PM2.5与呼吸系统疾病发病率关系流行病学调查研究*

李继忠，边毓尧△，郭文有，修明文，魏鸾颍

1.中国石油天然气集团公司中心医院急诊科 (廊坊 065000)；2.河北省廊坊市人民医院药剂科 (廊坊 065000)

大气污染是影响公众健康的危险因素之一，已经在世界范围内发生多次重大公共卫生事件。1936年洛杉矶光化学烟雾事件致使当地居民呼吸道及心血管疾病的发病率和病死率急剧上升；1952 年和1962年伦敦烟雾事件分别导致4000和1200人的非正常死亡[1]。近年随着我国城镇化进程加快，大气环境污染现象日趋严重，呼吸、心血管系统等疾病逐年增加[2-3]。目前相关大气污染物对人体健康影响的研究较多，但是大气污染物会引起哪些呼吸系统疾病及症状，没有具体的研究。本文研究大气污染物对呼吸系统疾病种类的影响，PM2.5浓度与呼吸系统疾病的关系，为进一步预防此类重大公共卫生事件的发生奠定坚实基础。

对象与方法

1 研究对象 采取随机抽样方法,抽取呼和浩特市、廊坊市市区常住居民进行问卷调查,问卷根据美国胸科协会制订的呼吸系统健康量表(ATS-DLD-78-C)为基础结合两地实际情况编制的呼吸系统流行病学调查表，问卷由调查员发放及回收，回收有效问卷1239份，有效问卷率61.95%。其中男性646名,女生583名,两地性别构成比比较无统计学性差异(P均>0.05)，平均年龄为(41.43± 16.54)岁。入选标准：呼和浩特、廊坊两地常住居民；调取2008-2015年当地气象部门每年度的平均API、AQI及PM2.5浓度。排除标准：①排除吸入性肺炎、坠积性肺炎、肺部肿瘤及其他系统疾病致肺部症状表现患者；②当地居住期限少于10年、每年冬春季不在当地居住居民；③室内使用固体燃料取暖及烹饪的居民。④吸烟人群。

2 检测内容及方法 问卷的主要内容包括:①一般状况:年龄、性别、居住年限等；②家庭及受教育情况:吸烟与否,住房、装修情况,家庭使用燃料种类等;③呼吸系统疾病状况:以2008年为分界点，调查两地地居民2008年之前和2008年之后常出现的呼吸系统状况,包括咳嗽、咳痰、气喘、咽部不适等9项症状,鼻炎、慢性咽炎、支气管哮喘、COPD等14种疾病。根据问卷内容对比2008年前后两地区居民呼吸系统疾病发病率差异，对比分析廊坊与呼和浩特地区居民呼吸系统疾病发病率的异同。随机抽取廊坊高PM2.5地区居民200例填写2013-2015年每年度呼吸系统流行病学调查表并统计每年平均PM2.5浓度，探讨呼吸系统疾病和PM2.5浓度的相关性，有效问卷率为48.43%。

结 果

1 呼和浩特与廊坊地区年平均PM2.5浓度比较 廊坊地区PM2.5浓度、AQI明显高于呼和浩特地区，差异有统计学意义(P<0.05)

表1 廊坊地区和呼和浩特地区PM2.5、AQI比较

2 呼和浩特地区和廊坊地区居民2008年前后呼吸系统疾病发病率比较

2.1 呼和浩特地区居民2008年前后呼吸系统疾病发病率比较:呼和浩特地区居民2008年后鼻炎、鼻敏感、咽炎、COPD、肺炎、肺部肿瘤发病率显著高于2008年前，差异有统计学意义(2=817.18，P<0.05)，其余呼吸系统疾病比较无统计学差异(P>0.05)，见表2。

表2 呼和浩特地区居民2008年前后呼吸系统疾病发病率

2.2 呼和浩特地区居民2008年前后呼吸系统症状发病率比较:呼和浩特地区居民2008年后咳嗽、咳痰、喘息气促、咽部不适、鼻塞、喉咙痛、咯血、呼吸困难症状发病率高于2008年前，差异有统计学意义(2=2793.46，P<0.05)，其余呼吸系统症状比较无统计学差异。

表3 呼和浩特地区居民2008年前后呼吸系统症状发病率

2.3 廊坊地区居民2008年前后呼吸系统疾病发病率比较:廊坊地区居民2008年后鼻炎、鼻敏感、咽炎、急性上呼吸道感染、鼻窦炎、支气管炎、哮喘、COPD、肺炎、胸膜炎、肺部肿瘤、间质性肺病疾病发病率显著高于2008年前，差异有统计学意义(2=9811.70，P<0.05)。

表4 廊坊地区居民2008年前后呼吸系统疾病发病率比较

2.4 廊坊地区居民2008年前后呼吸系统症状发病率比较:廊坊地区居民2008年后咳嗽、咳痰、喘息气促、咽部不适、鼻塞、喉咙痛、咯血、喘鸣、呼吸困难症状发病率显著高于2008年前，差异有统计学意义(2=16235.95，P<0.05)。

表5 廊坊地区居民2008年前后呼吸系统症状发病率比较

3 PM2.5与呼吸系统疾病的相关性分析 Spearman’s相关分析显示：PM2.5浓度与鼻炎、鼻敏感、咽炎、上感、支气管炎呈正相关，与哮喘相关性较弱 (P<0.05)；与 COPD、肺炎、支气管扩张、胸膜炎、呼吸睡眠暂停、间质性肺病无相关性(P>0.05)。

表6 PM2.5与呼吸系统疾病的相关性分析结果

注：* 未统计出数据

讨 论

随着近些年空气污染日益严重，城市大气问题受到人们越来越多的关注, PM2.5对人类健康的影响也被人们越来越重视[4]。慢性肺病的发病与肺部对有害气体或有害颗粒的异常炎症的反应有关[5]。PM2.5的化学成分十分复杂，不同季节和地域 PM2.5的化学成分有所不同，PM2.5的普遍的成分包括无机成分、有机成分、微量金属元素、元素碳、生物物质 ( 细菌、病菌、霉菌等) 等[6]，不同组分的颗粒物对人体健康和大气能见度的影响也不相同[7]。

Theodora等[8]调查了哈密尔顿儿童组织(HCC)的数据,对大气污染在儿童健康方面进行了评估,调查结果确定了儿童的呼吸健康与母亲吸烟、幼儿期住院治疗以及空气污染相关。Hans等[9]对塔林地区PM2.5与心血管病和呼吸疾病的发病率、病死率影响做了评价,结果表明空气污染的短期影响导致心血管发病率的增加,而空气污染对病死率的长期作用影响更大。国内对大气颗粒物与疾病健康的研究多集中于从病理学、毒理学的角度探讨PM2.5的致病机制。殷永文[10]等应用泊松回归模型对上海霾期间PM10和PM2.5污染与呼吸科、儿呼吸科门诊人数进行统计分析,推测PM10和PM2.5对医院呼吸科、儿呼吸科日均门诊人数有一定的影响。刘晓莉等[11]利用气管直接注入染毒的方法,研宄PM2.5对大鼠肺、睾丸和心的氧化损伤作用,结果发现PM2.5染毒后对大鼠肺、睾丸和心有不同程度的氧化损伤作用[12-13]。

本研究着重探讨了PM2.5对于哪些呼吸系统疾病、症状会有影响。根据廊坊地区气象资料统计可知，2008年后大气污染物逐年增加，在2012、2013年达到污染高峰；同时研究调查廊坊地区居民近10年呼吸系统疾病率发现呼吸系统疾病发病率明显上升，相比明确的呼吸系统疾病更多的居民出现了各种各样的呼吸系统症状。

呼和浩特地区属于北方髙风沙、高海拔地区，呼吸系统疾病相对于内陆一直趋于高发态势[14]，但近些年部分呼吸系统疾病和症状相比2008年前呈下降趋势。相比较呼和浩特地区来看，呼吸系统疾病增长速度在廊坊地区更高。研究发现近些年廊坊地区PM2.5浓度明显高于呼和浩特地区，相关性分析表明廊坊地区PM2.5与呼吸系统疾病发病率具有相关性，表明PM2.5对呼吸系统疾病有显著影响。关于研究中PM2.5与慢性肺病相关性不明显，考虑原因有以下几点:①与观察时间短有关关系；②慢性肺病发病机制更为复杂，诱发因素和暴露危险因素更多，以及年龄、遗传、免疫的因素都有关系，导致相关性不明显。而急性呼吸系统疾病相对污染源更单一，发病机制相对较简单，相关性更显著。

PM2.5对呼吸系统疾病的致病机制尚不清楚。本研究发现PM2.5与上呼吸道、下呼吸道疾病、急性呼吸系统疾病、慢性肺病的发生均有关系，表明PM2.5致病机制较为复杂。推测PM2．5可直接通过鼻腔逐步沉积于上呼吸道黏膜表面，造成呼吸道上皮细胞损伤，刺激黏膜上皮释放炎性介质[15-16]，引起相关上呼吸道炎症及过敏性炎症的发病风险；对于下呼吸道疾病的影响更为复杂，可能在炎症反应、氧化应激、遗传损伤及细胞内信号转导异常等方面均有作用[17-18]。

该研究表明，大气高污染地区鼻炎、鼻敏感、咽炎、急性上呼吸道感染、鼻窦炎、支气管炎、哮喘、COPD、肺炎、胸膜炎、肺部肿瘤、间质性肺病均为高发；高污染地区居民更易发作咳嗽、咳痰、喘息气促、咽部不适、鼻塞、喉咙痛、咯血、喘鸣、呼吸困难等呼吸系统症状。

此次流行病学研究仅限于高浓度暴露水平、小样本、局地的研究，不足以反映整体人群的效应。更大样本、多地合作、流行病学调查与实验室工作的结合的研究将更有说服力。

[1] 李权恒，高文杰,李金英,等. 空气污染与儿童急性呼吸道病毒感染的相关性研究[J].中国全科医学，2016，19(11)：1259-1262.

[2] Nandasena S，Wickremasinghe AR，Lee K，etal.Indoor fine particle(PM2.5) pollution exposure due to secondhand smoke in selected public places of Sri Lanka[J].Am J Ind Med，2012，55(12)：1129-1136.

[3] 杨 露,袁雅冬. PM2.5 的氧化损伤机制及其与呼吸系统疾病关系[J].临床荟萃，2016，31(4)：433-437.

[4] 青 卉，王向东，张 罗. PM2．5与呼吸系统疾病的关系[J]. 国际耳鼻喉头颈外科杂志，2016,40(5)：311-313.

[5] 杨惠琴，刘 琴，李风森.慢性阻塞性肺疾病急性加重期细菌分布与中医证型分析规律的相关性研究[J].陕西中医，2014，35(11)：1513-1515.

[6] Vinikoor-Imler LC，Davis JA，Luben TJ.An ecologic analysis of county-level PM2.5 concentrations and lung cancer incidence and mortality[J].Int J Environ Res Public Health 2011，8(6)：1865-1871.

[7] 杨新兴，冯丽华，尉 鹏.大气颗粒物PM2.5及其危害[J].前沿科学，2012，6 (21)：22-31.

[8] Theodora P, Pavlos S K, Susan J E,etal. Assessing the health impacts of air pollution: a re-analysis of the Hamilton children's cohort data using a spatial analytic approach[J]. International Journal of Environmental Health Research,2008,18(1):17-35.

[9] Hans O’ Erik T, Taavi L,etal. Health impact assessment of particulate pollution in Tallinn using fine spatial resolution and modeling techniques[J], Environmental Health, 2009,8:7.

[10] 殷永文,程金平,段玉森,等.上海市霾期间PM2.5、PM10污染与呼吸科、儿呼吸科门诊人数的相关分析[J].环境科学,2011,32(7):1894-1898.

[11] 刘晓莉,李 红,孟紫强.PM2.5对大鼠心、肺、睾丸的氧化损伤作用[J].中国环境科学，2005，25(2):160-164.

[12] 王旭英,李国星，金晓滨,等. 2012—2013年北京市大气PM2.5浓度与某三级甲等医院急诊人次相关性研究[J].中华预防医学杂志，2016，50(1)：73-78.

[13] Chen R, Zhao Z, Kan H.Heavy smog and hospital visits in Beijing, China[J]. Am J Respir Crit Care Med，2013,188(9):1170-1171.

[14] 郭 璇.气候变化对人口死亡率的影响-基于内蒙古数据的研究[D].呼和浩特：内蒙古大学，2014：1-79.

[15] Darrow LA，Klein M，Flanders WD，etal．Air pollution and acute respiratory infections among children 0-4 years of age：all 1 8-year time-series study[J]．Am J Epidemiol，2014，180(10)：968-977．

[16] Steenhof M，Mudway IS，Gosens I，etal．Acute nasal proinflammatory response to air pollution depends on characteristics other than particle mass concentration or oxidative potential：the RAPTES project[J]．Occup Environ Med，2013，70(5)：341-348．

[17] Cachon BF,Firmin S，Verdin A，etal，Proinflammatory effects and oxidative stress within human bronchial epithelial cells exposed to atmospheric particulate matter(PM2．5 and PM>2．5)collected from Cotonou，Benin[J]．Environ Polht，2014，185：340-351．

[18] Fossati S，Baccarelli A，Zanobetti A，etal．Ambient particulate air pollution and micro RNAs in elderly men[J]．Epidemiology,2014，25(1)：68-78.