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冠心病(CHD)及其最严重的临床表现急性心肌梗死(AMI),是全球人群面临的主要死亡原因之一,给社会带来了沉重的疾病负担。在众多危险因素中,长期暴露于PM2.5已被证实与心血管疾病风险增加密切相关。
不过,PM2.5并非单一物质,而是具有不同排放源和潜在健康风险的复杂化学混合物。以往的研究多将PM2.5作为一个整体进行评估,探究特定成分危害时,常受限于随访时间、地理范围及暴露评估技术的局限。
在中国,PM2.5与心血管疾病之间的关联报告与高收入国家存在差异,这是否与PM2.5成分差异有关呢?
近期,JACC杂志发表了来自埃默里大学和南方科技大学科研团队的论文,基于超过10万人的中国人群前瞻性队列分析结果显示,长期暴露于PM2.5中的有机碳(OC)、元素碳(EC)和硝酸盐会显著增加冠心病及急性心肌梗死的发病和死亡风险,而以往在部分研究中被认为具有高风险的硫酸盐成分,在本队列中并未表现出显著的心血管危害。
这一发现颠覆了将所有PM2.5成分一视同仁的传统认知,强调了未来空气污染控制必须超越“总质量浓度”,转向“针对特定成分”的精准防控。
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本研究纳入了101906名基线无心血管疾病的中国成年人,随访时间跨度为2003年至2019年,中位随访时间长达11.08年,累计提供超123万人年随访数据。期间共记录了3500例冠心病新发病例(含1771例急性心肌梗死)以及1321例冠心病死亡病例(含808例急性心肌梗死死亡)。
研究引入了结合多角度成像光谱辐射计(MISR)评估的气溶胶光学厚度数据的卫星机器学习模型。该模型能够解析气溶胶的大小和类型,生成了自2003年起覆盖全国的1公里×1公里超高时空分辨率的四种核心成分(元素碳、有机碳、硝酸盐、硫酸盐)暴露数据集,并将其与受试者的动态居住地址精准链接。(有机碳指的是存在于化合物中的碳,元素碳则可以理解为炭黑等碳单质)
在四种核心成分中,有机碳的危害最为显著, 暴露量每增加一个四分位距(IQR),冠心病发病风险大幅飙升60%(HR: 1.60),急性心肌梗死死亡风险骤增73%(HR: 1.73)。
元素碳与硝酸盐致病程度位列其后,硝酸盐暴露量每增加一个IQR,冠心病发病风险增加43%(HR: 1.43);元素碳暴露每增加一个IQR则与冠心病发病风险增加10%(HR: 1.10)有关。
令人意外的是,既往研究非常关注的硫酸盐,在本研究中却未表现出威胁性。硫酸盐暴露量每增加一个IQR,冠心病发病的HR仅为0.93(95% CI: 0.82-1.06),在统计学上并不显著。
进一步分析显示,伴随有机碳、元素碳和硝酸盐浓度的增加,冠心病风险整体呈上升趋势(其中元素碳和有机碳在极高浓度区间出现平台期或轻微减弱);硫酸盐的曲线则为非线性波动,未见风险的持续增加。
基于既往研究,研究者指出,有机碳类成分通常与多环芳烃和醌类物质紧密结合,它们可以在微观层面上引发血管内皮细胞的氧化应激和炎症级联反应。
硫酸盐在空气中多作为二次组分存在。毒理学研究提示,硫酸盐颗粒自身的直接毒性有限,它更多是通过改变气溶胶的酸度、增加过渡金属的溶解度和氧化还原活性等间接路径发挥作用。在复杂的混合物环境中,其单一成分对冠心病发病通路的直接驱动力较弱,这可能解释了其在本研究中缺乏显著致病关联的原因。
研究者指出,空气污染控制应当转向特定化学成分和污染源的精准减排;对临床医生来说,患者的环境暴露史也要纳入健康干预考量。
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参考资料:
[1]Wang W, Liu H, Li Q, Dou Y, Huang K, Liu F, et al. Long-Term Exposure to PM2.5 Constituents and Coronary Heart Disease Risk in China. J Am Coll Cardiol. 2026.
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本文作者丨代丝雨
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