空氣污染對慢性阻塞性肺疾病患者影響的研究進(jìn)展

程亞星，李琳，喻昌利，王曉波，張芳

（華北理工大學(xué)附屬醫(yī)院 呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科，河北 唐山）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的極速發(fā)展，空氣污染愈演愈烈。空氣污染對公眾健康的負(fù)面影響所帶來的經(jīng)濟(jì)和社會危害已被廣泛討論[1]。研究證實(shí)，暴露于空氣污染會增加健康風(fēng)險(xiǎn)，包括心血管、呼吸和其他系統(tǒng)的危害。我國，空氣污染主要源于城市地區(qū)工業(yè)排放的廢氣、汽車尾氣及工地?fù)P塵和農(nóng)村地區(qū)燃燒生物質(zhì)產(chǎn)生的煙霧。空氣污染物主要有顆粒污染物如直徑≤2.5 μm的顆粒物（PM2.5）、直徑≤10 μm的顆粒物（PM10），污染性氣體如NO2、SO2、CO等。此外，氣象的變化也會影響大氣中各類污染物，特別是顆粒物的擴(kuò)散，并加劇二次污染物的形成。總之，空氣污染在呼吸系統(tǒng)疾病的惡化和發(fā)病中起著顯著的作用。

目前，COPD是工業(yè)化國家和發(fā)展中國家發(fā)病率和死亡率的主要原因之一。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的預(yù)測，到2020年，COPD將成為全球第三大死亡原因和第五大殘疾原因。COPD是一種氣流受限的疾病，呈進(jìn)行性發(fā)展，主要累及肺部，是呼吸系統(tǒng)的常見疾病。COPD是由許多不同的危險(xiǎn)因素的作用決定的，其中最主要的是吸煙，但室外和室內(nèi)空氣污染物的影響越來越受到重視。如近地面的臭氧，它是一種強(qiáng)氧化劑，具有多種與COPD相關(guān)的效應(yīng)，包括肺部炎癥、肺泡上皮損傷和肺灌洗液的化學(xué)成分變化。空氣污染對COPD患者的影響是多層面的，同時(shí)不同的污染物對其的影響也是有差異的。

1 室外空氣污染對COPD患者的影響

1.1 室外空氣污染對COPD患者肺功能的影響

室外空氣污染對COPD患者的肺功能有著長期的影響，可以肯定的是，大氣顆粒物PM2.5、PM10濃度的增加，與用力肺活量（FVC）數(shù)值的下降相關(guān)，也預(yù)示著COPD的進(jìn)行性加重。相關(guān)研究中，證實(shí)了多種污染物對COPD患者FVC的負(fù)面作用，但對一秒用力呼氣容積（FEV1）無影響，在美國的一項(xiàng)研究中，也得到了同樣的結(jié)論。

空氣污染對除FVC外其他肺功能參數(shù)，如FEV1、PEF等的影響有待進(jìn)一步證實(shí)，其差異可能歸因于研究設(shè)計(jì)的異質(zhì)性、相對較小的樣本量（少于40名參與者）、較短的隨訪期（6個(gè)月以內(nèi)）、空間和時(shí)間的變異性以及復(fù)雜的地區(qū)、氣象因素等。

1.2 室外空氣污染對COPD患者炎癥反應(yīng)的影響

許多流行病學(xué)研究均在探討室外污染與COPD患者炎癥反應(yīng)的關(guān)系，深入地揭示暴露于空氣污染物導(dǎo)致COPD患病率增加的潛在途徑。目前國內(nèi)常用的檢測局部炎癥反應(yīng)的標(biāo)志物多為FeNO，F(xiàn)eH2S作為一種新的生物標(biāo)志物可能將應(yīng)用到檢測空氣污染對呼吸系統(tǒng)的不良影響中來。Wu S等[2]2014年1～9月，將23名穩(wěn)定期COPD患者組成一個(gè)小組，反復(fù)測量反映氣道炎癥的生物標(biāo)志物，結(jié)果顯示，PM2.5、PM10、SO2分別以IOR增加（76.5 μg/m3，5 d）、（75.0 μg/m3，5 d）、（45.7 μg/m3，6 d），F(xiàn)eNO分別最多增加13.6%、9.2%、34.2%。以同樣的四分位范圍增加量，PM2.5為6 d，PM10為6 d，SO2為7 d，F(xiàn)eH2S分別最多增加11.4%、7.8%、18.1%。SO2與氣道炎癥標(biāo)志物的相關(guān)性最為顯著。同時(shí)，也發(fā)現(xiàn)了空氣污染物水平的增加與患者咽痛、咳嗽、咳痰和呼吸困難的比率增加有關(guān)。呼吸冷凝液（EBC）中部分物質(zhì)可以反應(yīng)氣道的氧化應(yīng)激和炎癥，COPD患者受空氣污染的影響后，也會引起其相應(yīng)的增加。

上述研究證實(shí)了室外空氣污染與局部氣道炎癥反應(yīng)存在相關(guān)性，有研究發(fā)現(xiàn)，COPD患者全身氧化應(yīng)激反應(yīng)的加劇也與空氣暴露有關(guān)，特別是受超細(xì)顆粒（UFP）和多環(huán)芳羥（PAHs）組分的影響。

1.3 室外空氣污染對COPD患者住院率、患病率的影響

空氣污染的暴露會誘發(fā)COPD患者的急性加重，增加患者的就診次數(shù)以及住院率。Tian Y等[3]選取2010年1月至2012年6月，北京市職工醫(yī)療數(shù)據(jù)的COPD患者門診和住院就診次數(shù)，采用廣義相加泊松模型，發(fā)現(xiàn)當(dāng)日PM2.5濃度每IOR值的增加，日門診量增加2.38%，住院量增加6.03%。一項(xiàng)大型縱向流行病學(xué)的研究，調(diào)查了35年以來NO2的年平均水平，發(fā)現(xiàn)57000多名受試者的COPD發(fā)病率與污染物的累積暴露有關(guān)。然而，在英格蘭的一項(xiàng)隊(duì)列研究中，Atkinson RW等[4]對812063名已患COPD的病人進(jìn)行隨訪，發(fā)現(xiàn)空氣污染與COPD的發(fā)病率的聯(lián)系沒有確鑿的證據(jù)。另外，在Schikowski T等[5]的一項(xiàng)Meta分析中，僅NO2、PM10和交通污染指標(biāo)與COPD患病率呈正相關(guān)，但相關(guān)性并不顯著，且僅在女性患者中有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

1.4 室外空氣污染對COPD患者影響的影響因素

1.4.1 室外空氣污染對不同人群的影響

在探討空氣污染對COPD患者的影響中，得到的結(jié)論在不同的人群中有所差異。就此，我們對年齡、性別、受教育水平及婚姻狀況四個(gè)方面分別進(jìn)行贅述。

李國興等人[6]收集了2011～2015年寧波市的氣象資料和18472例COPD患者死亡病例，發(fā)現(xiàn)環(huán)境細(xì)顆粒物PM2.5對COPD患者壽命損失的影響可以持續(xù)5 d（滯后0～4 d），且這種影響在老年人中（≥75歲）明顯高于青年人。在上海浦東地區(qū)，陳亦晨等[7]通過從居民死亡監(jiān)測數(shù)據(jù)庫收集2013年1月至2017年12月COPD疾病死亡資料，于上海市環(huán)境監(jiān)測中心收集同時(shí)期大氣污染物數(shù)據(jù)及氣象資料，分析了空氣顆粒物與該地區(qū)居民COPD疾病死亡的相關(guān)性。結(jié)果表明，PM2.5與PM10濃度的上升對浦東地區(qū)居民死亡有顯著影響，且高齡與低學(xué)歷人群對顆粒物濃度的變化更加敏感。這種差異從生物學(xué)角度來看是合理的，因?yàn)殡S著機(jī)體的衰老，機(jī)體免疫功能下降，肺功能下降，使他們更容易受到顆粒污染物暴露的不利影響。

然而，年齡與性別的差異對COPD患者的影響仍存在爭議。研究結(jié)果顯示顆粒物對年輕人的影響程度較高。這種差異可能歸因于各個(gè)城市顆粒污染物水平的不同。研究發(fā)現(xiàn)，中國鹽城PM2.5的暴露與COPD的急性加重的發(fā)生在女性中關(guān)聯(lián)更大。此外，婚姻狀況的潛在影響在顆粒物和壽命損失的關(guān)系中未發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

1.4.2 氣候因素對室外空氣污染的影響

目前主要圍繞氣溫和氣壓兩個(gè)方面進(jìn)行研究。發(fā)現(xiàn)在暖季和冷季，不同空氣污染物對COPD的影響是有差異的。顆粒污染物，如PM2.5、PM10的濃度主要在寒冷季節(jié)引起COPD的急性加重。而CO、O3等氣體污染物大多在暖季呈現(xiàn)顯著的相關(guān)性，但不是絕對的。例如，Ming-Tai等人[8]研究了空氣污染物濃度的氣象因素對COPD患者急性加重的綜合影響。以入院前7 d的平均空氣污染物濃度、溫度和相對濕度作為病例組，并以入院前4周和8周的如上數(shù)據(jù)作為對照組，發(fā)現(xiàn)，在降溫季節(jié)，PM10濃度的變化對COPD加重的影響顯著。在暖季，空氣污染物CO和O3的濃度的增加可引起COPD的急性加重。而NO2對COPD的加重在暖季和冷季均有顯著影響，尤其是在存在合并癥的患者中。O3的影響僅在暖季顯著，可能歸因于O3是唯一一種暖季濃度高于冷季的污染物。

2 室內(nèi)空氣污染對COPD患者的影響

目前有大量研究表明室外空氣污染物影響COPD的發(fā)展和發(fā)病率，但室內(nèi)污染物對COPD的影響證據(jù)少見。室內(nèi)空氣污染物主要包括二手煙以及生物質(zhì)燃料的燃燒。盡管吸煙仍被認(rèn)為是該疾病發(fā)展的主要危險(xiǎn)因素，但估計(jì)表明25%～33%的COPD患者不吸煙。在可能增加患慢性阻塞性肺病風(fēng)險(xiǎn)的因素中，生物量煙霧被認(rèn)為是最重要的因素之一，尤其影響到發(fā)展中國家的婦女和兒童。

2.1 室內(nèi)PM2.5對COPD患者的影響

在蘇格蘭的一項(xiàng)橫斷面研究中顯示，室內(nèi)PM2.5的濃度與生活質(zhì)量變差相關(guān)。吸煙者家中的PM2.5濃度較高，對生活質(zhì)量的不良影響也較大，表明這一人群中PM2.5的不良影響可能部分是由于主動吸煙和二手煙的接觸所致。有研究表明，接觸二手煙與COPD的發(fā)生有關(guān)，還會增加心臟病、肺癌和哮喘的發(fā)病率，并導(dǎo)致生活質(zhì)量的下降、呼吸困難和疾病進(jìn)行性加重。在一項(xiàng)健康調(diào)查中，發(fā)現(xiàn)二手煙影響室內(nèi)顆粒物的沉積，且和呼吸癥狀之間存在顯著的劑量反應(yīng)關(guān)系，即便是在從未吸煙者中也觀察到相類似的結(jié)果。Eisner MD等[9]的研究結(jié)果表明，暴露在二手煙的濃度越高，COPD的呼吸困難程度越重。

室內(nèi)PM2.5濃度每增加10 μg/m3，夜間癥狀發(fā)生率和COPD加重發(fā)生率分別升高44%和38%。即使在調(diào)整了空氣和頭發(fā)中尼古丁的濃度后，這些不良的健康影響仍然可見，這表明通過接觸二手煙所致的室內(nèi)顆粒物對的呼吸健康有獨(dú)立的影響。此外，即使家中顆粒物平均水平相對較低，也會對健康產(chǎn)生不良影響。隨后對這項(xiàng)研究進(jìn)行的事后分析表明，COPD患者對顆粒物暴露的易感性增加可能不是唯一的，肥胖（體重指數(shù)≥30 kg/m2）已經(jīng)被證明與COPD患者對室內(nèi)顆粒物暴露的過度反應(yīng)有關(guān)。

一些研究發(fā)現(xiàn)，室內(nèi)顆粒物的暴露與肺功能的變化沒有一致的聯(lián)系。室內(nèi)顆粒物對COPD患者的影響并不能通過測量FEV1來充分捕捉。另外，研究該影響的受試者較少，相關(guān)文獻(xiàn)尚少，兩者之間的關(guān)系仍有待進(jìn)一步探究。

2.2 室內(nèi)NO2對COPD患者的影響

NO2是一種常見的室內(nèi)污染物，是室內(nèi)生物質(zhì)（包括燃?xì)庥镁撸┤紵母碑a(chǎn)品，通過氣道上皮損傷或降低對病毒的抵抗力，導(dǎo)致呼吸健康的惡化[10]。一項(xiàng)研究表明，NO2濃度可能與肺活量測定評估的阻塞性氣道疾病風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)。并且，臥室內(nèi)的NO2濃度與夜間癥狀的加重風(fēng)險(xiǎn)較高相關(guān)。然而，沒有發(fā)現(xiàn)NO2與COPD患者生活質(zhì)量之間存在顯著的關(guān)系。重要的是，NO2的這種不良反應(yīng)與顆粒物暴露無關(guān)。

3 展望

目前文獻(xiàn)表明，室外空氣污染和室內(nèi)空氣污染與慢性阻塞性肺疾病的發(fā)展有關(guān)，但沒有足夠的證據(jù)證明這一階段的因果關(guān)系。室外空氣污染物的暴露與COPD患者肺功能的下降、炎癥反應(yīng)及住院率、患病率等多方面有關(guān)。在進(jìn)行的亞組分析中，人群差異及氣候因素對兩者的關(guān)系存在一定的影響，其他因素如地理、收入水平等研究尚少。室內(nèi)空氣污染對COPD的影響現(xiàn)階段主要圍繞在PM2.5和NO2兩者上，其他生物質(zhì)污染物還有待探究。未來需要采用大規(guī)模的隊(duì)列研究，從而更多、更深入地研究空氣污染對COPD患者影響的病理機(jī)制。此外，空氣污染已經(jīng)成為一個(gè)全球性的環(huán)境問題，危害機(jī)體健康，對經(jīng)濟(jì)及社會的危害也不容小視。改善空氣質(zhì)量的可行干預(yù)措施可能是治療方案有限的疾病的效益高的新型治療領(lǐng)域。