大氣細顆粒物人群暴露的健康影響及遺傳易感性研究.pdf

1、大氣細顆粒物(PM2.5)主要來源于石油、煤炭等化工染料的高溫燃燒過程及機動車的尾氣排放。當前,隨著機動車數量的迅速增加以及多數化工污染企業(yè)搬離市區(qū),機動車尾氣逐漸成為影響城市空氣質量的最主要污染來源之一。細顆粒物是機動車尾氣中的主要有害成分,由于粒徑小,比表面積大,吸附有大量有害物質如有機物多環(huán)芳烴、無機物、重金屬及致病微生物等,可深入并沉積到深部肺組織,損害呼吸系統(tǒng)的健康,甚至可以穿過肺泡間質進入血液循環(huán),對全身多個系統(tǒng)的健康造成危

2、害。但是,我目前國尚未制定大氣PM2.5的空氣質量標準,不能滿足改善城市空氣質量及保護人群健康的需要。因此,加大對細顆粒物的相關基礎性研究,為制定大氣細顆粒物空氣質量標準提供必要的科學資料,顯得尤為重要和緊迫。鑒于此,本研究對上海市外勤交警和普通社區(qū)居民大氣細顆粒的個體暴露狀況及造成的健康損害進行探討。
　　基于城區(qū)大氣細顆粒物主要來源于機動車尾氣的特點,在研究中選擇外勤交通警察作為細顆粒物的高暴露人群,社區(qū)居民作為細顆粒物的一般

3、暴露人群,對兩組人群的細顆粒物個體暴露情況進行為期1天的連續(xù)24h測定,比較兩組人群細顆粒的個體暴露水平的差異,測定分冬季和夏季兩次進行,并對研究人群的冬夏季細顆粒個體暴露水平進行比較。細顆粒物個體暴露水平的測定結果顯示,冬季和夏季交警組對細顆粒暴露水平分別為115.4±46.2μg.m-3和86.8±41.4μg.m-3,居民對細顆粒暴露水平分別為74.9±40.1μg.m-3和59.7±34.3μg.m-3,交警組冬夏季個體細顆粒暴

4、露水平均高于居民組;冬季和夏季個體細顆粒暴露水平相比較,兩組人群冬季細顆粒的暴露水平均高于夏季,可能與冬季大氣層結穩(wěn)定,混合層高度低,大氣擴散條件差,導致顆粒物在大氣中累積所導致。另外,本測定結果與WHO和美國EPA PM2.5空氣質量標準相比較,無論是交警組和居民組,細顆粒物的暴露水平均遠高于上述標準,提示上海市大氣細顆粒污染較為嚴重,從而會對健康產生不良影響。研究中,通過問卷詳細調查了交警組和居民組的基本情況及健康自覺癥狀,發(fā)現(xiàn)交警

5、組多種健康自覺癥狀如經常咳嗽、經?？忍?、咽部不適、鼻部不適、眼睛不適、視力下降、易怒及睡眠差等發(fā)生率均顯著高于普通居民(P＜0.05),提示交警健康受到損害,身體處于明顯的亞健康狀態(tài)。
　　除此之外,本研究著重探討了PM2.5暴露對人體心血管、呼吸系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)的健康影響。在PM2.5對心血管系統(tǒng)健康影響的研究中,發(fā)現(xiàn)交警和居民的不正常心電圖率分別為14.95％和5.94％,差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05),提示交警的心臟健康可能

6、受到影響;對于收縮壓、舒張壓和心率的異常發(fā)生率,交警組稍高于居民組,但兩組之間差異無統(tǒng)計學意義;脈壓差,交警組和居民組分別為41.65±8.38mmHg和38.14±6.91mmHg,交警組脈壓差顯著高于居民組(P＜0.05)。盡管,交警組的脈壓差尚不能被定義為脈壓差增大,但已經超過了脈壓差的正常范圍(30-40mmHg),預示心血管系統(tǒng)可能存在健康風險;對于心率變異性(HRV),時域指標SDNN和TV,交警組和居民組分別為46.89±

7、14.02msec和71.48±32.78msec,2219±1845msec和3528+2549msec,交警組兩時域指標顯著低于居民組(P＜0.01);頻域指標LF、HF和LF/HF,交警和居民分別為33.02±12.42 msec2和30.61±9.59msec2,15.73±5.92和25.43±13.02msec2,3.46±2.05和2.07±2.19msec2,兩組相比較,交警組HF降低,LF/HF升高,而LF兩組無統(tǒng)計學

8、差異(P＞0.05)。在對PM2.5暴露與HRV參數相關及回歸分析中,發(fā)現(xiàn)SDNN,HF和TV與PM2.5暴露水平呈負相關,LF/HF與PM2.5暴露水平呈正相關,LF與PM2.5暴露水平無明顯相關。以上交警HRV指標的變化,提示交警組自主神經對心臟的調節(jié)能力降低,使心臟適應環(huán)境變化的能力減弱。在對免疫系統(tǒng)影響的研究中發(fā)現(xiàn),交警組和居民組血液中WBC,NE,NE％,Ly,CD4+T/CD8+T相比較,差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05),而

9、Ly％(淋巴細胞比率),CD4+T細胞和CD8+T細胞,兩組相比較差異具有統(tǒng)計學意義(P＜0.01);對于免疫球蛋白,交警組血清中IgM較居民組降低(P＜0.05),而IgG則較居民組升高(P＜0.05),IgA和IgE兩組差異無統(tǒng)計學意義,表明機體免疫狀態(tài)受到影響。對肺通氣功能影響的研究中,交警組肺通氣指標除PEF外,FVC、FEV1.0和FEV1.0/FVC％均比居民有所降低(P＜0.05)。在肺通氣指標與PM2.5暴露的相關及回歸

10、分析中發(fā)現(xiàn),FVC和FEV1.0/FVC％與PM2.5暴露水平與存在負相關,PEF和FEV1.0/FVC％與PM2.5暴露水平無明顯相關性。對交警按工齡分組,發(fā)現(xiàn)工齡是影響肺通氣功能的因素之一;在PM2.5暴露致肺通氣功能障礙的類型上,以限制通氣功能障礙為主;表明長期暴露于高濃度PM2.5的污染環(huán)境是導致呼吸系統(tǒng)受損,通氣功能下降的重要因素。另外,在對呼吸系統(tǒng)影響的研究中,還探討了PM2.5對血清Clara細胞蛋白(CC16)和C反應蛋

11、白(CRP)的影響。血清CC16具有抗炎、抗纖維化及活躍的增殖分化能力,參與支氣管上皮損傷的修復過程,可敏感地反應氣道上皮完整性,是評價呼吸道上皮屏障功能的早期敏感指標。CRP是一種典型的急性時相蛋白,參與機體許多重要的生理和病理反應,其濃度上升是炎癥和組織損傷的敏感指標。本文對交警組和居民組血清中的CC16和CRP水平分別進行了測定,測定結果顯示,交警組和居民組血清中CC16及CRP水平分別為10.05±5.31ng/ml和12.64

12、±4.53ng/ml,7.38±6.00μg/ml和5.60±4.04μg/ml,兩組比較,差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。究其原因,可能是PM2.5暴露導致了呼吸道屏障功能受損,機體發(fā)生炎癥反應或某種程度的損害。
　　本研究還對PM2.5暴露致人體健康影響的效應生物標志物進行了探討,結果發(fā)現(xiàn)肺通氣功能指標中FVC和FEV1.0、心率變異性指標、血清CC16、CRP和免疫學指標CD4+T細胞和CD8+T,以及血清免疫球蛋IgM

13、和IgG水平均與PM2.5暴露水平相關,且交警和居民相比,上述各指標差異有顯著統(tǒng)計學意義,可作為PM2.5暴露致機體損傷的效應生物標志物。
　　本文對PM2.5暴露導致上述健康問題中的遺傳因素進行探討。課題組在以前的研究中曾篩選出7種小鼠肺損傷易感基因,以此為基礎,本研究通過同源基因查找,發(fā)現(xiàn)人體中的CXCL3、C4、C5、CP、CAP1、MAP2、NME7基因與上述小鼠的7種肺損傷易感基因屬同源基因。研究中,對這7種基因進行測序