.5 的組成復雜，其形態也各不相同，造成的生物效應也有差異。棱角形多容易對機體造成直接性的機械傷害，類球形則多易沉積于體內，而不規則形則是能夠吸附影響機體健康的有害成分以及各種病原微生物[4]，因此，PM2.5還可吸附多種細菌、病毒等病原物[5-7]，侵襲人體，導致疾病。

2 現代醫學對PM2.5 的認識

PM2.5 目前已成為世界各醫學界關注的焦點，不同國家以及不同地區的醫學者通過各種醫學實驗探討PM2.5 的作用途徑、致病機制、控制方法等，為預防和治療PM2.5 對人類身心健康所造成的影響提供更有效的幫助。研究表明，由于PM2.5 自身的復雜組成及其對多種細菌、病毒等病原物具有較強吸附力的特點，致使PM2.5 對人體多個系統、器官可造成嚴重損傷，如呼吸系統、心血管系統、血液系統及免疫系統等[8]。且有研究發現，當PM2.5 的濃度增長到10 μg/m3時，實驗研究人群的死亡率也由2.1%上升至3.75%，而且肺炎、心臟病等多種疾病導致的死亡率也會隨著暴露時間的延長而上升[9]。

2.1 PM2.5 對呼吸系統的致病機制 空氣中的PM 2.5通過呼吸而進入人體支氣管、細支氣管并最后沉降于肺泡內，對呼吸系統造成刺激并影響肺功能，誘發支氣管炎、肺炎、哮喘、加劇老慢支和肺氣腫等多種急慢性呼吸系統疾病。目前，醫學界對PM2.5 造成的呼吸系統疾病的損傷機制主要有4 個方面：炎性反應、 氧化應激反應、 免疫毒性以及基因毒性[10]。

2.1.1 炎性反應 人體的免疫系統功能是抵御外界各種因素干擾機體正常生命活動最重要的機制，而人體呼吸系統結構中的肺泡巨噬細胞則是重要的一員，它是肺內游離的免疫細胞，肺泡巨噬細胞可以通過自身吞噬消化功能的特性清除外來的細菌，集中分布在呼吸道以及肺泡表面，所以肺泡巨噬細胞也被認為是人體呼吸系統抵御外源微生物侵襲的第一道防線[11]。巨噬細胞被外來的PM2.5 刺激所激活，活化的巨噬細胞向肺組織遷移，吞噬細菌的同時并參與、合成及釋放多種細胞因子，如TNF和白細胞介素IL-1、IL-6、IL-8等，這些炎癥因子同時也是引起肺部炎性改變及損傷的重要原因。多項研究結果證實，PM2.5 可影響機體的諸多細胞因子發生數量改變，影響肺組織發生炎性反應，姜瑞雪等[12]研究發現，不同濃度的PM2.5 對Wistar 大鼠的肺組織中炎癥因子、白細胞介素-6、腫瘤壞死因子、HMGB1 的表達均具有明顯的影響，并和所用劑量存在一定的相關性；仝國輝等[13]通過PM2.5 激活小鼠Nlrp3 炎性小體的實驗中，發現PM2.5 可引起小鼠肺部的炎癥反應，血液檢測中可見NEUT%、IL-1β 數量明顯升高，所以可推斷PM2.5 可能通過激活Nlrp3炎性小體以及IL-1β 受體的途徑參與并發生炎癥反應。

2.1.2 氧化應激反應 氧化應激是指人體內的氧化與抗氧化系統之間的失衡，并且更加傾向于氧化，致使中性粒細胞參與發生炎性浸潤，蛋白酶的分泌也隨之增加，最終產生了大量的氧化中間產物，主要包括：超氧陰離子、羥自由基、過氧化氫、一氧化氮、二氧化氮以及過氧化亞硝酸鹽等，同時這些物質也是人體器官、組織氧化損傷的重要原因。機體的抗氧化系統主要分為兩大類，一類是酶抗氧化系統，包括超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶以及過氧化氫酶等；另一類是非酶抗氧化系統，包括麥角硫因、維生素C、維生素E、谷胱甘肽、褪黑素、α-硫辛酸、類胡蘿卜素、微量元素銅、鋅、硒（Se）等。有研究發現，人體在受到PM2.5 的侵襲后，機體內的巨噬細胞在發生免疫活化的過程中還會產生超氧陰離子以及一氧化氮自由基[14-15]；李娟等[16]通過實驗證實，將PM2.5 制成不同濃度分別刺激BEAS-2b 細胞，經過8 h 后檢測到MDA含量隨著PM2.5 濃度的增大而升高，并且SOD 活性也明顯下降，因此，可推斷PM2.5 能夠引起BEAS-2b 細胞脂質的過氧化損傷。

2.1.3 免疫毒性 PM2.5 顆粒物侵入機體后，不僅激活了機體的免疫反應，同時又嚴重影響機體的免疫功能，郭麗麗等[17]根據交通空氣污染程度的不同，分別在太原市選取兩所小學，A 校為空氣污染嚴重小學，B 校為空氣污染較輕小學，對兩所校內的學齡兒童進行免疫功能檢測，通過檢測對比后發現，A 校小學生外周血細胞（白細胞、淋巴細胞、中性粒細胞等）均高于B 校，并且A 校小學生的唾液溶菌酶、免疫球蛋白（IgG）、T 淋巴細胞亞群均低于B 校，因此可推斷，學齡期兒童的非特異性免疫以及細胞免疫功能會由于嚴重的空氣污染而受到抑制作用，同時對機體細胞、體液免疫也存在一定的影響。

2.1.4 基因毒性 PM2.5 的基因毒性不僅能夠使細胞的存活率下降，同時又能改變細胞形態，目前關于PM2.5 對人類機體的DNA 損傷作用機制主要有兩種觀點，即氧化損傷機制和DNA 加合物形成機制[18]。孟紫強等[19]分別收集了正常天氣及沙塵暴天氣中的PM2.5 顆粒，通過對大鼠肺泡巨噬細胞DNA 損傷作用的研究發現，兩種氣候中的PM2.5 顆粒水提取物和有機提取物均能夠引起肺泡巨噬細胞DNA 的不同程度損傷，而且正常天氣的PM2.5 顆粒損傷作用更強。

2.2 現代醫學對PM2.5 致病的治療及預防 由于PM2.5組成的復雜性，其致病特點也具有多樣性，可根據其4 個方面的致病機制引發不同的呼吸系統疾病而采用相應的西藥干預，對于所引發的肺炎、支氣管炎等炎性疾病，可根據血液檢查、細菌學檢查、病毒學檢查的結果應用抗菌、抗病毒以及激素等藥物；對于誘發哮喘等疾病，則應找出相應過敏原，避免誘因，吸氧，采用擴張支氣管、抗炎抗過敏藥物來緩解癥狀。預防PM2.5 也成為現代人們的基本常識，減少廢氣的排放，接收到空氣預警時盡量減少外出，佩戴防霾口罩，多飲水，多吃蔬菜及水果類食物，增加室內的綠植等。

3 中醫對霧霾的認識

由于霧霾對人類生活及健康產生的嚴重影響，近些年，中醫對于霧霾的研究探討及防治也逐漸增多，同時對于霧霾致病的病因病機、治則治法以及預防方案也逐漸有了更深的認識。隨著現代科技的發展，中醫藥學也融入了更多新鮮血液，不同中醫學者對于霧霾的研究探討也更為深入，結合現代科技探索發現，霧霾主要由空氣中的細微顆粒物超標導致，中醫學認為，外感邪氣通過口鼻進入人體致病，肺在竅為鼻，故外邪經鼻侵襲人體首犯于肺臟。

3.1 中醫古籍中對霧霾的記載 在古醫籍中，中醫對于霧霾也有著不同的描述。如《說文解字》中記載：“霧，地氣發，天不應；霾，風雨土也”；《素問·五常政大論》中曰：“燥甚者，風必隨之，此木之從金也；風甚者，塵霾隨之，此土之從木也”；明代醫家張介賓在撰寫的《景岳全書》中提到：“陰氣勝則風霾晦暝，而升沉閉塞”；清代醫者張志聰在《黃帝內經素問集注》一書中曰：“大雨至，埃霧朦郁，水淫而土氣復也”。中醫對于霧霾的概念分析內容基本相似，體現了中醫幾千年來始終注意著霧霾這一環境因素問題。

3.2 中醫對霧霾致肺病的分型

3.2.1 濕邪犯肺 張元兵等[20]認為霧霾屬濕邪范疇，濕邪之為病，其性黏滯，易阻遏氣機，導致氣機升降失調，出現頭暈、頭痛以及鼻塞等癥狀；濕邪易困脾，脾失健運則見惡心、腹脹、便溏、肢體困重、疲倦無力等，由于濕邪黏膩，病程也隨之延長，故霧霾致病者，多見癥狀久而不退，輾轉反復。

3.2.2 毒邪襲肺 李麗娜等[21]認為霧霾為毒邪，毒邪其性更烈，致病能力更強，對機體的傷害更大，肺氣失宣，脈絡不暢，毒邪又易挾他邪，共同損傷肺、心、腎等臟腑，致使人體出現胸痛、心悸、水腫等癥狀。

3.2.3 燥邪傷肺 部分中醫學者認為，霧霾不局限于濕邪和毒邪，是由毒、燥、濕3 種邪氣共同致病[22-23]，燥邪致霾，多發于秋冬季節，肺臟屬金，易受燥邪侵襲，燥邪犯肺則易出現口干、咳嗽等肺系癥狀。肺為嬌臟，且開竅于鼻，霧霾侵襲人體，肺臟最易受邪，同時也是受損最為嚴重之臟器。

3.2.4 素體本虛 潘曄等[24]認為，霧霾是由燥、濕、毒、虛四者共同致病。素體本虛之人，其臟腑、氣血、陰陽皆較常人虧虛，機體抵抗力下降，防御外邪功能失常，則更易受霧霾之邪侵蝕致病。本虛者，其衛外功能減弱，或因過度勞累，耗傷正氣，腠理不密；或因氣候突變，季節失常，冷熱交替幅度較大，機體衛氣未能及時應變，致外邪更易趁虛而入發病。

3.3 中醫藥對霧霾防治的療效

3.3.1 祛濁化濕 如黃耀生[25]提倡祛濕排濁法治療霧霾中濕邪犯肺所致的咳嗽，其所應用的加味止嗽散對臨床病例進行的干預治療，起到了顯著療效；程丑夫[26]針對霧霾傷肺病自擬清霾湯（黃芪、防風、薏苡仁、蒼術、白豆蔻、羌活、桔梗、野菊花、蘆根、荷葉、川芎、甘草），對預防和緩解疾病癥狀取得了良好的療效。

3.3.2 溫、涼燥邪 姜瑞雪等[27]認為，杏蘇散輕宣涼燥、理肺化痰，可用于治療外感涼燥；桑杏湯清宣溫燥，潤肺止咳，可治療外感溫燥，因此，選用杏蘇散及桑杏湯對霧霾引起的肺損傷進行干預治療，結果發現，杏蘇散及桑杏湯對肺組織具有保護作用，并且能明顯降低損傷肺組織中高遷移率蛋白（HMGB）、TNF-α、IL-6 的表達水平。

3.3.3 清解毒邪 張沁園等[29]認為，霧霾致肺病的發展過程中會出現肺燥熱毒之證，選取麻杏石甘湯及清金化痰湯，加用石膏、薏苡仁、大黃、川貝母清泄肺熱，通腑排毒；有學者應用黃連、金銀花、魚腥草對霧霾致肺病的干預研究也獲得了理想效果。

3.3.4 固本宣肺 有動物研究[10]表明，在臨床中所用的固本止咳類的中藥對于COPD 模型小鼠氣道功能和局部黏膜狀態具有一定的改善作用。

4 小結

霧霾這一環境因素所引起的“新型疾病”，無論是中醫還是西醫均對其非常重視。現代醫學對霧霾進行了深度剖析，在治療上，依然只能是停留在以病為主導的針對性治療，對于更為有效的控制和預防仍存在不足之處，中醫藥文化繼承了幾千年的傳統中醫理論知識體系，對霧霾致病具有獨特的見解和防治方法，正是中醫的優勢所在，不拘于實驗數據以及各項理化檢查的條條框框之內，而是向著完整的病因病機、辨證論治的體系上靠攏，各中醫學者不斷提出新觀點、新治法，更加提高了中醫藥領域在今后環境因素所致疾病防治方面上的重要地位。然而社會是不斷向前發展的，環境因素也會有著不同的變化，霧霾致病也會隨之生變，中醫藥理論依然存在欠缺之處，正是廣大中醫學者們在此方面不斷努力的動力源泉。因此，對霧霾致病進行更為細致的證型分類，探索更為合理有效的預防及治療方法，為后續關于霧霾致病的研究提供幫助，可能是我們中醫藥學者們的努力方向。