
當清晨的第一縷陽光穿透薄霧,照亮城市天際線時,很少有人會想到,這束光里可能藏著數以億計的PM2.5等顆粒;當礦工結束一天的勞作,他們或許未曾意識到,鼻腔和肺中殘留的粉塵正在悄悄損壞他們的身體健康。
環境是人類生存發展、追求美好健康生活的必要條件。在人類與環境的和諧共處中,總有一些人選擇直面環境因素的“健康殺手”。中國工程院院士、院長鄔堂春,就是那位手持科學利劍的“環境健康偵探”。他帶領團隊隨訪7.4萬接塵工人大型人群隊列,追蹤51萬居民的環境與健康軌跡,將實驗室的精密測算化作丈量生命的標尺,讓論文中的數據成為修訂國內外標準的科學證據。從矽塵致癌的分子迷宮到室內空氣污染的民生與健康賬本,從職業防護標準的大國共識到新冠疫情的科技突圍,他的每一次突破,都在擴展“健康中國”的內涵一一科學不只是象牙塔里的學術鉆研,更是守護億萬生命的堅實鎧甲。
郭堂春長期從事環境與健康的研究,在揭示環境病因、闡明發病機制和制定預防對策等方面做出突出貢獻,他在《美國醫學會雜志》(JAMA)、《自然》(Nature)、《臨床腫瘤學雜志》(JournalofClinical Oncology,JCO)、《循環》(Circulation)等權威期刊發表論文400余篇,主編全國高等學校預防醫學專業教材《職業衛生與職業醫學》和《環境衛生學》,著有《環境與精準預防》等,獲國家自然科學獎二等獎、國家科學技術進步獎二等獎各1項,獲國家級教學成果獎二等獎2項。郭堂春的科研經歷,在中國乃至全球預防醫學實踐中,具有示范引領作用。
修訂職業衛生標準的“中國方案”
矽塵,即結晶型游離二氧化硅含量超過 10% 的無機性粉塵,是一種常見的工業粉塵,廣泛存在于煤炭、建筑、陶瓷、玻璃等行業。在這些領域工作的工人長期吸人矽塵,將導致肺功能損害等問題,是我國最嚴重的職業性危害因素。
此前,矽塵是否引起肺癌和冠心病是長期懸而未決的世界難題。為回答此難題,在前人建立的現階段世界最大的7.4萬接塵工人隊列基礎上,鄔堂春帶領團隊進行了關鍵10年的前瞻性隨訪研究:闡明了矽塵暴露與矽肺、肺心病等發生的劑量反應關系;證實了矽塵暴露可致肺癌、心血管病和總死亡率分別增加1.53、1.86和1.58倍;發現了在矽塵暴露低于原國家衛生標準的環境下工作仍可導致肺癌、心血管病和總死亡率分別升至1.45、1.08和1.17倍,并將此項研究結果發表在《公共科學圖書館·醫學》(PLoSMedicine,2012)。
國際權威期刊《柳葉刀·腫瘤學》(LancetOncol)刊登了專門評價此項研究結果的文章。文中顯示,“這項重要結果,為開展矽塵致肺癌機制研究提供了充分人群證據。”“根據該結果,美國標準已過時,因為它不能保護工人不患肺癌。”
這些研究證據被世界衛生組織(WHO)、歐美地區的國家和相關勞工組織修訂衛生標準時大篇幅采用,是國際癌癥研究機構認定矽塵為致癌物的主要依據。如,2013年美國國家衛生標準修訂中引用該隊列的10篇論文(共11頁),將矽塵暴露限值從0.1降至0.05毫克/立方米 (mg/m3 )。《臨床醫師癌癥雜志》(CA:A Cancer Journal for Clinicians)于2014年以《矽塵:致肺癌物》為題,闡述了美國標準限值下調的理由,大篇幅指出,“該研究結果回答了矽塵致肺癌的關鍵科學問題,是美國標準修改最重要的新證據。”
在國內,該研究成果應用于修訂我國矽塵限值等7項國家衛生標準,如《工作場所職業病危害作業分級第1部分:生產性粉塵》(GBZ/T229.1-2010)、《工作場所空氣中粉塵測定第1部分:總粉塵濃度》(GBZ/T192.1-2007)等。憑借此項研究貢獻,該團隊榮獲“2014年國家科技進步獎二等獎”。
51萬居民的“生命賬本”
來自《柳葉刀》的一項最新研究顯示,截至2021年,全球仍有26.7億人依賴煤炭、木材等固體燃料。其中,中國約有5億人。那么,家用固體燃料造成的空氣污染對居民將產生多大危害?是否可預防?這是全球尚未破解的重大公共衛生難題。為此,郭堂春帶領團隊對國內5個農村地區和5個城市地區現階段樣本量全球最大的共計51萬多居民,展開了研究工作。
鄔堂春在考察居民廚房與空氣污染

經過追蹤隨訪,最終,鄔堂春團隊率先量化了家用固體燃料產生的室內空氣污染是居民的重大死因,提供了有效干預對策,為國家加快推廣清潔能源、實施改灶通風、延長預期壽命提供了依據。
該研究結果表明,與使用電或燃氣等清潔燃料者相比,使用固體燃料烹飪者每10萬人每年增加338例總死亡數,含135例心血管病死亡數。用固體燃料取暖者每10萬人每年增加392例總死亡數,含175例心血管病死亡數。并且研究顯示,隨使用者使用固體燃料的使用時間延長而死亡風險增加。通過研究樣本的數據比例推算中國5億固體燃料使用者,則每年增加約150方的過早死亡人數。從而研究證實,此類污染是導致居民過早死亡的重要病因,急需國家出臺預防及改善措施。
與此同時,研究結果顯示,與僅用固體燃料相比,改用清潔燃料烹飪和取暖者,總死亡風險分別減少了 13% 和 33% 。轉用清潔能源烹飪將有顯著的健康獲益,從而揭示固體燃料向清潔能源轉型,是減少居民死亡的有效預防措施;
研究結果還顯示,有效通風可使所有燃料類型的烹飪者總死亡風險減少約 19% 。即使未改用清潔能源但采用有效通風設施,預估每年可減少約40萬人過早死亡,從而表明使用清潔燃料烹飪和有效通風是減少危害的有效對策,也是未來烹飪的發展方向。
此項研究結果發表在《美國醫學會雜志》(JAMA,2018)和《柳葉刀·全球健康》(TheLancetGlobalHealth,2020),期刊隨文設置了專欄推介和專家評語。國際專家的評價為,“該研究不僅定量回答了室內空氣污染致健康損害的難題,且揭示了多種空氣污染的聯合危害。”
此外,研究成果中提及的室內空氣污染作為病因預防,被寫入2019年《國際肺部健康促進行動北京宣言》。此項行動由世界衛生組織聯合多個國際組織發起,旨在推動各國將呼吸疾病防控指標納人可持續發展目標。
空氣污染導致心肺損害的新證據
煤炭資源仍是我國主要能源之一,然而煤炭的燃燒會產生大量污染物和溫室氣體,對環境和人類健康造成嚴重影響。鄔堂春圍繞燃煤產生的污染物及其成分對心肺損害的機制展開研究,成果顯著。
鄔堂春發現,燃煤污染物引發的高濃度抗熱休克蛋白-60(HSP-60)抗體導致血壓和心電圖異常增加,揭示高濃度HSP-60抗原、抗體水平與高血壓、糖尿病協同作用,增加冠心病發病風險。此項研究成果發表在《循環》(Circulation,2008),論文內容被《新英格蘭醫學雜志》(NEJM)綜述文章大篇幅引用。同時,此項研究的系列成果還被寫入國內相關領域的教科書和國內國外參考書。
在此項研究中,鄔堂春領銜建立“東風-同濟”人群隊列,發現多個化學成分改變心率變異性。例如,鈦和砷成分增大冠心病發生風險,硒成分則減少冠心病發生風險,由此證明硒成分可預防冠心病。
鄔堂春主要研究成果展示墻

郭堂春還發現,萘等化合物通過修飾DNA甲基化而調節80個基因異常表達。他構建了中國人群甲基化預測衰老模型,率先發現多環芳烴類暴露會加速人群衰老,其與衰老基因甲基化和表達相關。他還注意到,參與萘、低密度脂蛋白等代謝通路的基因,其甲基化修飾參與冠心病發生。這些成果不僅發表在國際權威期刊,獲得國際同仁的肯定,還為制訂國家環境質量標準和精準預防提供新證據,由此榮獲“2013年國家自然科學獎二等獎”。
除了在環境與健康相關領域的研究,在公共衛生領域,特別在新冠肺炎的防控工作中,郭堂春運用專業所長,領銜評價了新冠肺炎的武漢防控效果和研判疫情趨勢,揭示了病毒傳播的高傳染和高隱蔽特性,證實了聯防聯控、醫療衛生學科協同作戰的巨大成效,向全球彰顯了武漢抗擊新冠疫情的中國經驗和智慧,為我國疫情防控提供了科技支撐,并將研究成果發表在《美國醫學會雜志》、《自然》等國際權威期刊。
郭堂春不僅要埋頭科研攻關,還需兼顧管理和教學工作。自2019年起,他領銜建設國家重點學科,推動學院多學科協同發展。他在教學上,注重理論與實踐緊密結合,先后兩次獲得“國家教學成果獎二等獎”。
面對“健康中國2030”規劃綱要的要求和國家生態文明建設的需要,鄔堂春表示,在科研路上還將繼續前行,追求卓越,為守護人民健康、追求美好生活貢獻力量。