大氣細(xì)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(xì)顆粒物(PM2.5)主要來(lái)源于石油、煤炭等化工染料的高溫燃燒過(guò)程及機(jī)動(dòng)車的尾氣排放。當(dāng)前,隨著機(jī)動(dòng)車數(shù)量的迅速增加以及多數(shù)化工污染企業(yè)搬離市區(qū),機(jī)動(dòng)車尾氣逐漸成為影響城市空氣質(zhì)量的最主要污染來(lái)源之一。細(xì)顆粒物是機(jī)動(dòng)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(zhì)如有機(jī)物多環(huán)芳烴、無(wú)機(jī)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(guò)肺泡間質(zhì)進(jìn)入血液循環(huán),對(duì)全身多個(gè)系統(tǒng)的健康造成危

2、害。但是,我目前國(guó)尚未制定大氣PM2.5的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),不能滿足改善城市空氣質(zhì)量及保護(hù)人群健康的需要。因此,加大對(duì)細(xì)顆粒物的相關(guān)基礎(chǔ)性研究,為制定大氣細(xì)顆粒物空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提供必要的科學(xué)資料,顯得尤為重要和緊迫。鑒于此,本研究對(duì)上海市外勤交警和普通社區(qū)居民大氣細(xì)顆粒的個(gè)體暴露狀況及造成的健康損害進(jìn)行探討。
　　基于城區(qū)大氣細(xì)顆粒物主要來(lái)源于機(jī)動(dòng)車尾氣的特點(diǎn),在研究中選擇外勤交通警察作為細(xì)顆粒物的高暴露人群,社區(qū)居民作為細(xì)顆粒物的一般

3、暴露人群,對(duì)兩組人群的細(xì)顆粒物個(gè)體暴露情況進(jìn)行為期1天的連續(xù)24h測(cè)定,比較兩組人群細(xì)顆粒的個(gè)體暴露水平的差異,測(cè)定分冬季和夏季兩次進(jìn)行,并對(duì)研究人群的冬夏季細(xì)顆粒個(gè)體暴露水平進(jìn)行比較。細(xì)顆粒物個(gè)體暴露水平的測(cè)定結(jié)果顯示,冬季和夏季交警組對(duì)細(xì)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(duì)細(xì)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(gè)體細(xì)顆粒暴

4、露水平均高于居民組;冬季和夏季個(gè)體細(xì)顆粒暴露水平相比較,兩組人群冬季細(xì)顆粒的暴露水平均高于夏季,可能與冬季大氣層結(jié)穩(wěn)定,混合層高度低,大氣擴(kuò)散條件差,導(dǎo)致顆粒物在大氣中累積所導(dǎo)致。另外,本測(cè)定結(jié)果與WHO和美國(guó)EPA PM2.5空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)相比較,無(wú)論是交警組和居民組,細(xì)顆粒物的暴露水平均遠(yuǎn)高于上述標(biāo)準(zhǔn),提示上海市大氣細(xì)顆粒污染較為嚴(yán)重,從而會(huì)對(duì)健康產(chǎn)生不良影響。研究中,通過(guò)問(wèn)卷詳細(xì)調(diào)查了交警組和居民組的基本情況及健康自覺(jué)癥狀,發(fā)現(xiàn)交警

5、組多種健康自覺(jué)癥狀如經(jīng)?？人?、經(jīng)?？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(duì)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(duì)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(jì)學(xué)意義(P＜0.05),提示交警的心臟健康可能

6、受到影響;對(duì)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(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)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(jīng)超過(guò)了脈壓差的正常范圍(30-40mmHg),預(yù)示心血管系統(tǒng)可能存在健康風(fēng)險(xiǎn);對(duì)于心率變異性(HRV),時(shí)域指標(biāo)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(shí)域指標(biāo)顯著低于居民組(P＜0.01);頻域指標(biāo)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(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)

8、差異(P＞0.05)。在對(duì)PM2.5暴露與HRV參數(shù)相關(guān)及回歸分析中,發(fā)現(xiàn)SDNN,HF和TV與PM2.5暴露水平呈負(fù)相關(guān),LF/HF與PM2.5暴露水平呈正相關(guān),LF與PM2.5暴露水平無(wú)明顯相關(guān)。以上交警HRV指標(biāo)的變化,提示交警組自主神經(jīng)對(duì)心臟的調(diào)節(jié)能力降低,使心臟適應(yīng)環(huán)境變化的能力減弱。在對(duì)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(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05),而

9、Ly％(淋巴細(xì)胞比率),CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞,兩組相比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01);對(duì)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(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,表明機(jī)體免疫狀態(tài)受到影響。對(duì)肺通氣功能影響的研究中,交警組肺通氣指標(biāo)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(biāo)與PM2.5暴露的相關(guān)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(fù)相關(guān),PEF和FEV1.0/FVC％與PM2.5暴露水平無(wú)明顯相關(guān)性。對(duì)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(zhǎng)期暴露于高濃度PM2.5的污染環(huán)境是導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)受損,通氣功能下降的重要因素。另外,在對(duì)呼吸系統(tǒng)影響的研究中,還探討了PM2.5對(duì)血清Clara細(xì)胞蛋白(CC16)和C反應(yīng)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(fù)過(guò)程,可敏感地反應(yīng)氣道上皮完整性,是評(píng)價(jià)呼吸道上皮屏障功能的早期敏感指標(biāo)。CRP是一種典型的急性時(shí)相蛋白,參與機(jī)體許多重要的生理和病理反應(yīng),其濃度上升是炎癥和組織損傷的敏感指標(biāo)。本文對(duì)交警組和居民組血清中的CC16和CRP水平分別進(jìn)行了測(cè)定,測(cè)定結(jié)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(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。究其原因,可能是PM2.5暴露導(dǎo)致了呼吸道屏障功能受損,機(jī)體發(fā)生炎癥反應(yīng)或某種程度的損害。
　　本研究還對(duì)PM2.5暴露致人體健康影響的效應(yīng)生物標(biāo)志物進(jìn)行了探討,結(jié)果發(fā)現(xiàn)肺通氣功能指標(biāo)中FVC和FEV1.0、心率變異性指標(biāo)、血清CC16、CRP和免疫學(xué)指標(biāo)CD4+T細(xì)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(guān),且交警和居民相比,上述各指標(biāo)差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,可作為PM2.5暴露致機(jī)體損傷的效應(yīng)生物標(biāo)志物。
　　本文對(duì)PM2.5暴露導(dǎo)致上述健康問(wèn)題中的遺傳因素進(jìn)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(chǔ),本研究通過(guò)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?qū)偻椿?。研究?對(duì)這7種基因進(jìn)行測(cè)序