2021年10月21日，复旦大学公共卫生学院陈仁杰教授联合中日友好医院杨汀主任医师，基于我国25个城市的成人哮喘患者动态肺功能监测数据库，结合小时尺度的大气污染数据，对比分析了细颗粒物（PM_2.5）和粗颗粒物（PM_2.5-10）暴露对成人哮喘患者肺功能的影响、时间滞后模式和敏感人群。研究结果以「Hourly concentrations of fine and coarse particulate matter and dynamic pulmonary function measurements among 4992 adult asthmatic patients」为题发表在国际知名期刊Environment International (Impact factor: 9.621)。

文章链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0160412021005675

我国是世界上空气污染最严重的国家之一。随着2013年《大气污染防治行动计划》的实施，近年来，我国空气质量显著改善。2021年9月，世界卫生组织发表了最新的《全球空气质量指南》，进一步收紧了颗粒物的控制基准，对大气颗粒物的治理工作提出了更高的要求。既往研究大多关注PM_2.5对一般人群和特殊人群（如哮喘患者）肺功能的影响，但缺乏基于大规模、多中心的流行病学研究证据，以明确PM_2.5和PM_2.5-10对肺功能影响的差异。此外，人体肺功能测量易受多种自然和人为因素影响，因此动态肺功能监测可降低单次肺功能测量造成的误差，然而极少有流行病学研究评估了大气污染对动态肺功能测量的影响。

研究设计

为了解决这一科学问题，该研究应用我国25个城市的成人哮喘患者动态肺功能数据库（地理分布见图1），匹配小时尺度的大气污染数据，应用多项式分布滞后模型和混合效应模型，分析了PM_2.5和PM_2.5-10暴露影响成人哮喘患者肺功能的滞后模式、效应大小和敏感人群。该动态肺功能数据库纳入了2017年至2020年期间4992名符合条件的成人哮喘患者，平均每名哮喘患者完成了60次动态肺功能监测（测量仪器为呼吸家肺活量计A1）。由于我国南、北方城市的颗粒物在浓度、组分构成上存在较大差异，该研究分别评估了PM_2.5和PM_2.5-10暴露对全国、北方城市和南方城市成人哮喘患者肺功能的影响。

图1：本研究中成人哮喘患者所在城市的地理分布

PM_2.5和PM_2.5-10暴露对成人哮喘患者肺功能影响的时间滞后模式

时间滞后模式的结果显示（图2、图3），PM_2.5和PM_2.5-10暴露降低哮喘患者肺功能的效应出现在滞后1天（24 h-48 h），在滞后4天（96 h-120 h）达到峰值，效应大约持续一周后消失。PM_2.5暴露对全国、北方城市和南方城市成人哮喘患者肺功能指标（FEV₁、FEV₁/FVC和PEF）的影响均具有统计学意义；而PM_2.5-10对北方城市成人哮喘患者肺功能的影响不具有统计学意义。

图2：PM_2.5影响成人哮喘肺功能指标的时间滞后模式图

（A）：全国；（B）：北方城市；（C）：南方城市

图3：PM_2.5-10影响成人哮喘肺功能指标的时间滞后模式图

（A）：全国；（B）：北方城市；（C）：南方城市

PM_2.5和PM_2.5-10暴露对成人哮喘患者肺功能的影响

研究结果显示（图4），在我国，PM_2.5浓度每增加一个四分位数间距(44.0 μg/m³)，成人哮喘患者的FEV₁下降40.77 mL（95%CI：20.18 mL~61.36 mL），PEF下降72.49 mL/s (95%CI：2.7 mL/s~142.3 mL/s)；PM_2.5-10浓度每增加一个四分位数间距(28 μg/m³)，成人哮喘患者的FEV₁下降41.6 mL (95%CI：7.9 mL~75.3 mL)，FEV₁/FVC下降1.1% (95%CI：0.5%~1.7%)，PEF下降136.9 mL/s (95%CI：58.2 mL/s~215.6 mL/s)，FEF_25-75%下降54.3 mL/s (95%CI：10.2 mL/s~98.5 mL/s)。此外，对于全国层面，PM_2.5-10对FEV₁/FVC的影响比PM_2.5更强；在南方地区，PM_2.5-10对FEV₁、PEF和FEF_25-75%的效应也比PM_2.5更强。

图4：PM_2.5-10影响成人哮喘肺功能指标的时间滞后模式图

（A）：全国；（B）：北方城市；（C）：南方城市

分层分析

分层分析结果显示，PM_2.5和PM_2.5-10对男性、中老年人（年龄≥45岁）和超重人群（BMI≥25 kg/m²）的效应更强。PM_2.5和PM_2.5-10对成人哮喘患者肺功能的影响在暖季（4月-9月）比冷季（10月-3月）更强。

研究结论和意义

该研究以成人哮喘患者的长期肺功能动态监测为特色，是目前国内最大的空气污染对肺功能影响的多中心研究，建立了我国PM_2.5和PM_2.5-10短期暴露对哮喘患者肺功能损伤的流行病学关联。该研究探索了大气颗粒物危害肺功能的时间滞后模式，识别了部分敏感人群，发现了PM_2.5-10对肺功能可能具有更强的影响，因而有助于指导哮喘患者采取针对性的防护措施，如安装新风机、使用空气净化器、佩戴N95口罩等。研究结果预期可为科学防治大气颗粒物（尤其是PM_2.5-10）污染和降低哮喘患者的疾病负担提供科学依据。

复旦大学公共卫生学院博士生雷剑和中日友好医院杨汀主任医师为该论文的共同第一作者，陈仁杰教授为该论文的通讯作者。该研究由国家自然科学基金项目（92043301、91843302）和国家重点研发计划项目（2019YFC0214801）资助。

通讯作者

陈仁杰

教授，博士生导师。教育部“青年长江学者”（2019年）、上海市公共卫生优秀学科带头人（2020年）、上海市青年科技启明星（2018年）、Elsevier中国高被引学者（2021年）。在New Engl J Med、BMJ、J Am Coll Cardiol、Am J Respir Crit Care Med、Eur Respir J、Lancet Glob Health等SCI期刊发表第一或通讯作者(含并列)论文90余篇，平均单篇影响因子>9，9篇文章影响因子>10。目前担任Ecotoxicology and Environmental Safety副主编、International Journal of Hygiene and Environmental Health编委、International Journal of Environmental Research and Public Health编委、《环境与职业医学》青年编委、《上海预防医学》青年编委、中华预防医学会环境卫生分会委员。

第一作者

雷剑

复旦大学公共卫生学院2020级博士生，劳动卫生与环境卫生学专业，导师为陈仁杰教授。研究方向为环境流行病学。

杨汀

主任医师，博士生导师。中日医院呼吸中心临床诊察部主任，呼吸三部副主任。国家卫生健康委疾病预防控制专家咨询委员会委员；中国医师协会呼吸医师分会慢阻肺专业委员会副主任委员；中华医学会呼吸病学分会基层呼吸学组（筹）副组长；中华预防医学会呼吸病预防与专业委员会常委兼秘书长；中国康复学会呼吸康复专委会副主委；中国基层呼吸疾病防治联盟副主席兼秘书长；中国毒理学会呼吸毒理专业委员会副主任委员；中国医师协会公共卫生医师分会常务委员；中华全科医学继续教育学院副院长。承担国家“十三五”重点研发计划、国自然基金委等5项国家级课题；发表论文100余篇；获得发明专利2项，实用新型专利2项；主编、副主编专著6部。

本文完