上海科技獎勵研究成果科普化特別報道

在全球化與城市化進程加速的當(dāng)下，空氣污染問題愈發(fā)嚴(yán)峻。作為空氣污染物的主要成分，大氣顆粒物（PM）對健康的危害一直備受公眾關(guān)注。由復(fù)旦大學(xué)和中國疾病預(yù)防控制中心慢性非傳染性疾病預(yù)防控制中心共同完成的“大氣顆粒物的健康危害、致病機制和個體干預(yù)”項目，榮獲2022年度上海市科技進步獎一等獎。該項目聚焦“危害—機制—防護”的研究思路，開展了十余年系統(tǒng)研究，為我國乃至全球大氣污染防控政策制定提供了科學(xué)依據(jù)。

文/闞海東

歐洲科學(xué)院院士，復(fù)旦大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院副院長、教授、博士生導(dǎo)師，教育部長江學(xué)者特聘教授，國家衛(wèi)生健康委衛(wèi)生技術(shù)評估重點實驗室副主任。

認(rèn)識大氣顆粒物

大氣顆粒物是指懸浮在空氣中的固體和液體顆粒物質(zhì)，依據(jù)其粒徑大小可分為PM10（空氣動力學(xué)直徑小于等于10微米）和PM2.5（空氣動力學(xué)直徑小于等于2.5微米）。這些顆粒物來源廣泛，包括自然來源（如沙塵、火山灰）和人為來源（如化石燃料燃燒、工業(yè)排放）。由于其粒徑微小，能夠深入呼吸道甚至進入血液，長期暴露可導(dǎo)致多種健康問題，如呼吸系統(tǒng)疾病和心血管系統(tǒng)疾病等。

大氣顆粒物對健康的影響

大氣顆粒物是我國居民死亡的第四大危險因素。研究團隊通過覆蓋全球六大洲、24個國家（地區(qū)）、652個城市的環(huán)境流行病學(xué)調(diào)查，首次建立了具有全球代表性的顆粒物與死亡風(fēng)險的暴露-反應(yīng)關(guān)系曲線，證實了大氣顆粒物污染對健康的影響不存在明顯閾值。研究發(fā)現(xiàn)，PM2.5濃度每升高10微克/米3，全球居民的每日死亡率升高0.68%。

在我國，情況同樣嚴(yán)峻。研究團隊通過覆蓋我國272個城市的數(shù)據(jù)，首次在全國范圍內(nèi)建立了大氣污染與居民日死亡風(fēng)險的暴露反應(yīng)關(guān)系。結(jié)果顯示，PM2 .5濃度每升高10微克/米3，我國居民的每日死亡率升高0.22%。這一發(fā)現(xiàn)揭示了我國大氣顆粒物污染的健康風(fēng)險特點，說明我國不能簡單套用發(fā)達國家的研究成果，強調(diào)了制定更嚴(yán)格的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的必要性。

除了濃度之外，大氣顆粒物的粒徑和化學(xué)組分也對健康危害有重要影響。研究表明，粒徑小于0.50微米的顆粒物對居民死亡率和多個亞臨床生物標(biāo)志物的影響最為顯著，且粒徑越小，健康危害越大。這一發(fā)現(xiàn)為我國大氣顆粒物污染防治提供了新的方向，即未來應(yīng)該重點關(guān)注更小粒徑的顆粒物。此外，PM2.5中的有機碳、無機碳、硝酸鹽、銨鹽和硫酸鹽等組分被證實能夠引起慢性阻塞性肺疾病患者的系統(tǒng)炎癥水平升高及凝血功能異常，而這些組分大多來自化石燃料燃燒和二次生成。研究結(jié)果提示，我國大氣污染防治應(yīng)更重視來自燃燒源及二次生成的顆粒物。

大氣顆粒物的致病機制

大氣顆粒物為什么會導(dǎo)致多種健康問題？為了回答這個問題，研究團隊采用因果推斷效力強的隨機交叉對照設(shè)計，在國際上首次揭示了PM2.5 可以通過激活人體的下丘腦-垂體-腎上腺軸，引起應(yīng)激激素水平顯著上升，進而引發(fā)心血管不良健康效應(yīng)。這一發(fā)現(xiàn)為理解PM2.5 的致病機制提供了新的視角，并為尋找干預(yù)靶點提供了科學(xué)依據(jù)。

研究團隊還全面探索了表觀遺傳在PM2 .5健康危害中的作用。研究發(fā)現(xiàn)，PM2 .5通過降低特定基因的甲基化水平，引起呼吸道炎癥反應(yīng)和系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)。此外，PM2.5還可以顯著改變與胰島素抵抗、糖脂代謝、氧化應(yīng)激等通路相關(guān)的基因的甲基化水平。這些發(fā)現(xiàn)進一步揭示了表觀遺傳改變是PM2.5誘導(dǎo)心肺系統(tǒng)疾病風(fēng)險升高的重要潛在機制。

大氣顆粒物的個體干預(yù)措施

為了減少PM2.5對健康的危害，研究團隊開展了多項個體干預(yù)研究，提供了空氣凈化器、口罩和魚油等干預(yù)手段的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)。

研究顯示，使用空氣凈化器可以顯著降低室內(nèi)PM2.5 濃度，降低外周血中多種炎癥、凝血和血管收縮因子水平，改善肺功能，從而減輕PM2.5 對心肺系統(tǒng)的危害。同樣，佩戴N95口罩也被證明可以有效阻擋空氣中的PM2.5，減少人體對其的吸入。

研究還發(fā)現(xiàn)，膳食補充魚油可以減輕PM2.5 暴露引起的外周血炎癥、凝血、內(nèi)皮功能異常、氧化應(yīng)激和應(yīng)激激素紊亂。魚油中的ω-3脂肪酸具有抗炎作用，能夠降低PM2.5 對心血管系統(tǒng)的損害。研究提示，通過補充魚油，可以有效緩解空氣污染的不良健康影響。

研究成果的應(yīng)用與推廣

研究團隊的成果不僅在學(xué)術(shù)界獲得了高度評價，也在實際應(yīng)用中發(fā)揮了重要作用。例如，該項目的研究結(jié)果被應(yīng)用于世界衛(wèi)生組織的《全球空氣質(zhì)量基準(zhǔn)值》和我國《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的修訂。這些標(biāo)準(zhǔn)的修訂將有助于進一步改善空氣質(zhì)量，減少大氣顆粒物對公眾健康的危害。此外，個體干預(yù)研究的成果為我國衛(wèi)生健康委員會發(fā)布的《空氣污染（霾）人群健康防護指南》提供了科學(xué)依據(jù)，產(chǎn)生了重要的公共衛(wèi)生影響。

總之，大氣顆粒物污染是當(dāng)前環(huán)境保護和公共健康領(lǐng)域的重要問題。該項目通過多年的系統(tǒng)研究，深入揭示了大氣顆粒物對健康的危害及其致病機制，并提出了切實可行的個體防護措施。這些研究成果不僅為制定更嚴(yán)格的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提供了科學(xué)依據(jù)，也為公眾了解和防護大氣顆粒物的健康危害提供了科學(xué)的健康指導(dǎo)，促進了社會對空氣污染問題的關(guān)注和重視。研究人員希望通過這些研究，能夠進一步提高公眾的環(huán)保意識，共同努力改善空氣質(zhì)量，保護人群健康。

本文相關(guān)成果“大氣顆粒物的健康危害、致病機制和個體干預(yù)”榮獲2022年度上海市科技進步獎一等獎

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