PM2.5对慢性阻塞性肺病影响的研究进展

王光艳　刘菁　张妍等

[摘要]随着大气环境的污染，慢性阻塞性肺病（COPD）的发病率逐年递增，越来越多地影响人生活质量和健康。经过研究证实COPD的发病率和环境污染有密切的关系。空气颗粒物是大气污染的主要成分，其中PM2.5对人健康危害最大。研究表明PM2.5可引发诸如哮喘、COPD肺部不适和心血管等方面的疾病，对慢性肺疾病患者特别是慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者的有严重的影响。本文总结了近年来PM2.5对COPD致病机理以及流行病学方面的研究，期望为将来该方面的研究提供有益的参考。

[关键词]慢性阻塞性肺病；PM2.5；环境污染；致病机理；流行病学

[中图分类号]R563.9 [文献标识码]A [文章编号]2095-0616（2017）04-41-03

随着工业化进程的发展，环境污染日益严重，方方面面影响着我们的生活。近年来，大气污染特别是空气颗粒物污染已经严重影响到了人们的健康。已有研究发现证实空气颗粒污染占整个空气污染的76%。随着研究的深入，空气颗粒物污染对健康的影响和危害逐渐被披露出来，研究表明空气颗粒物污染显著增加了呼吸道感染的几率，还增加了肺部炎症、心脏病、中风、眼部疾病、结核病、冠脉疾病等疾病的风险。其中空气污染，特别是PM2.5对COPD的影响引起了公众以及科学家的广泛重视。本次研究对慢性阻塞性肺病、大气污染与人体疾病、PM2.5的致病机理研究进展、PM2.5对人类健康产生的影响和引发的疾病进行以下阐述，旨在分析慢性阻塞性肺病与PM2.5环境污染的相关性，为临床疾病的治疗以及预防提供科学可靠的依据。

1慢性阻塞性肺病

慢性阻塞性肺病是一组肺部慢性气流阻塞性疾病的总称，中文简称“肺慢阻”英文简称COPD。COPD现已成为全球最流行的慢性疾病之一，它是一种多因素疾病，包括一系列病理生理改变的进行性气道阻塞疾病，如慢性支气管炎、肺气肿等。目前，临床尚未明确其临床发病机制，但多数学者认为其发生与淋巴细胞、巨噬细胞以及中性粒细胞等诱发的炎症反应相关。目前普遍认为COPD主要是由呼吸道细菌感染和各种环境因素造成。COPD近年来已经成為严重威胁人们生命健康的主要疾病之一。据世界卫生组织WHO统计，目前全世界大约有6亿人患有COPD，但随着它的发展到2020年它将成为人们第三大主要死亡病因。

2大气污染物与人体疾病

学者孟紫强等采用半参数广义相加泊松回归模型（GAM）进行研究，在控制了混杂因素，如时间长期趋势、季节趋势、气象因素、日历效应等影响的基础上，分析了沙尘暴频发地区大气中PM2.5与呼吸、心血管系统疾病日门诊人数的关系，结果发现两者存在较强的相互关联。另一位学者刘宏炜等对2004～2009年上海一医院收住入院的慢性阻塞性肺疾病急性加重的病例进行收集，发现在不同的组别中（按入院后肺功能检查结果分成轻度、中度、重度3组），COPD和大气污染严重程度均呈现强烈的正相关。随着国民经济和工业的不断发展增长，我国城市空气污染问题伴随着城市化进程的加快以及城市人口的急剧增长随之凸显出来，并且污染类型由燃煤型污染逐步转变为交通和燃煤混合型污染，空气污染问题已经对城市的可持续发展起到严重制约作用。据对2014年上半年我国74个城市的天气状况进行统计，发现达标天数比例仅在11.7%～97.2%之间，空气污染平均超标天数比例为39.7%，其中轻度污染占24.1%，中度污染占8.1%，重度污染占5.8%，严重污染占1.7%。截止至2014年，我国城市尤其是北方城市空气质量的首要污染物仍是颗粒物，对大气污染颗粒物进行分析发现其主要为PM2.5，其次为PM10和03。

3 PM2.5的致病机理研究进展

PM2.5可通过呼吸进入机体，通过血液循环形式导致肺部的炎性改变以及全身性的免疫性疾病。PM2.5可以诱导肿瘤坏死因子以及白介素-6的生物学活性，在慢性阻塞性肺疾病的炎性反应以及相关疾病的症状加重中起到至关重要的作用。研究表明，大鼠的肺部纤维化可由二氧化硅以及BLM诱导发生，肺纤维化大鼠的外周血肿瘤坏死因子水平显著升高。肿瘤坏死因子的作用加速放大了炎症级联反应。总之，肺部炎症介质包括IL-6和TNF-α等多种细胞因子由PM诱导产生后可以引起炎症性肺损伤和炎症级联反应，进而诱导产生COPD。

4 PM2.5对人类健康产生的影响和引发的疾病

4.1 PM2.5对慢性阻塞性肺病影响的研究

有国外研究者探究过空气中不同粒径颗粒和气态污染物诱发不同年龄人群患支气管哮喘和慢性阻塞性肺病的情况，他们对位于Helsinki，Finland的户外检测站从1998～2004年收集的对NO2、CO以及一些颗粒空气污染物的测量数据进行分析。针对日常污染物水平和医院急诊数量之间关系作为研究对象分为：患有支气管哮喘<15岁的儿童；15～64岁的患支气管哮喘和COPD的成年人；>65岁的老年人。当污染天气发生3～5d之后，儿童的支气管哮喘接诊开始增加，主要与以下污染物有关：极小粒子（<0.03mm），Aitken（0.03～0.1mm）、沉积物（0.1～0.29ram）。PM2.5主要与气体污染和与交通排放相关（7.8%，95%C13.5to12.3）。对于支气管哮喘和COPD并发的老年患者，患病因素主要是较大颗粒物，空气污染物，PM2.5，且无任何延滞反应。只有污染物富集和较大颗粒物是成年支气管哮喘和COPD患病因素。对于儿童来讲，与交通排放相关的PM2.5的支气管哮喘诱发作用具有滞后性，而对于成年人和老年人，不同的污染物的作用都是急性的。这些研究表明，不同年龄阶段人群空气污染对呼吸道疾病的诱发机制和对应的诱发污染物是不同的。

4.2 PM2.5危害人身体健康增加人类死亡率的研究

有研究者对在医疗数据库收录的截止到2011年5月的110篇同行评议时间系列研究进行了一次全面的、系统的审查和分析，以评估PM2.5和每日死亡率和住院率的范围以及疾病和年龄之间的关联证据。他们通过分层分析地理区域来确定的全世界的证据和调查小研究偏见，最终基于23个总括性死亡率的评估，得出PM2.5每增加10μg/m³就会增加1.04%（95%CI0.52%～1.56%）死亡的风险。在世界范围内有很大的区域变化（0.25%～2.08%）。对呼吸道疾病的影响则更大于对心血管疾病的影响，其影响程度分别为1.51%（1.01%～2.01%）和0.84%（0.41%～0.41%）。他们还发现，在单个城市和多个城市中的研究结果有一定程度的偏差，于是就有人对偏差方面进行了研究。

随着全球化经济的发展以及随之而来的环境的变化，人们健康受气象因素和环境因素对的影响逐渐加重。特别是近年来，随着大气PM2.5浓度增高的呼吸系统疾病发病率和死亡率呈明显上升趋势。本文总结了现在PM2.5对COPD的致病机理以及流行病学方面的研究，为将来的研究提供一定的参考。目前，国内对该方面的研究只处于起步阶段，应该尽快在动物模型以及影响机制方面展开研究，以寻找更好的治疗和解决方法。