大氣污染：心血管疾病患者的隱形殺手

◎華偉

▲如今早已司空見慣的汽車長龍使北京的大氣污染問題愈加嚴(yán)重

城市大氣污染是環(huán)境健康的首要問題。據(jù)WHO（世界衛(wèi)生組織）估測，全球范圍內(nèi)每年大約有80 萬人因為空氣污染而死亡，大氣污染是導(dǎo)致死亡的第十三位原因，已成為威脅人類生命的第十三大殺手。一直以來，人們普遍認(rèn)為大氣污染主要與呼吸系統(tǒng)疾病有關(guān)，可誘發(fā)或加重支氣管哮喘、慢性阻塞性肺病甚至肺癌來危害人類健康。而最新研究顯示，大氣污染同樣是心血管疾病、先天性心臟畸形、腫瘤和中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的致病因素。短期或長期暴露于大氣污染顆粒(PM)的人易患心肺疾病。與大氣污染相關(guān)性最強的死亡原因不是肺部疾病，而是心血管疾病。日前，筆者就此進行了相關(guān)文獻檢索及研究。

PM 是導(dǎo)致各類心血管疾病的主要兇手

近年來，大氣污染對人類健康的危害，已引起社會各界越來越多的關(guān)注。2010 年，AHA（美國心臟協(xié)會）發(fā)表的大氣污染顆粒與心血管疾病的更新聲明中指出，PM2.5 是導(dǎo)致心血管疾病發(fā)病率和死亡率增加的可控性危險因素。雖然，大氣污染導(dǎo)致心血管疾病的機制目前仍不十分清楚，但越來越多的證據(jù)顯示，與大氣污染相關(guān)性最強的死亡原因是心血管疾病。

大氣污染物是多種成分構(gòu)成的混合物，包括臭氧（O3）、一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）、液滴和顆粒物質(zhì)。大量的流行病學(xué)證據(jù)顯示，大氣污染物，尤其是顆粒物質(zhì)（PM），是危害人類健康的主要危險因素。

在顆粒物質(zhì)中，備受關(guān)注的是空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑小于10μm 的顆粒，即PM10，因為這樣的顆粒能夠最終進入肺內(nèi)造成危害。顆粒物質(zhì)可以進一步分為粗顆粒（直徑在2.5μm ～10μm)、細(xì)顆粒PM2.5（直徑<2.5μm)，以及超細(xì)顆粒(UFP) PM0.1（直徑<0.1μm)。目前，大量數(shù)據(jù)顯示PM 是導(dǎo)致人類各種心血管疾病的主要兇手。

在外界環(huán)境中，PM 極少單獨存在，大多氣態(tài)復(fù)合物都能與PM 的表面結(jié)合或自身結(jié)合，形成二級氣溶顆粒。這些顆粒可以吸附活性有機物、過渡金屬、化學(xué)氣體甚至細(xì)菌內(nèi)毒素。由于直徑細(xì)小，PM2.5 和PM0.1 能被吸入肺的深處，一部分沉積在肺泡上，一部分會進入肺循環(huán)，甚至體循環(huán)。這些顆粒中含有的活性有機物和過渡金屬等成分，能導(dǎo)致肺部炎癥和系統(tǒng)炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致血小板激活、血管組織和心肌損害，顆粒物質(zhì)也能進入循環(huán)系統(tǒng)直接危害心血管健康。

大氣污染對心血管的危害不斷被驗證

目前，學(xué)術(shù)界發(fā)表的有關(guān)空氣污染對心血管系統(tǒng)效應(yīng)的研究，可以被粗略地分為兩類：短期效應(yīng)研究和長期效應(yīng)研究。前者調(diào)查了急性暴露于污染空氣對健康的不利影響，這類研究多是對暴露于污染空氣數(shù)日的患者進行時間序列分析，觀察死亡率和住院率的變化；后者包括對暴露于污染空氣數(shù)年的患者進行人群生存率分析，以評價慢性暴露于污染空氣對心血管疾病發(fā)生危險的影響。

短期效應(yīng)調(diào)查中，多個流行病學(xué)研究顯示，急性暴露于高濃度的大氣污染顆粒與急性心血管事件的發(fā)生密切相關(guān)。國家發(fā)病率、死亡率與大氣污染研究（NMMAPS）調(diào)查了在美國20 個大城市中生活的5000 萬人口，結(jié)果表明：平均死亡率與死亡前一日空氣中顆粒物質(zhì)的濃度獨立相關(guān)，PM10 每增加20μg/m3將伴隨每日的心肺疾病死亡率增加0.6%。

一項針對歐洲29 個城市中的4300萬居民展開的調(diào)查顯示：PM10 每增加20μg/m3每日的心血管疾病死亡率將增加1.5%。另一項調(diào)查收集了1996 年至2002 年間，生活在15 個意大利城市中的900 萬人口的數(shù)據(jù)資料，結(jié)果證實：心肺疾病的每日死亡率與空氣污染物（NO2，CO，SO2和PM10）的濃度正相關(guān)。

同時，還有研究表明，室外大氣污染顆粒濃度的短期升高能觸發(fā)心律失常、高血壓事件，加重心衰、急性動脈粥樣硬化性或缺血性心血管并發(fā)癥。

大氣污染顆粒除了具有短期效應(yīng)外，還能通過長期效應(yīng)增加心血管疾病的發(fā)生危險和死亡率。美國癌癥協(xié)會在1982年至1989 年間，在151 個美國城市入選了55.2138 萬名參加者研究個人健康與當(dāng)?shù)厥彝饪諝赓|(zhì)量的關(guān)系。該研究發(fā)現(xiàn)，由于PM2.5 水平增加使全因死亡（即人類由于各種原因造成的死亡）的相對危險增加。延展16 年的ACS（急性冠狀動脈綜合征）研究證實，平均PM2.5 濃度每增加10μg/m3會導(dǎo)致心血管病死亡風(fēng)險增加12%。

值得關(guān)注的是，冠狀動脈疾病是最大的單個死亡原因，占全部死亡率的18%。國外的一項調(diào)查研究了1982 年至2000 年間美國洛杉磯市區(qū)2.2905 萬名居民長期暴露于大氣污染的死亡率。他們發(fā)現(xiàn)長期暴露于PM2.5 的情況下，PM2.5每增加10μg/m3心肺疾病和冠狀動脈疾病的死亡率分別增加了20%和49%。

在瑞典，學(xué)者們對暴露于顆粒物質(zhì)的17.6309 萬名男性建筑工人和未暴露于顆粒物質(zhì)的7.1778 萬名工人所做的研究，其結(jié)果也證實了這一結(jié)論：PM 暴露量與冠狀動脈疾病的相對危險增加有關(guān)。

目前，實驗研究已經(jīng)提供大量證據(jù)證明大氣污染能導(dǎo)致急性心血管疾病，長期暴露于大氣污染可能會增加動脈粥樣硬化、高血壓和糖尿病的發(fā)生危險。長期暴露于大氣污染顆粒與深靜脈血栓形成風(fēng)險增加相關(guān)。此外，還有研究顯示，室外大氣污染可能導(dǎo)致先天性心臟畸形。

大氣污染可誘發(fā)心肌梗死

PM 介導(dǎo)心血管病變的機制尚不明確，目前學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為有三個可能的途徑：其中一個是自主神經(jīng)機制，即PM沉積在肺內(nèi)通過直接激活肺的神經(jīng)反射，改變機體自主神經(jīng)平衡；另一個是，吸入PM 后，肺組織釋放致氧化/致炎癥介質(zhì)進入體循環(huán)，間接介導(dǎo)了心血管事件；此外，還有學(xué)者認(rèn)為納米級的微小顆粒或可溶性顆粒成分轉(zhuǎn)移進入體循環(huán)直接作用于心血管系統(tǒng)，危害心血管健康。這三條通路不是孤立存在的，往往互相重疊或相繼發(fā)生。

有關(guān)學(xué)者認(rèn)為，長期處于大氣污染環(huán)境中的人，其肺的氧化應(yīng)激可能是導(dǎo)致心血管系統(tǒng)致炎癥、致氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的原因。動物實驗發(fā)現(xiàn)，吸入PM2.5 數(shù)小時就會導(dǎo)致心臟組織氧化應(yīng)激反應(yīng)增強，致炎介質(zhì)（細(xì)胞因子，如白介素6）、急性期反應(yīng)物（纖維蛋白原）、CRP（C-反應(yīng)蛋白）、血管活性激素（如內(nèi)皮素和活化的白細(xì)胞）會從肺部釋放進入體循環(huán)，進而危害心血管健康。

而吸入的污染物的種類和顆粒大小，也決定了它們對機體的毒性和作用途徑。較大的細(xì)顆粒或粗顆粒不能轉(zhuǎn)移至循環(huán)系統(tǒng)，因而需要通過神經(jīng)反射或致炎癥反應(yīng)介導(dǎo)肺外效應(yīng)，而超細(xì)顆粒可以直接進入血液，對循環(huán)系統(tǒng)發(fā)揮毒性作用。目前，學(xué)者們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)大氣污染能導(dǎo)致心律失常、猝死、缺血事件（心肌梗死、卒中）、心衰、動脈粥樣硬化進展、加重傳統(tǒng)心血管危險因素，使心血管發(fā)病率和死亡率增加。

研究顯示，暴露于污染的空氣和汽車尾氣中，數(shù)小時內(nèi)就能誘發(fā)心肌缺血和心肌梗死，卒中和因缺血事件而住院的危險也會增加。這些缺血事件發(fā)生的主要原因是PM 誘導(dǎo)血管功能不良和血管收縮。動物試驗或體外實驗都發(fā)現(xiàn)，氣體污染物（如SO2）可能導(dǎo)致內(nèi)皮功能不良，PM2.5 也能導(dǎo)致動物和人血壓升高。而內(nèi)皮功能不良、血管收縮和血壓升高可以單獨或聯(lián)合作用，促發(fā)動脈粥樣硬化斑塊不穩(wěn)定，在易感人群中促發(fā)心肌缺血事件。

筆者在調(diào)查中了解到，吸入PM 能促使動脈血栓形成和凝血。研究顯示，大氣污染能增加纖維蛋白原的濃度和血液粘滯度，增加CRP 和血小板活性，改變了凝血因子（如組織因子）的水平，使微血管表面粘附分子表達增加，纖溶因子（如組織纖溶酶原激活物）釋放減少。

短期暴露于大氣污染物能在數(shù)小時至數(shù)天內(nèi)增高動脈血壓。由PM 促發(fā)的許多致炎/致氧化應(yīng)激反應(yīng)、血管功能不良和自主神經(jīng)平衡失調(diào)能促進顯性高血壓的慢性發(fā)展。然而，是否長期暴露能導(dǎo)致持續(xù)的血壓升高，學(xué)者們目前還不清楚。