细颗粒物对呼吸系统疾病的影响

丁飞红，白春学

复旦大学附属中山医院呼吸科，上海市呼吸病研究所，上海 200032

大城市阴霾天气的频频出现，引起社会对空气污染，特别是细颗粒物(即PM2.5)的广泛关注。PM2.5对健康的危害成为人们普遍担忧的问题。近年来，越来越多的流行病学研究提示，PM2.5与心肺疾病及肿瘤的发病和死亡存在关联。目前，美国国家环境保护局规定的PM2.5年均浓度限值为15 μg/m3，日均浓度限值为35 μg/m3[1]。欧洲联盟规定的PM2.5年均浓度限值为25 μg/m3[2]。中国环境保护部也在2011年11月首次制定了PM2.5的国家环境质量标准，PM2.5的日均浓度限值和年均浓度限值分别为75 μg/m3和35 μg/m3。本文对PM2.5与呼吸系统疾病关系的流行病学研究进展进行综述。

1 PM2.5的来源、组成及特征

PM2.5是指平均空气动力学直径≤2.5 μm的大气颗粒物，以μg/m3为浓度单位。PM2.5主要来源于包括工业、交通和电力系统的化石燃料燃烧，其次来源于生物质燃烧、室内活动及非人为因素(如火灾)等[3]。

PM2.5是大气污染物的混合物，其颗粒大小差异大，化学组成复杂，因污染源及气象条件不同而呈现较大的异质性。PM2.5的组成包括有机成分和无机成分，如重金属和过渡金属、离子、糖类、微生物等。高浓度PM2.5还包括元素碳、硝酸盐、硫化物、内毒素等。此外，一些PM2.5还吸附已知的致癌物质，如多环芳烃等。柴油机尾气颗粒物是城市PM2.5的主要来源之一，最近已被国际癌症研究机构列为Ⅰ类致癌物质[4]。

PM2.5颗粒小，表面积大，易吸附空气中有毒有害物质，质轻而流动性大，降速极低而易长时间漂浮在大气中，且能随人体呼吸运动进入肺泡甚至血液循环。

2 PM2.5对呼吸系统疾病的影响

空气污染，特别是PM2.5浓度增加，呼吸系统必然首当其冲。多项流行病学研究显示了短期及长期暴露于PM2.5对呼吸系统疾病的危害性。

2.1 PM2.5与肺癌

肺癌是目前发病率最高的恶性肿瘤之一，居中国所有癌症死亡原因之首[5]。因此，空气污染与肺癌发病风险的关系备受关注。流行病学研究显示，长期暴露于较高浓度的PM2.5可使肺癌死亡风险增加8%～37%[6]；长期暴露于PM2.5与肺腺癌发病风险的增加有关[7]。

一项哈佛六城市研究(1974～2009年)[6]对8 111名成人长期暴露于PM2.5进行前瞻性分析，发现PM2.5浓度每增加10 μg/m3，肺癌死亡风险增加37%(95% CI：7%～75%)。美国癌症协会研究(1982～1998年)[8]对长期暴露于PM2.5的1 200万名成人开展前瞻性队列研究，发现PM2.5浓度每增加10 μg/m3，肺癌死亡的相对危险度为1.14(95% CI：1.04～1.23)。另一项美国Adventist Health Study of Smog(AHSMOG)队列研究(1977～1992年)[9]对6 338名不吸烟的成年人开展长达15年的分析，发现长期暴露于PM10(即平均空气动力学直径≤10 μm的大气颗粒物)与男性肺癌死亡之间存在显著正相关，每年PM10浓度>100 μg/m343 d，男性肺癌死亡相对危险度为2.38(95% Cl：1.42～3.97)；PM10浓度每增加24.08 μg/m3，男性肺癌死亡相对危险度为3.36(95% CI：1.57～7.19)。后续研究[10]认为PM10中包含的PM2.5在起主要作用。最近有报道[7]，对欧洲9个国家开展的17项长期队列研究进行前瞻性分析，发现长期暴露于PM2.5与肺腺癌发病风险增加有关；PM2.5每增加5 μg/m3，肺腺癌的发病风险比为1.55(95% CI：1.05～2.29)。日本对63 520名>40岁的居民进行前瞻性队列研究(1983～1995年)[11]，结果显示肺癌的死亡风险比为1.23(95% CI：1.09～1.38)；PM2.5浓度每增加10 μg/m3，肺癌死亡风险增加27%。我国尚无关于PM2.5与肺癌的长期前瞻性队列研究。

2.2 PM2.5与慢性阻塞性肺病

短期暴露于PM2.5(滞后期为0～6 d)可能与慢性阻塞性肺病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)患者肺功能下降相关。室外PM2.5浓度每增加10 μg/m3，平均1 s用力呼气容积下降70.8 ml(95% CI： -118.4～21.3 ml)[12]。短期暴露于PM2.5也与COPD患者急性加重住院率和死亡风险的上升有关。香港一项回顾性生态学研究(2000～2004年)[13]显示，短期暴露于PM2.5与COPD急性加重住院率上升相关，相对危险度为1.014(95% CI： 1.007～1.022)。意大利研究[14]显示，短期暴露于PM2.5，浓度每增加11 μg/m3，COPD患者因呼吸系统疾病而死亡的危险度增加11.6%(95% CI：2.0%～22.2%)。但目前流行病学研究未提示长期暴露于PM2.5与COPD病死率上升有关[6,11]。

2.3 PM2.5与哮喘

流行病学研究结果显示，空气污染，特别是交通相关污染物(PM2.5的主要来源之一)，与儿童哮喘发病率增加、症状加重及急诊就诊率上升相关。

荷兰开展的一项8年前瞻性出生队列研究[15]中，共纳入3 863名儿童，结果显示交通相关的PM2.5年平均浓度每增加3.2 μg/m3，相应的儿童哮喘发病率比值比为1.28(95% CI：1.10～1.49)，哮喘患病率比值比为1.26(95% CI：1.04～1.51)，哮喘症状患病率比值比为1.15(95% CI：1.02～1.28)。加拿大一项时间序列研究(1999～2000年)[16]对加拿大多个城市近40万人次的急诊就诊进行分析，发现短期暴露于PM2.5，浓度每增加8.2 μg/m3，哮喘急诊就诊人次增加7.6%(95% CI：5.1%～10.1%)。在中国4个城市(广州、兰州、重庆和武汉)进行的研究(1993～1996年)[17]显示，PM2.5浓度每增加39.5 μg/m3，儿童哮喘发病率增加1.22%(95% CI：0.73%～2.01%)。

2.4 PM2.5与肺炎

PM2.5降低机体对病原微生物的抵抗力，使儿童、老年人及有基础肺疾病的患者对病原微生物的易感性增加[18]。流行病学研究提示，PM2.5与肺炎急诊住院率上升和肺炎死亡风险增加相关。

Zanobetti等[19]采用病例交叉法分析美国波士顿地区1995～1999年入院的24 857例肺炎患者，发现短期暴露于PM2.5，浓度每增加17.14 μg/m3，肺炎住院率上升6.5%(95%CI：1.1%～11.4%)。Barnett等[20]采用病例交叉法分析1998～2001年澳大利亚与新西兰因呼吸系统疾病住院儿童的数据，发现在1～4岁儿童中，PM2.5浓度每增加3.8 μg/m3，肺炎及急性支气管炎的住院率上升2.4%(95% CI：0.1%～4.7%)。加拿大一项病例-对照研究[21]显示，长期暴露于较高浓度的PM2.5， >65岁老年人社区获得性肺炎的住院风险显著增加；PM2.5浓度每增加3.12 μg/m3，相应的比值比为2.25(95% CI：1.2～4.24)。日本一项前瞻性队列研究(1983～1995年)[11]共观察512例因肺炎死亡的患者，发现长期暴露于PM2.5，浓度每增加10 μg/m3，肺炎的死亡风险比为1.17(95% CI：1.04～1.32)。

3 结语

我国控制PM2.5浓度任重而道远。流行病学研究结果提示，PM2.5对健康的危害不可忽视。然而，在我国4个城市的研究(1993～1996年)[17]中，广州、兰州、重庆和武汉1995～1996年的城区PM2.5平均浓度分别为150、117、95和73 μg/m3，均远远高于我国2011年设定的PM2.5年均浓度限值35 μg/m3。相比于美国哈佛六城市研究(1974～2009年)[6](1974年时6个城市的PM2.5年均浓度均<40 μg/m3，且自1980年开始呈下降趋势，至2009年6个城市的PM2.5年均浓度均<15 μg/m3)，我国控制PM2.5浓度仍有很长一段路要走。

此外，我国尚需开展更多关于PM2.5对健康影响的流行病学研究。目前关于PM2.5与呼吸系统疾病的前瞻性流行病学研究大多来自PM2.5浓度相对较低的发达国家。我国由于PM2.5监测开始较晚、疾病登记制度不完善等原因，此类研究开展较少。长期暴露于较高浓度的PM2.5是否与我国肺癌及其他呼吸系统疾病发病和死亡有关等尚待研究。

值得欣慰的是，目前我国政府和广大人民群众已开始重视PM2.5。我国环境保护部也于2011年将PM2.5纳入环境质量标准。相信经各方共同努力，我国能逐渐控制PM2.5浓度，缩小与发达国家之间的差距，从而保护人民健康。

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