大气碳颗粒暴露对成人心脏自主神经功能和血压的影响.pdf

重点号专题D O I:1 0.1 2 0 3 7/Y X Q Y.2 0 2 4.0 2-0 6大气碳颗粒暴露对成人心脏自主神经功能和血压的影响刘凌燕1,2,舒木水3,王童1,4,徐洪兵1,王洋5,何兴侯1,易铁慈6,刘胜聪6,陈婕1,赵茜1,宋晓明1,丁玎3,王昱3,李建平6,黄薇1(1.北京大学公共卫生学院 劳动卫生与环境卫生学系,北京 1 0 0 1 9 1;2.陆军军医大学西南医院 老年医学与特勤医学科,重庆 4 0 0 0 3 8;3.北京市科学技术研究院城市安全与环境科学研究所,北京 1 0 0 0 5 4;4.陆军军医大学 军事预防医学系毒理学研究所,重庆 4 0 0 0 3 8;5.北京大学医学部校医院 预防保健科,北京 1 0 0 1 9 1;6.北京大学第一医院 心血管内科,北京 1 0 0 0 3 4)【摘要】目的 评估大气碳颗粒物暴露对成人心脏自主神经功能和血压的影响。方法 采用定组研究设计,从2 0 1 4年1 1月2 4日到2 0 1 6年1月1 8日,对在北京大学校园内招募的7 3例健康成人进行4次随访,每次随访收集研究对象调查问卷、空腹静脉血和尿样样本,以及2 4 h动态心电图和动态血压。采用广义线性混合模型分析黑炭、紫外线吸收颗粒物(u l t r a v i-o l e t a b s o r b i n g p a r t i c u l a t e m a t t e r,UV PM)及不同排放源黑炭暴露与心率变异性和血压的关联。结果 急性暴露于黑炭、UV PM与心率变异性降低和血压升高具有显著正向关联。累积暴露1 2 h,黑炭和UV PM每升高1个四分位间距浓度,高频功率(h i g h f r e q u e n c y,HF)、低频功率(l o w f r e q u e n c y,L F)和极低频功率(v e r y l o w f r e q u e n c y,V L F)下降5.2%(9 5%C I:-6.8-3.5)1 1.7%(9 5%C I:-1 4.9-8.3),L F/HF上升7.4%(9 5%C I:5.69.2)1 0.2%(9 5%C I:8.01 2.4),血压水平升高0.8%(9 5%C I:0.31.3)1.9%(9 5%C I:1.12.7)。不同来源黑炭与心率变异性和血压指标的关联分析显示,生物质燃烧和交通来源的黑炭均与心率变异性降低和血压升高有显著关联,其中交通源黑炭的不良心血管效应更大。结论 碳颗粒物,特别是交通源碳颗粒物,可引起成年人心率变异性降低和血压升高。【关键词】大气碳颗粒物;心率变异性;血压E f f e c t s o f a t m o s p h e r i c c a r b o n p a r t i c l e e x p o s u r e o n c a r d i a c a u t o n o m i c n e r v o u s f u n c t i o n a n d b l o o d p r e s s u r e i n a d u l t sL i u L i n g y a n1,2,S h u M u s h u i3,W a n g T o n g1,4,X u H o n g b i n g1,W a n g Y a n g5,H e X i n g h o u1,Y i T i e c i6,L i u S h e n g c o n g6,C h e n J i e1,Z h a o Q i a n1,S o n g X i a o m i n g1,D i n g D i n g3,W a n g Y u3,L i J i a n p i n g6,H u a n g W e i1(1.D e p a r t m e n t o f O c c u p a t i o n a l a n d E n v i r o n m e n t a l H e a l t h,P e k i n g U n i v e r s i t y S c h o o l o f P u b l i c H e a l t h,B e i j i n g 1 0 0 1 9 1,C h i n a;2.D e p a r t m e n t o f G e r i a t r i c s,S o u t h w e s t H o s p i t a l,A r m y M e d i c a l U n i v e r s i t y,C h o n g q i n g 4 0 0 0 3 8,C h i n a;3.I n s t i t u t e o f U r b a n S a f e t y a n d E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e,B e i j i n g A c a d e m y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y,B e i j i n g 1 0 0 0 5 4,C h i n a;4.I n s t i t u t e o f T o x i c o l o g y,C o l l e g e o f P r e v e n t i v e M e d i c i n e,A r m y M e d i c a l U n i v e r s i t y,C h o n g q i n g 4 0 0 0 3 8,C h i n a;5.D e p a r t m e n t o f P r e v e n t i o n a n d H e a l t h C a r e,H o s p i t a l o f H e a l t h S c i e n c e C e n t e r,P e k i n g U n i v e r s i t y,B e i j i n g 1 0 0 1 9 1,C h i n a;6.D i v i s i o n o f C a r d i o l o g y,P e k i n g U n i v e r s i t y F i r s t H o s p i t a l,B e i j i n g 1 0 0 0 3 4,C h i n a)C o r r e s p o n d i n g a u t h o r:X u H o n g b i n g,E-m a i l:x u h o n g b i n g 2 0 1 4s i n a.c o m【A b s t r a c t】O b j e c t i v e T o e v a l u a t e t h e e f f e c t s o f a m b i e n t c a r b o n p a r t i c l e s e x p o s u r e o n a u t o n o m i c n e r v o u s f u n c t i o n a n d b l o o d p r e s s u r e(B P)i n a d u l t s.M e t h o d s A p a n e l s t u d y d e s i g n w a s c o n d u c t e d,a n d 7 3 h e a l t h y a d u l t s w e r e f o l l o w e d u p 4 t i m e s f r o m 2 4 t h N o v e m b e r,2 0 1 4 t o 1 8 t h J a n u a r y,2 0 1 6,c o l l e c t i n g q u e s t i o n n a i r e s i n f o r m a t i o n,f a s t i n g v e n o u s b l o o d a n d u r i n e s a m p l e s,a n d p r i o r 2 4-h o u r e l e c t r o c a r d i o g r a m a n d a m b u l a t o r y B P d a t a.W e u s e d g e n e r a l i z e d l i n e a r m i x e d m o d e l s t o a n a l y z e t h e a s s o c i a t i o n s o f b l a c k c a r b o n(B C),u l t r a v i o l e t a b s o r b i n g p a r t i c u l a t e m a t t e r(U V P M),a n d d i f f e r e n t s o u r c e s o f B C w i t h h e a r t r a t e v a r i a b i l i t y(H R V)a n d B P.R e s u l t s T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t a c u r a t e e x p o s u r e t o B C a n d UV P M w e r e s i g n i f i c a n t l y a s s o c i a t e d w i t h d e c r e a s e d H R V a n d i n c r e a s e d B P.D e c r e a s e d h i g h f r e q u e n c y(H F),l o w f r e q u e n c y(L F)a n d v e r y l o w f r e q u e n c y(V L F)o f 5.2%(9 5%C I:-6.8-3.5)t o 1 1.7%(9 5%C I:-1 4.9-8.3),i n c r e a s e d L F/H F o f 7.4%(9 5%C I:5.6-9.2)t o 1 0.2%(9 5%C I:8.0-1 2.4)a n d i n c r e a s e d B P o f 0.8%(9 5%C I:0.3-1.3)t o 1.9%(9 5%C I:1.1-2.7)w e r e a s s o c i a t e d w i t h i n t e r q u a r t i l e s p a c i n g i n c r e a s e s i n B C a n d U V P M a f t e r c u m u l a t i v e e x p o s u r e f o r 1 2 h.C o r r e l a t i o n a n a l y s i s o f b l a c k c a r b o n f r o m d i f f e r e n t s o u r c e s w i t h HR V a n d B P i n d e x e s s h o w e d 3 4 中国医学前沿杂志(电子版)2 0 2 4年第1 6卷第2期基金项目:北京市自然科学基金(7 2 2 2 2 4 6);中国博士后科学基金(2 0 2 1M 6 9 0 2 4 9);北京大学医学部-密歇根大学转化医学联合研究所项目基金(BMU 2 0 1 4 0 4 6 7)通信作者:徐洪兵 E-m a i l:x u h o n g b i n g 2 0 1 4s i n a.c o m重点号专题t h a t b o t h b i o m a s s b u r n i n g a n d b l a c k c a r b o n f r o m t r a f f i c s o u r c e s w e r e s i g n i f i c a n t l y a s s o c i a t e d w i t h d e c r e a s e d H R V a n d i n c r e a s e d B P a n d t h e e f f e c t s o f t r a f f i c s o u r c e B C w e r e s t r o n g e r.C o n c l u s i o n s C a r b o n p a r t i c l e s,e s p e c i a l l y t r a f f i c c a r b o n p a r t i c l e s c a n i n d u c e d e c r e a s e d H R V a n d i n c r e a s e d B P i n a d u l t s.【K e y w o r d s】Am b i e n t c a r b o n p a r t i c l e s;H e a r t r a t e v a r i a b i l i t y;B l o o d p r e s s u r eF u n d P r o g r a m s:B e i j i n g N a t u r a l S c i e n c e F o u n d a t i o n(7 2 2 2 2 4 6),C h i n a P o s t d o c t o r a l S c i e n c e F o u n d a t i o n(2 0 2 1 M 6 9 0 2 4 9),M i c h i g a n M e d i c i n e-P KUH S C J o i n t I n s t i t u t e f o r T r a n s l a t i o n a l a n d C l i n i c a l R e s e a r c h(BMU 2 0 1 4 0 4 6 7)近年来我国心血管疾病(c a r d i o v a s c u l a r d i s e a-s e s,C V D)患病率处于持续上升阶段,最新发布的 中国心血管健康与疾病报告(2 0 2 2)指出,2 0 2 0年我国C V D总患病人数为3.3亿,C V D死亡率位居城乡居民死亡构成比首位1。自主神经功能紊乱和血压升高是C V D的独立风险因素,与C V D发 病 风 险 升 高 密 切 相 关2-3。心 率 变 异 性(h e a r t r a t e v a r i a b i l i t y,HR V)作为评估自主神经系统功能最有效的方式,可定量评价机体交感神经和迷走神经张力及平衡状态。针对心血管健康相关指标的影响因素开展研究有利于在疾病发展前对危险因素进行控制或采取适当防护措施,从而降低人群C V D发生风险。空气污染是威胁人类健康的重要环境危险因素,与C V D发生发展独立相关4-5。空气污染物中不仅包含多种气态物质,还有同样不可忽视的颗粒物,直径几纳米到几十微米,构成了空气污染的重要部分。黑炭是大气颗粒物的重要组成,由化石燃料和生物质不完全燃烧产生。黑炭被认为在两个方面对人类生命构成威胁:影响气候和公众健康。随着近年来全球气候变暖趋势不断发展,黑炭由于对区域到全球气候变化的显著影响逐渐引起环境领域的关注。黑炭能够通过吸收太阳辐射和加热大气来影响区域和全球气候,其气候危害性仅次于二氧化碳6。另外黑炭也能通过呼吸道进入人体内影响肺部功能,并能进入血液循环,造成心血管损害。动物学实验证据发现,柴油车尾气颗粒(交通源黑炭的主要来源)能够通过刺激呼吸道 上的瞬时 受体电位 阳 离 子 通 道 如T R P A 1引起肺部神经反射,影响心脏交感神经和迷走神经平衡从而导致HR V改变7;同时也能通过引起氧化应激以及肺部或全身炎症反应,进一步影响自主神经系统,导致自主神经功能失衡8-9。颗粒物引起的全身氧化应激或炎症、自主神经系统平衡改变也是引起血管内皮功能障碍,导致血管功能改变的潜在生物学机制1 0。目前人群碳颗粒物暴露的心血管影响尚未得到重视,多数研究在污染物水平较低的地区进行,高污染暴露地区研究证据较为缺乏1 1-1 2。此外,研究表明,交通柴油车尾气颗粒物对肺部细菌数量和炎症细胞因子水平的影响比木材烟雾更大1 3,而目前探究不同来源碳颗粒物暴露的心血管健康影响研究较为缺乏,有必要开展相关研究,以控制不同排放来源碳颗粒物的心血管危害。十几年来随着空气污染控制相关法规的实施,我国空气质量总体有明显改善,但由于城镇化和交通运输快速发展,城市地区污染问题仍不容忽视,大气环境中仍存在很多碳颗粒。鉴于大气碳颗粒浓度尚未纳入城市空气污染监测体系,大范围人群仍处于碳颗粒暴露下的健康风险之中。本研究拟通过对北京市典型区域健康成年人展开纵向随访调查,探究环境碳颗粒物及其不同来源对成人HR V和血压的影响,为城市碳颗粒污染控制及人群心血管健康保护提供重要科学依据。1 资料与方法1.1 研究对象与研究设计本研究采用定组研究设计,在北京大学校园内共招募7 3例健康成年人,研究期间共进行4次随访,时间跨度从2 0 1 4年1 1月2 4日到2 0 1 6年1月1 8日。每次随访时对研究对象进行问卷调查、采集空腹静脉血以及尿样样本。研究对象纳入排除标准和每次随访时间在课题组既往发表论文进行了详细描述1 4-1 5。简而言之,本研究纳入年龄在1 8至5 0岁之间、自我报告不吸烟且居住在无吸烟环境、没有任何C V D或危险因素(如高血压、糖尿病或高脂血症)的健康成年人。排除标准包括服用任何药物(如降脂或降血压药物、抗氧化剂)、空腹血糖7.0 mm o l/L、高血压(静息血压1 4 0/9 0 mmH g)、3 5 中国医学前沿杂志(电子版)2 0 2 4年第1 6卷第2期重点号专题低血压(静息血压5 0 m s的个数占总心搏数量的百分比(p e r c e n t a g e o f R-R i n t e r v a l s g r e a t e r t h a n 5 0 m s,p NN 5 0),频域指标包括高频功率(h i g h f r e q u e n c y,H F)、低频功率(l o w f r e q u e n c y,L F)、低频和高频的比值(L F/H F)和极低频功率(v e r y l o w f r e q u e n-c y,V L F);血 压 指 标,收 缩 压(s y s t o l i c B P,S B P)、舒张 压(d i a s t o l i c B P,D B P)、脉 压(p u l s e p r e s s u r e,P P)、平均动脉压(m e a n a r t e r i a l p r e s s u r e,MA P);心率(h e a r t r a t e,H R)。其中P P=S B P-D B P,MA P=(S B P+2 D B P)/3。1.3 污染物及气象参数测量污染物浓度和气象参数水平通过课题组固定监测站点进行实时在线监测,该站点位于北京大学医学部新公卫楼7楼楼顶,采样口离地面约2 5 m。每分 钟 环 境 碳 颗 粒 污 染 物 由M a g e e S c i e n t i f i c A e t h a l o m e t e r M o d e l A E-3 3(C A,U S A)测量,A e t h a l o m e t e r模型能够实时分析光学波长为3 7 0、4 7 0、5 2 0、5 9 0、6 6 0、8 8 0和9 5 0 n m的气溶胶样本,黑炭浓度在8 8 0 n m吸收波长处测量,紫外线吸收颗粒物(u l t r a v i o l e t l i g h t a b s o r b i n g p a r t i c u l a t e m a t t e r,UV PM)浓度在3 7 0 n m吸 收波长处 测量。另 外 还 使 用A e t h a l o m e t e r模 型 分 析 了 在8 8 0 n m处测量的黑炭不同来源的贡献,包括交通源和生物质燃烧源。UV PM用来表示木材等阴燃产生的颗粒物,含有大量来自木材烟雾的有机物质(例如芳香化合物)1 6。1.4 统计分析对研究对象基本特征、健康指标以及环境参数进行描述性分析,符合正态分布的数值变量采用(x-s)表示,非正态分布采用M(I Q R)表示。为评估碳颗粒污染物对H R V、心率和血压指标的影响,本研究采用广义线性混合模型进行关联性分析,自变量为碳颗粒污染物浓度,因变量为健康指标的对数转换值。所有模型均调整温度和相对湿度,协变量包括年龄、性别、体质量指数(b o d y m a s s i n-d e x,B M I)、随访次数、星期几效应、肌酐校正后的可替宁水平。既往研究表明,大气污染往往在几小时内即可对心血管造成影响,使心血管事件和死亡出现升高1 7。因此本研究选取污染暴露窗为11 2 h的滑动平均值来探究碳颗粒物急性暴露对心血管功能指标的影响。2 结果2.1 研究对象特征表1展示了研究对象基本特征、健康指标、污染物浓度和气象参数水平。本研究招募的研究对象共7 3例,其中4 8例为女性。研究对象平均年龄为(2 3.3 5.4)岁,平均B M I为(2 2.53.5)k g/m2,平均腰臀比为(0.8 0.1)。H R V时域指标S D N N、r M S S D和p N N 5 0小时水平分别为6 5.6(2 1.0)m s、3 4.5(2 6.2)m s和1 5.7(2 6.5)%。心率变异性频域指标H F、L F、L F/H F和V L F小时水平分别为4 2 1.2(3 8 7.9)m s2、8 6 2.3(5 1 1.8)m s2、3.2(2.0)和2 6 6 7.0(1 8 4 7.4)m s2。H R、S B P、D B P、P P和MA P小时平均水平分别为(1 1 1.61 0.0)次/m i n、(6 6.56.2 8)mmH g、(4 5.19.0)mmH g和(8 1.1 1 2.1)mmH g。2.2 污染物和气象参数特征研究期间研究对象黑炭和UV PM随访前2 4 h3 6 中国医学前沿杂志(电子版)2 0 2 4年第1 6卷第2期重点号专题暴露浓度的水平分别为3.1(3.8)g/m3和5.5(7.0)g/m3。交通源和生物质燃烧源黑炭随访前2 4 h暴露浓度水平分别为2.4(3.1)g/m3和0.6(1.4)g/m3。研究期间温度和相对湿度水平分别为8.5(2 0.0)和2 5.3(1 3.9)%。表1 7 3例研究对象基本特征、健康指标、污染物浓度和气象参数水平的描述性分析结果项目数值基本特征 年龄(x-s,岁)2 3.35.4 BM I(x-s,k g/m2)2 2.53.5 腰臀比(x-s)0.80.1健康指标 S D NNM(I Q R),m s6 5.6(2 1.0)r M S S DM(I Q R),m s3 4.5(2 6.2)p NN 5 0M(I Q R),%1 5.7(2 6.5)H FM(I Q R),m s24 2 1.2(3 8 7.9)L FM(I Q R),m s28 6 2.3(5 1 1.8)L F/H FM(I Q R)3.2(2.0)V L FM(I Q R),m s22 6 6 7.0(1 8 4 7.4)HR(x-s,次/m i n)7 2.71 5.1 S B P(x-s,mmH g)1 1 1.61 0.0 D B P(x-s,mmH g)6 6.56.2 8 P P(x-s,mmH g)4 5.19.0 MA P(x-s,mmH g)8 1.11 2.1污染物 M(I Q R),g/m3 黑炭3.1(3.8)UV PM5.5(7.0)黑炭排放源 M(I Q R),g/m3 交通源2.4(3.1)生物质燃烧源0.6(1.4)气象参数 温度 M(I Q R),8.5(2 0.0)相对湿度 M(I Q R),%2 5.3(1 3.9)注:BM I,体质量指数;S D NN,正常窦性R-R间期总体标准差;r M S S D,正常相邻窦性R-R间期差值均方根;p NN 5 0,R-R间期5 0 m s的个数占总心搏数量的百分比;H F,高频功率;L F,低频功 率;L F/H F,低 频 和 高 频 的 比 值;V L F,极 低 频 功 率;HR,心率;S B P,收缩压;D B P,舒张压;P P,脉压;MA P,平均动脉压;UV PM,紫外线吸收颗粒物。2.3 大气碳颗粒物与心率变异性指标的关联图1展示了大气碳颗粒物黑炭、UV PM以及交通源、生物质燃烧源黑炭对HR V时域指标的影响。由图可见,黑炭、UV PM的11 2 h累积暴露与S D NN、r M S S D、p NN 5 0水平降低具有显著关联,随着暴露窗的延长效应更强。在累积暴露1 2 h时,黑炭每升高I Q R浓度(3.8 g/m3),S D NN、r M S S D和p NN 5 0分别下降4.0%(9 5%C I:-4.8-3.2)、6.1%(9 5%C I:-8.3-3.8)和1 0.8%(9 5%C I:-1 4.7-6.7);U V P M每升高I Q R浓度(7.0 g/m3),S D N N、r M S S D和p N N 5 0分别下降3.7%(9 5%C I:-4.3-3.1)、6.1%(9 5%C I:-8.0 -4.1)和1 1.8%(9 5%C I:-1 5.0-8.5)。另外,对不同来源黑炭与时域指标的关联分析显示,生物质燃烧源和交通源黑炭均与S D NN、r M S S D、p NN 5 0降低有显著关联,其中交通源黑炭对时域指标的影响更强。图2展示了大气碳颗粒物以及不同来源对频域指标的 影 响。由 图 可 见,黑 炭、UV PM暴 露 与H F、L F和V L F水平降低以及L F/H F水平升高具有显著关联,随着暴露窗的延长效应更强。在累积暴露1 2 h时,黑炭每升高I Q R浓度,H F、L F和V L F分 别 下 降1 1.7%(9 5%C I:-1 4.9-8.3)、5.2%(9 5%C I:-6.8 -3.5)和6.2%(9 5%C I:-7.8 -4.6),L F/H F上升1 0.2%(9 5%C I:8.01 2.4);U V P M每升高I Q R浓度,H F、L F和V L F分 别 下 降1 0.6%(9 5%C I:-1 3.3-7.9)、5.3%(9 5%C I:-6.7 -4.0)和6.1%(9 5%C I:-7.4-4.8),L F/H F上升7.4%(9 5%C I:5.6 9.2)。不同来源黑炭与频域指标的关联分析显示,生物质燃烧源和交通源黑炭均与H F、L F和V L F降低以及L F/H F升高有显著关联,其中交通源黑炭对频域指标的影响更强。2.4 大气碳颗粒物与心率和血压指标的关联图3展示了大气碳颗粒物以及不同来源对血压和心率指标的影响。由图可见,黑炭、UV PM的11 2 h累积暴露与S B P、D B P、P P和MA P水平升高具有显著关联。黑炭每升高I Q R浓度,S B P、D B P、P P和MA P水平分别升高1.0%(9 5%C I:0.61.5)、0.8%(9 5%C I:0.11.4)、1.9%(9 5%C I:1.12.7)和0.9%(9 5%C I:0.41.5)。UV PM每升高I Q R浓度,S B P、D B P、P P和MA P水 平 分 别 升 高0.9%(9 5%C I:0.51.2)、0.8%(9 5%C I:0.31.3)、1.1%(9 5%C I:0.41.7)和0.9%(9 5%C I:0.41.3)。不同来源黑炭与血压指标的关联分析显示,生物质燃烧源和交通源黑炭均与血压升高有显著关联,其中交通源黑炭对血压升高的影响更强。累积暴露1 6 h,黑炭与H R降低具有显著关联,在累积暴露3 h,黑 炭 每 升 高I Q R浓 度,H R下 降1.4%3 7 中国医学前沿杂志(电子版)2 0 2 4年第1 6卷第2期重点号专题(9 5%C I:-2.2-0.6)。在累积暴露1 2 h,U V P M与H R升高有显著关联,U V P M每升高I Q R浓度,H R升高0.8%(9 5%C I:0.11.5)。不同来源黑炭与心率的关联分析显示,在累积暴露16 h,生物质燃烧源和交通源黑炭均与H R降低有显著关联,其中交通源黑炭对H R的影响更强。图1 大气污染物每升高I Q R浓度,时域指标随污染物不同小时累积暴露的百分比改变量及9 5%C I注:虚线表示百分比改变值为0的参考线;红色表示结果具有统计学意义(P5 0 m s的个数占总心搏数量的百分比;H F,高频功率;UV PM,紫外线吸收颗粒物;MA,滑动平均。3 讨论本研究基于重复测量的4次随访研究,评估大气碳颗粒物黑炭和UV PM对健康成年人心血管功能指标的影响,同时探究了不同来源黑炭的健康效应。本研究发现,黑炭和UV PM急性暴露与HR V降低与血压升高存在显著关联。对不同来源黑炭分析结果表明,环境黑炭暴露引起的心血管健康效应主要受交通源黑炭影响。本研究结果为碳颗粒物暴露对心血管健康效应提供了重要的科学依据,提示控制交通源碳颗粒物污染暴露的重要性。HR V是衡量交感神经和迷走神经平衡的重要指标。交感神经兴奋性增强会引起血流动力学紊乱、血管内皮功能损伤及心肌耗氧量增加,最终引起心律失常、冠心病和心肌梗死等V C D的发生。已有大量流行病学研究探讨大气颗粒物暴露对HR V和血压的影响,然而黑炭相关研究较少。一项纳入4 6例中老年C V D患者的重复测量研究发现,黑炭暴露2 h与r M S S D和S D NN降低有关,同时也观察到显著性的H F降低1 8。H u a n g等1 9在C V D患者中也发现既往1 2 h黑炭暴露每升 高I Q R浓 度,S D NN、L F分 别 降 低4.2%(9 5%C I:-0.8-7.5)、9.3%(9 5%C I:-0.2-1 7.6)。本研究具有类似的发现,黑炭累积暴露1 2 h与HR V相关指标均具有显著性关联,提示黑炭急性小时暴露即可升高交感神经兴奋性、抑制迷3 8 中国医学前沿杂志(电子版)2 0 2 4年第1 6卷第2期重点号专题图2 大气污染物每升高I Q R浓度,频域指标随污染物不同小时累积暴露的百分比改变量及9 5%C I注:虚线表示百分比改变值为0的参考线;红色表示差异具有统计学意义(P0.0 5)。H F,高频功率;L F,低频功率;L F/H F,低频和高频的比值;V L F,极低频功率;UV PM,紫外线吸收颗粒物;MA,滑动平均。走神经兴奋,从而引起自主神经功能紊乱。血压升高已被证实是引起C V D发生发展的重要危险因素2 0-2 1。一项代谢综合征患者的研究表明,1 0 h黑炭暴露与S B P和D B P升高有关,黑炭每升高1 g/m3,S B P和D B P分 别 升 高0.5 3 mmH g和0.3 7 mmH g2 2。一项系统综述纳入了1 9项探究环境黑炭暴露与血压关联的研究,荟萃分析结果显示,环境黑炭暴露与血压呈正相关1 2。本研究主要针对污染浓度相对较高的北京市典型区域,分析跨季节浓度范围的环境黑炭急性暴露对心血管功能的影响,研究结果表明黑炭急性暴露与血压水平升高显著相关。此外,识别黑炭的来源分配对于采取更好控制措施来减轻其总体影响至关重要。黑炭主要来自化石燃料和生物质不完全燃烧,交通源特别是柴油车尾气是黑炭的重要来源。一项研究对我国深圳市2 0 1 92 0 2 0年黑炭来源进行分析,结果表明,黑炭浓度在旱季主要来源于化石燃料燃烧,占比8 6.3%8 6.8%2 3。另一项对我国北京市的研究也有类似发现2 4。随着城市化快速发展,交通源黑炭暴露可能成为危害人群健康的主要来源。本研究结果发现,相比于生物质燃烧源,交通源黑炭暴露引起的H R V降低和血压升高效应更强。既往多项研究也发现交通源黑炭对人群心血管健康的损害。A d a r等2 5针对4 4例非吸烟老年人的研究发现,暴露于交通源黑炭会诱发S D N N、r M S S D和p N N 5 0以及L F和H F的显著降低。一项针对公路沿线附近村庄妇女开展的中国研究发现,黑炭暴露2 4 h能引 起S B P和D B P分 别 升 高4.3和1.3 mm-H g2 6。一项对1 1 4 7 5 8人进行随访的前瞻性研究结果显示,环境局部排放黑炭,尤其是交通源黑炭,与脑卒中发生风险增加密切相关2 7。另外本研究还发现木材烟雾相关颗粒暴露与心血管功能改变有关。已有研究表明家庭烹饪使用3 9 中国医学前沿杂志(电子版)2 0 2 4年第1 6卷第2期重点号专题图3 大气污染物每升高I Q R浓度,心率和血压指标随污染物不同小时累积暴露的百分比改变量及9 5%C I注:虚线表示百分比改变值为0的参考线;红色表示结果具有统计学意义(P0.0 5)。S B P,收缩压;D B P,舒张压;P P,脉压;MA P,平均动脉压;HR,心率;UV PM,紫外线吸收颗粒物;MA,滑动平均。木材燃料产生的碳颗粒与C V D密切相关2 8,但目前很少有研究调查环境木材烟雾的心血管健康影响。在本研究中,通过对真实环境中UV PM浓度及心 血 管 效 应 的 评 估,我 们 的 结 果 表 明 急 性UV PM暴露与HR V降低和血压升高显著相关。研究结果提示环境木材烟雾相关颗粒暴露可在短期内对自主神经功能和血管功能造成影响。近年来,在全球气候变暖的趋势中,野火等自然灾害发生率大大增加,其产生的木质烟雾相关颗粒成为全球颗粒物空气污染的重要组成部分2 9,每年全球野火碳排放约相当于人为源碳排放的2 0%3 0。虽然本研究中发现的UV PM心血管效应相对较小,但在全球气候危机背景下,产生木材烟雾的相关事件频发,全球有大范围人群处于木质烟雾相关颗粒暴露的威胁下,从而造成较大的公共卫生负担。本研究具有以下优势:首先,本研究属于重复测量的定组研究设计,研究对象可作为自身前后对照,可以控制某些不随时间变化的混杂因素对健康结局的影响,增加统计效能;其次,研究对象为非吸烟健康成年人,可以避免不同疾病状态、用药等对结果的影响;最后,本研究测量了研究对象尿液样本中的可替宁水平,用于调整被动吸烟的烟草暴露。本研究也存在一定局限性:首先,本研究中污染监测采用固定监测站点,尽管9 3%的研究对象居住在污染物监测站点1 k m以内的区域,但仍可能存在暴露错分;其次,研究对象群体为相对年轻的非吸烟健康成年人,结果外推受到限制。本研究结果表明,环境碳颗粒物急性暴露与成年人HR V降低和血压升高显著相关。鉴于城市环境碳颗粒物监测体系仍不完善,我们研究结果强调了关注环境碳颗粒物污染特别是交通源碳颗粒健康危害的重要性,从而采取更好控制措施来减轻其对健康的影响。参考文献1中国心血管健康与疾病报告编写组.中国心血管健康与疾病报告2 0 2 2概要 J.中国循环杂 志,2 0 2 3,3 8(6):4 0 中国医学前沿杂志(电子版)2 0 2 4年第1 6卷第2期重点号专题5 8 3-6 1 2.2KU B O TA Y,CHE N L Y,WH I T S E L E A,e t a l.H e a r t r a t e v a r i a b i l i t y a n d l i f e t i m e r i s k o f c a r d i o v a s c u l a r d i s e a s e:t h e A t h e r o s c l e r o s i s R i s k i n C o