PM2.5与心血管疾病

何勤 任佰慧 武常芬 于雯

(1.济南军区青岛第二疗养院门诊部，266071；2.济南军区青岛第二疗养院干部一科，266071)

PM2.5与心血管疾病

何勤1任佰慧1武常芬2于雯1

(1.济南军区青岛第二疗养院门诊部，266071；2.济南军区青岛第二疗养院干部一科，266071)

PM2.5与心血管疾病的关系日益受到重视，本文对PM2.5引起心血管损害的机制以及临床研究现状进行了综述。

PM2.5；心血管；损害

PM2.5指环境空气中空气动力学当量直径≤2.5 μm的颗粒物，也称细颗粒物。立方米空气中这种颗粒的含量越高就代表空气污染越严重。最近一项全球性疾病负担评估排名将PM2.5作为世界范围内死亡和致残的主要因素之一[1]。PM2.5对心血管系统的损害日益受到关注，但这方面的研究报道相对较少。下面做一下阐述。

1 PM2.5对心血管损害机制的动物试验研究

目前认为细颗粒物可能通过氧化、炎症刺激及对遗传物质的作用等对机体造成损伤，但细颗粒物导致心血管损害的机制仍不完全清楚。

1.1 对心脏自主神经系统和系统炎症的影响 国内有学者[2]研究了大气细颗粒物(PM2.5)暴露对大鼠心脏自主神经系统和系统炎症的影响。证实：PM2.5单独暴露组中心率变异性(HRV)指标与对照组比较有显著变化。血压在高剂量PM2.5组有明显上升。TNF-α和IL-6在PM2.5单独暴露有上升趋势。CRP在PM2.5单独暴露组表现出明显的剂量-效应关系。IL-6、TNF-α和CRP与HRV之间显著相关。病理学检查发现，PM2.5暴露组有颗粒物的沉积和心肌炎症。另有国内学者[3]研究了PM2.5对大鼠心肌神经生长因子表达的影响及β受体阻滞剂的干预作用。与对照组比较，实验组大鼠心脏左室前壁和右室前壁心肌神经生长因子(NGF)mRNA和蛋白表达显著增加(均P＜0.05)。普萘洛尔组大鼠心脏左室前壁心肌NGF mRNA和蛋白表达较实验组显著降低(均P＜0.05)，且显著高于对照组(P＜0.05)；右室前壁心肌NGF mRNA和蛋白表达均较实验组显著降低(均P＜0.05)。结论：PM2.5可导致大鼠心脏左室前壁和右室前壁心肌NGF表达水平增强，可能是PM2.5致交感神经重构的重要机制之一。普萘洛尔能通过抑制心肌NGF表达，从而拮抗PM2.5导致的交感神经重构。进一步的研究发现[4]：长期暴露在高浓度PM2.5可致小鼠血压升高，并伴随着低频血压变异性(LF-BPV)和尿去甲肾上腺素排泄的增加。小鼠促炎基因和蛋白激酶抑制剂(IKK)/细胞核因子酉乙蛋白(NF-κB)通路活性表达增加，从而证实高浓度PM2.5可导致交感神经系统活性增加以及下丘脑炎症反应；作用于中枢的α2A受体激动剂胍法辛可降低增高的基础血压，提示交感神经张力增高在暴露于PM2.5引起的高血压中的作用。

1.2 PM2.5对心脏的氧化损伤作用 张蕴晖等[5]探讨了大气细颗粒物的心血管毒性及其可能的作用机制。研究表明，PM2.5可通过诱导心血管内皮细胞的诱导型一氧化氮合酶(iNOS)活性，对心血管系统产生氧化应激损伤，氧化应激作用可能是PM2.5心血管系统毒性的作用机制之一。刘晓莉等[6]研究证实，PM2.5可对大鼠心脏具有氧化损伤作用。与对照组相比，较高PM2.5剂量组大鼠心脏脂质过氧化(LPO)水平有显著升高，但各抗氧化酶活性变化无统计学意义。

1.3 PM2.5引起心脏重构 研究证实[7]：PM2.5对雄性自发性高血压大鼠的心脏有一定的急性毒作用，并可引起心脏重构。高浓度组与对照组相比，心脏生长转化因子β1 (transforming growth factor-β1，TGF-β1)的mRNA表达明显升高(P＜0.01)。心脏病理学改变随着染毒浓度的增加越加严重，并可引起心脏重构。

2 PM2.5与血管疾病关系的临床研究

2.1 PM2.5与心血管事件 交通相关性空气污染被认为是造成血管损害的主要空气污染介质[8]。欧洲空气污染效应队列研究[9]发现空气颗粒污染和急性冠脉事件之间存在正相关。该研究共纳入1997—2007年无基础冠脉病变的100 166名受试者，平均随访1.5年。研究主要评价颗粒物PM2.5(颗粒直径小于2.5 μm)、PMcoarse(颗粒直径2.5～10 μm)、PM10(颗粒直径大于10 μm)、煤烟、氮氧化物和汽车尾气与急性冠脉事件之间的关系。研究结果表明，5 157名参与者发生终点事件，PM2.5年均增长5 μg/m3，冠脉事件增长13%(风险比1.13)；PM10年均增长10 μg/m3，冠脉事件增长12%(风险比1.12)。在低于目前欧洲年均PM2.5 25 μg/m3和PM10 40 μg/m3限定值水平下，颗粒污染物与冠脉事件之间呈正相关。冠脉事件与其他污染物呈正相关但无统计学意义。另有一项始于1982年的研究[10]证实当空气中PM2.5的浓度长期高于10 μg/m3会使死亡风险上升。浓度每增加10 μg/m3，总死亡风险上升4%，心肺疾病死亡风险上升6%。

急性暴露于空气污染是否会对心血管疾病产生影响，最近，英国和印度学者联合进行的一项系统回顾与荟萃分析[11]表明，急性暴露于空气污染与心衰住院及心衰致死有紧密的时间相关关系。研究者选取了35项关于颗粒物[直径＜2.5 μm(PM2.5)或＜10 μm(PM10)]浓度增加和污染气体[包括一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、臭氧]与心衰住院率或心衰死亡率之间相关性的研究，采用随机效应模型对每种污染物进行总体风险评估。研究发现PM2.5浓度每增加10 μg/m3，心衰住院率或死亡率增加2.12%；PM10浓度每增加10 μg/m3，住院或死亡率增加1.63%。根据该项研究估计，在美国如果PM2.5平均降低3.9 μg/m3，则可预防7 978例因心衰引起的住院，且每年约节省3.07亿美元。然而，由于该项研究没有对研究对象、心衰严重程度或预先存在的心脏衰竭的表型进行分层，因此需进一步深入研究证实。这项荟萃分析主要纳入的是发达国家的研究资料，更高质量的研究急需在中-低收入发展中国家开展。

DEAS(Detroit Exposure and Aerosol Research Study)分析[12]通过对个体PM2.5监测，发现了心血管损害和微环境暴露因子之间的相关性。研究显示心率增加与个体每小时持续PM2.5暴露有关。通过对50名个体329～434 min的监测显示：其中75%的心血管事件是暴露在＜35 μg/m3浓度之下。烹饪和汽车事件占每小时PM2.5暴露高峰的近10%，室内烹饪常导致1 min暴露浓度事件，平均峰值超过209 μg/m3。研究发现，环境性烟草暴露7～10 h导致明显的心率变化，同时可使肢体动脉直径增0.2～0.7 mm/(μg·m)3。结果证实个体暴露可导致严重的生物学反应，有时程度和趋向性的变化与暴露的程度有关。美国胸科协会最近推荐PM2.5严格标准为10 μg/m3，将每日最高浓度减少了25 μg/m3[13]。最近的研究表明[14]，在低于WHO推荐的PM2.5浓度下，健康的不利影响仍将持久存在。

2.2 PM2.5与动脉粥样硬化 研究[10]证实PM2.5会导致动脉斑块沉积引发血管炎症和动脉粥样硬化最终导致心脏病或其他心血管问题。通过对平均年龄60岁的4 238名参与者研究发现，每2.4 μg/m3PM2.5，胸主动脉钙化负担增加18.1%。长期暴露于细颗粒与亚临床动脉粥样硬化呈独立相关性[15]。

2.3 PM2.5与心室复极的变化和心率变异性(HRV)的关系[16]该研究对2007—2008年北京老年心脏病患者进行了队列研究。在固定站点每天连续20个小时监测PM2.5，对42名患者进行了ECG检查。从中国气象中国气象科学数据共享服务系统获取气象数据。混合线性回归模型用来检验PM2.5与ECG指标的关系。经过年龄、体质指数、性别、每周的天数和气象等校正后，观察到PM2.5对心电图指标HRV呈明显的不利影响，具有统计学意义。PM2.5对HRV的最强作用是滞后1 d发生。然而，PM2.5与心电图反映的心脏复极化/去极化之间没有关联。此外，PM2.5对高血压患者的影响大于无高血压的患者。本研究显示环境PM2.5可能影响老年心脏病患者的心脏自主神经功能，高血压患者可能对PM2.5引起的自主神经功能紊乱更加敏感。

空气污染作为一个与主要心血管疾病及健康经济代价普遍相关的公共卫生事件，它的有效控制仍应被当作全球卫生政策的一个主要目标。在我们关注传统心血管疾病危险因素的同时，亦应高度重视空气污染与心血管疾病的发生及致死、致残之间的关系。PM2.5对心血管损害的机制缺乏明确阐述，目前没有预防心血管疾病的PM2.5控制标准，PM2.5与高血压、心衰等心血管疾病是因果关系还是一种伴随关系有待进行更深入的前瞻性研究。

[1]Lim SS，Vos T，Flaxman AD，et al.A comparative risk assessment of burden of disease and injury attributable to 67 risk factors and risk factor clusters in 21 regions，1990-2010：a systematic analysisfortheGlobalBurden of Disease Study 2010[J].Lancet，2012，380(9859)：2224-2260.

[2]王广鹤，甄玲燕，吕鹏，等.臭氧和细颗粒物暴露对大鼠心脏自主神经系统和系统炎症的影响[J].卫生研究，2013，42(4)：554-560.

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[4]Ying Z，Xu X，Bai Y，et al.Long-Term Exposure to Concentrated AmbientPM2.5 IncreasesMouse Blood Pressure through Abnormal Activation of the Sympathetic Nervous System：A Role for Hypothalamic Inflammation[J].Environ Health Perspect，2014，122(1)：79-86.

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The relationship between PM2.5 and cardiovascular diseases has been paid more and more attention.This paper reviews the mechanism of cardiovascular damage caused by PM2.5 and its current status of the clinical research.

PM2.5；Cardiovascular；Damage

2014-03-03)

1005-619X(2014)08-0687-02

10.13517/j.cnki.ccm.2014.08.008

武常芬