2021年10月21日，復旦大學公共衛生學院陳仁杰教授聯合中日友好醫院楊汀主任醫師，基於我國25個城市的成人哮喘患者動態肺功能監測資料庫，結合小時尺度的大氣汙染資料，對比分析了細顆粒物（PM2.5）和粗顆粒物（PM2.5-10）暴露對成人哮喘患者肺功能的影響、時間滯後模式和敏感人群。研究結果以「Hourly concentrations of fine and coarse particulate matter and dynamic pulmonary function measurements among 4992 adult asthmatic patients」為題發表在國際知名期刊Environment International (Impact factor: 9.621)。

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

我國是世界上空氣汙染最嚴重的國家之一。隨著2013年《大氣汙染防治行動計劃》的實施，近年來，我國空氣質量顯著改善。2021年9月，世界衛生組織發表了最新的《全球空氣質量指南》，進一步收緊了顆粒物的控制基準，對大氣顆粒物的治理工作提出了更高的要求。既往研究大多關注PM2.5對一般人群和特殊人群（如哮喘患者）肺功能的影響，但缺乏基於大規模、多中心的流行病學研究證據，以明確PM2.5和PM2.5-10對肺功能影響的差異。此外，人體肺功能測量易受多種自然和人為因素影響，因此動態肺功能監測可降低單次肺功能測量造成的誤差，然而極少有流行病學研究評估了大氣汙染對動態肺功能測量的影響。

研究設計

為了解決這一科學問題，該研究應用我國25個城市的成人哮喘患者動態肺功能資料庫（地理分佈見圖1），匹配小時尺度的大氣汙染資料，應用多項式分佈滯後模型和混合效應模型，分析了PM2.5和PM2.5-10暴露影響成人哮喘患者肺功能的滯後模式、效應大小和敏感人群。該動態肺功能資料庫納入了2017年至2020年期間4992名符合條件的成人哮喘患者，平均每名哮喘患者完成了60次動態肺功能監測（測量儀器為呼吸家肺活量計A1）。由於我國南、北方城市的顆粒物在濃度、組分構成上存在較大差異，該研究分別評估了PM2.5和PM2.5-10暴露對全國、北方城市和南方城市成人哮喘患者肺功能的影響。

圖1：本研究中成人哮喘患者所在城市的地理分佈

PM2.5和PM2.5-10暴露對成人哮喘患者肺功能影響的時間滯後模式

時間滯後模式的結果顯示（圖2、圖3），PM2.5和PM2.5-10暴露降低哮喘患者肺功能的效應出現在滯後1天（24 h-48 h），在滯後4天（96 h-120 h）達到峰值，效應大約持續一週後消失。PM2.5暴露對全國、北方城市和南方城市成人哮喘患者肺功能指標（FEV1、FEV1/FVC和PEF）的影響均具有統計學意義；而PM2.5-10對北方城市成人哮喘患者肺功能的影響不具有統計學意義。

圖2：PM2.5影響成人哮喘肺功能指標的時間滯後模式圖

（A）：全國；（B）：北方城市；（C）：南方城市

圖3：PM2.5-10影響成人哮喘肺功能指標的時間滯後模式圖

（A）：全國；（B）：北方城市；（C）：南方城市

PM2.5和PM2.5-10暴露對成人哮喘患者肺功能的影響

研究結果顯示（圖4），在我國，PM2.5濃度每增加一個四分位數間距(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)；PM2.5-10濃度每增加一個四分位數間距(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)，FEF25-75%下降54.3 mL/s (95%CI：10.2 mL/s~98.5 mL/s)。此外，對於全國層面，PM2.5-10對FEV1/FVC的影響比PM2.5更強；在南方地區，PM2.5-10對FEV1、PEF和FEF25-75%的效應也比PM2.5更強。

圖4：PM2.5-10影響成人哮喘肺功能指標的時間滯後模式圖

（A）：全國；（B）：北方城市；（C）：南方城市

分層分析

分層分析結果顯示，PM2.5和PM2.5-10對男性、中老年人（年齡≥45歲）和超重人群（BMI≥25 kg/m2）的效應更強。PM2.5和PM2.5-10對成人哮喘患者肺功能的影響在暖季（4月-9月）比冷季（10月-3月）更強。

研究結論和意義

該研究以成人哮喘患者的長期肺功能動態監測為特色，是目前國內最大的空氣汙染對肺功能影響的多中心研究，建立了我國PM2.5和PM2.5-10短期暴露對哮喘患者肺功能損傷的流行病學關聯。該研究探索了大氣顆粒物危害肺功能的時間滯後模式，識別了部分敏感人群，發現了PM2.5-10對肺功能可能具有更強的影響，因而有助於指導哮喘患者採取針對性的防護措施，如安裝新風機、使用空氣清淨機、佩戴N95口罩等。研究結果預期可為科學防治大氣顆粒物（尤其是PM2.5-10）汙染和降低哮喘患者的疾病負擔提供科學依據。

復旦大學公共衛生學院博士生雷劍和中日友好醫院楊汀主任醫師為該論文的共同第一作者，陳仁杰教授為該論文的通訊作者。該研究由國家自然科學基金專案（92043301、91843302）和國家重點研發計劃專案（2019YFC0214801）資助。

通訊作者

陳仁杰

教授，博士生導師。教育部“青年長江學者”（2019年）、上海市公共衛生優秀學科帶頭人（2020年）、上海市青年科技啟明星（2018年）、Elsevier中國高被引學者（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期刊發表第一或通訊作者(含並列)論文90餘篇，平均單篇影響因子>9，9篇文章影響因子>10。目前擔任Ecotoxicology and Environmental Safety副主編、International Journal of Hygiene and Environmental Health編委、International Journal of Environmental Research and Public Health編委、《環境與職業醫學》青年編委、《上海預防醫學》青年編委、中華預防醫學會環境衛生分會委員。

第一作者

雷劍

復旦大學公共衛生學院2020級博士生，勞動衛生與環境衛生學專業，導師為陳仁杰教授。研究方向為環境流行病學。

楊汀

主任醫師，博士生導師。中日醫院呼吸中心臨床診察部主任，呼吸三部副主任。國家衛生健康委疾病預防控制專家諮詢委員會委員；中國醫師協會呼吸醫師分會慢阻肺專業委員會副主任委員；中華醫學會呼吸病學分會基層呼吸學組（籌）副組長；中華預防醫學會呼吸病預防與專業委員會常委兼秘書長；中國康復學會呼吸康復專委會副主委；中國基層呼吸疾病防治聯盟副主席兼秘書長；中國毒理學會呼吸毒理專業委員會副主任委員；中國醫師協會公共衛生醫師分會常務委員；中華全科醫學繼續教育學院副院長。承擔國家“十三五”重點研發計劃、國自然基金委等5項國家級課題；發表論文100餘篇；獲得發明專利2項，實用新型專利2項；主編、副主編專著6部。

排版：Aurora