空气中的隐形杀手——大气颗粒物

上海科技奖励研究成果科普化特别报道

在全球化与城市化进程加速的当下，空气污染问题愈发严峻。作为空气污染物的主要成分，大气颗粒物（PM）对健康的危害一直备受公众关注。由复旦大学和中国疾病预防控制中心慢性非传染性疾病预防控制中心共同完成的“大气颗粒物的健康危害、致病机制和个体干预”项目，荣获2022年度上海市科技进步奖一等奖。该项目聚焦“危害—机制—防护”的研究思路，开展了十余年系统研究，为我国乃至全球大气污染防控政策制定提供了科学依据。

文/阚海东

欧洲科学院院士，复旦大学公共卫生学院副院长、教授、博士生导师，教育部长江学者特聘教授，国家卫生健康委卫生技术评估重点实验室副主任。

认识大气颗粒物

大气颗粒物是指悬浮在空气中的固体和液体颗粒物质，依据其粒径大小可分为PM10（空气动力学直径小于等于10微米）和PM2.5（空气动力学直径小于等于2.5微米）。这些颗粒物来源广泛，包括自然来源（如沙尘、火山灰）和人为来源（如化石燃料燃烧、工业排放）。由于其粒径微小，能够深入呼吸道甚至进入血液，长期暴露可导致多种健康问题，如呼吸系统疾病和心血管系统疾病等。

大气颗粒物对健康的影响

大气颗粒物是我国居民死亡的第四大危险因素。研究团队通过覆盖全球六大洲、24个国家（地区）、652个城市的环境流行病学调查，首次建立了具有全球代表性的颗粒物与死亡风险的暴露-反应关系曲线，证实了大气颗粒物污染对健康的影响不存在明显阈值。研究发现，PM2.5浓度每升高10微克/米3，全球居民的每日死亡率升高0.68%。

在我国，情况同样严峻。研究团队通过覆盖我国272个城市的数据，首次在全国范围内建立了大气污染与居民日死亡风险的暴露反应关系。结果显示，PM2 .5浓度每升高10微克/米3，我国居民的每日死亡率升高0.22%。这一发现揭示了我国大气颗粒物污染的健康风险特点，说明我国不能简单套用发达国家的研究成果，强调了制定更严格的空气质量标准的必要性。

除了浓度之外，大气颗粒物的粒径和化学组分也对健康危害有重要影响。研究表明，粒径小于0.50微米的颗粒物对居民死亡率和多个亚临床生物标志物的影响最为显著，且粒径越小，健康危害越大。这一发现为我国大气颗粒物污染防治提供了新的方向，即未来应该重点关注更小粒径的颗粒物。此外，PM2.5中的有机碳、无机碳、硝酸盐、铵盐和硫酸盐等组分被证实能够引起慢性阻塞性肺疾病患者的系统炎症水平升高及凝血功能异常，而这些组分大多来自化石燃料燃烧和二次生成。研究结果提示，我国大气污染防治应更重视来自燃烧源及二次生成的颗粒物。

大气颗粒物的致病机制

大气颗粒物为什么会导致多种健康问题？为了回答这个问题，研究团队采用因果推断效力强的随机交叉对照设计，在国际上首次揭示了PM2.5 可以通过激活人体的下丘脑-垂体-肾上腺轴，引起应激激素水平显著上升，进而引发心血管不良健康效应。这一发现为理解PM2.5 的致病机制提供了新的视角，并为寻找干预靶点提供了科学依据。

研究团队还全面探索了表观遗传在PM2 .5健康危害中的作用。研究发现，PM2 .5通过降低特定基因的甲基化水平，引起呼吸道炎症反应和系统性炎症反应。此外，PM2.5还可以显著改变与胰岛素抵抗、糖脂代谢、氧化应激等通路相关的基因的甲基化水平。这些发现进一步揭示了表观遗传改变是PM2.5诱导心肺系统疾病风险升高的重要潜在机制。

大气颗粒物的个体干预措施

为了减少PM2.5对健康的危害，研究团队开展了多项个体干预研究，提供了空气净化器、口罩和鱼油等干预手段的循证医学证据。

研究显示，使用空气净化器可以显著降低室内PM2.5 浓度，降低外周血中多种炎症、凝血和血管收缩因子水平，改善肺功能，从而减轻PM2.5 对心肺系统的危害。同样，佩戴N95口罩也被证明可以有效阻挡空气中的PM2.5，减少人体对其的吸入。

研究还发现，膳食补充鱼油可以减轻PM2.5 暴露引起的外周血炎症、凝血、内皮功能异常、氧化应激和应激激素紊乱。鱼油中的ω-3脂肪酸具有抗炎作用，能够降低PM2.5 对心血管系统的损害。研究提示，通过补充鱼油，可以有效缓解空气污染的不良健康影响。

研究成果的应用与推广

研究团队的成果不仅在学术界获得了高度评价，也在实际应用中发挥了重要作用。例如，该项目的研究结果被应用于世界卫生组织的《全球空气质量基准值》和我国《环境空气质量标准》《室内空气质量标准》的修订。这些标准的修订将有助于进一步改善空气质量，减少大气颗粒物对公众健康的危害。此外，个体干预研究的成果为我国卫生健康委员会发布的《空气污染（霾）人群健康防护指南》提供了科学依据，产生了重要的公共卫生影响。

总之，大气颗粒物污染是当前环境保护和公共健康领域的重要问题。该项目通过多年的系统研究，深入揭示了大气颗粒物对健康的危害及其致病机制，并提出了切实可行的个体防护措施。这些研究成果不仅为制定更严格的空气质量标准提供了科学依据，也为公众了解和防护大气颗粒物的健康危害提供了科学的健康指导，促进了社会对空气污染问题的关注和重视。研究人员希望通过这些研究，能够进一步提高公众的环保意识，共同努力改善空气质量，保护人群健康。

本文相关成果“大气颗粒物的健康危害、致病机制和个体干预”荣获2022年度上海市科技进步奖一等奖

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