大气细颗粒物PM2.5对人体损害及致病机制的研究进展

吕广娜* 李荣山

（山西医科大学第二医院肾内科，山西 太原 030001）

大气细颗粒物PM2.5对人体损害及致病机制的研究进展

吕广娜* 李荣山

（山西医科大学第二医院肾内科，山西 太原 030001）

大气细颗粒物(PM2.5)作为一种新发现的大气污染成份，可以吸附多种有害气体和病原微生物，严重威胁着人体的健康。PM2.5的致病率、致癌率和致死率不断上升，受到全世界各国的广泛关注。在我国空气污染问题也相当严重。现就PM2.5对人体各个系统、器官的损伤及其致病机制的研究进展做综述。

大气污染；细颗粒物(PM2.5)；血管损伤；器官损伤

随着人类科技的进步，工业的飞速发展，电力需求的增加，汽车数量的攀升，使大气污染问题越来越严重。虽然大气污染多数时候看不见、摸不着，但是当各种悬浮颗粒物和有害气体达到一定浓度时，就会降低空气的能见度。

1 PM2.5的理化性质

细颗粒物作为一种大气污染物，与其他污染物一样，主要来源于化石燃料燃烧的产物。其形态各不相同，造成了生物效应也不同。类球形容易在机体内沉积，棱角多易造成直接机械损伤，而不规则形则更容易吸附有害成分和病原微生物[1]。无机物包括：二氧化硫（SO2）、二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、臭氧（O3）、氮氧化物（NOX）及重金属，其中重金属有铜、锌、铅、镉、锰、镍等；有机物包括：甲醛、甲烷、多环芳香烃及病原微生物等[2]。这些成分中对人体健康有影响的物质绝大多数是人为来源。

2 PM2.5对人体各系统、器官的影响

空气污染对人体健康有急性和慢性的影响，影响到许多不同的系统和器官。特别是PM2.5，它不但自身有危害性，还可以吸附多种有害气体和病原微生物。

2.1 对呼吸系统的影响

PM2.5通过损伤呼吸道黏膜上皮细胞，部分沉积在肺泡内或肺间质内，激活肺内的免疫细胞，引起气道炎性反应，造成呼吸系统疾病。从轻微的上呼吸道刺激、儿童的急性呼吸道感染、成人的慢性支气管炎，到慢性肺纤维化、慢性阻塞性肺疾病，甚至肺癌都有可能[3，4]。Sabit Cakmaka等人研究表明，PM2.5的空气浓度每增加4.5μg/m3，使第一秒用力呼气量与用力肺活量的比值（FEV1/ FVC%）下降0.4%。因此，还会造成呼吸道疾病恶化，如：哮喘的发作、呼吸衰竭。

2.2 对心血管系统的影响

呼吸道的急性和慢性炎症对于急性心血管病是公认的危险因素。而PM2.5引起肺部炎症反应后，有一部分就穿过呼吸膜进入循环系统，影响心血管系统。一项调查研究表明，长期吸入细颗粒物可导致心脏病，在美国每年约有6万人因此而过早死亡。

2.3 对血液系统的影响

长期的PM2.5吸入，使得血液中血小板数量显著上升，缩短部分凝血活酶时间（APTT）及凝血酶原时间（PT），更容易促使血栓形成，最终引起缺血性疾病。

2.4 对免疫系统的影响

PM2.5被吞噬细胞吞噬后，进入淋巴系统，部分被清除，部分被新的吞噬细胞吞噬。Sasha Bernatsky等人通过门诊病历分析得出，吸入的PM2.5水平与抗-dsDNA和细胞管型呈正相关。在自身免疫性风湿病人中，细颗粒物可能影响疾病活动，特别是系统性红斑狼疮。

3 PM2.5的致病机制

PM2.5对机体的各个系统、器官均有不同程度损伤，其作用机制可能是：①细胞的机械损伤：对于不规则形及棱角多的细颗粒物，对呼吸道黏膜上皮细胞、肺泡细胞、血管内皮细胞均有直接的机械损伤。②细胞DNA的氧化损伤：PM2.5对DNA的潜在损伤，主要在于其吸附的重金属和多环芳香烃的协同作用。它破坏了DNA的双螺旋结构，导致基因突变、DNA断裂，使原癌基因激活、抑癌基因失活。③细胞间隙连接的抑制：PM2.5抑制细胞间隙连接通讯，可能在癌细胞的发生、转移过程中起促进作用。④炎性因子的激活：在细胞损伤的基础上，激活了肺和血液中的单核/巨噬细胞、NK细胞、粒细胞、肥大细胞等免疫细胞，从而释放出大量炎性因子。⑤血管内皮功能障碍：高水平的活化免疫细胞和炎性因子可能导致细胞内水肿、炎性增生，进而造成血管内皮功能障碍，最终导致血管免疫自我平衡的失衡。⑥吞噬细胞的氧依赖杀伤途径的损伤：吞噬细胞在吞噬异物的同时出现氧代谢活跃，并生成反应性氧中间产物（ROIs）和反应性氮中间产物（RNIs），这些中间产物对吞噬的异物产生强大的杀灭作用。而PM2.5造成内皮功能障碍，对SOD、CAT及GSH-PX均有抑制作用，使得氧自由基堆积在肝、肾造成氧化损伤。同时，PM2.5使得肾血管内皮NOS/NO系统表达异常，其中血清诱导型氧化氮合酶（iNOS）活性增加，血清内皮型氧化氮合酶（eNOS）表达减少，都使得血液中NO含量异常，最终影响血管舒缩功能。

[1] 林治卿,袭著革,杨丹凤,等.PM2.5的污染特征及其生物效应研究进展[J].解放军预防医学杂志,2005,23(2):150-152.

[2] Judith CC,John GW,LU ZQ,et al.Descriptive Analysis of PM2.5 and PM10 at Regionally Representative Locations during SJVAQS/AUSPEX[J].Atmospheric Environment,1996,30(12): 2079-2112.

[3] Marilena K,Elias C.Human Health Effects of Air Pollution[J]. Environmental Pollution,2008,151(2):362-367.

[4] Michael H,Melissa MA.Relations Between Health Indicators and Residential Proximity to Coal Mining in West Virginia[J].Am J Public Health,2008,98(4): 669-671.

R122.7

A

1671-8194（2013）29-0043-01

*通讯作者:E-mail: lvguangna.love@163.com