我院联合研究发现臭氧长期暴露或可导致小气道功能障碍
供稿 牛 越
复旦大学公共卫生学院阚海东教授课题组联合中日友好医院王辰院士课题组，基于“中国成人肺部健康(CPH)”研究，分析了臭氧长期暴露对成年人小气道功能障碍的影响。研究结果以“Long-term ozone exposure and small airways dysfunction: the China Pulmonary Health (CPH) Study”为题发表在国际呼吸领域权威期刊American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine上，文章链接：https://www.atsjournals.org/doi/pdf/10.1164/rccm.202107-1599OC。
前言：
在我国空气质量整体改善的同时，臭氧污染却日益突出。既往流行病学证据表明，臭氧短期暴露与肺功能下降之间存在明确的因果关联。相比之下，较少有研究探讨臭氧长期暴露对肺功能的影响，且现有的大多数研究仅关注与气道阻塞相关的肺功能参数，如FEV1和FVC。很少有研究探索臭氧长期暴露对小气道的影响。
小气道定义为管腔直径小于2毫米的气道。在出现气道阻塞或明显的呼吸道症状之前，小气道就可能表现出功能障碍，且不易被察觉。因此，小气道功能障碍(SAD)被认为是一些常见的呼吸系统疾病的前兆。本研究利用中国成人肺部健康(CPH)研究，评估臭氧长期暴露对我国成年人肺功能和SAD的影响。
图1. 小气道示意图
研究地区及臭氧长期暴露：
该研究覆盖了我国大部分省市，具有良好的全国代表性。肺功能检测前1年的暖季(5~10月)臭氧平均浓度为42.1 ppb (28.5~51.2 ppb)。臭氧暖季平均浓度与年平均浓度之间具有较高的相关性。
图2. 中国成人肺部健康(CPH)研究点位的地理分布
臭氧长期暴露与成年人肺功能的关联：
本研究发现，臭氧暖季平均浓度与FEV1/FVC、FEF50、FEF75和FEF25-75的下降显著相关。肺功能检测前1年的暖季臭氧平均浓度每增加1个标准差(4.9 ppb)，可导致FEV1/FVC下降0.3%，FEF50下降37.4 mL/s，FEF75下降14.2 mL/s，FEF25-75下降29.5 mL/s。本研究未观察到臭氧长期暴露与FVC的显著关联。
表1. 臭氧暖季均值与肺功能的关联
注：*P<0.05，†P<0.001
臭氧长期暴露与成年人SAD的关联：
臭氧暖季平均浓度与SAD及其亚型(pre-SAD和post-SAD)患病风险增加显著相关。肺功能检测前1年的暖季臭氧平均浓度每增加1个标准差(4.9 ppb)，SAD的患病风险增加9%，pre-SAD的患病风险增加4%，post-SAD的患病风险增加8%。
表2. 臭氧暖季均值与小气道功能障碍的关联
注：*P<0.05，†P<0.001
亚组分析：
与未患慢性阻塞性肺病(COPD)人群相比，在患有COPD的人群中臭氧长期暴露对肺功能和SAD的影响更大。在非COPD人群中，肺功能检测前1年的暖季臭氧平均浓度每增加1个标准差(4.9 ppb)，FEV1/FVC下降0.1%，FEF50下降23.7 mL/s，FEF75下降10.0 mL/s，FEF25-75下降20.7 mL/s，SAD患病风险升高7%；而在COPD人群中，相应的变化幅度分别为-0.7%、-76.6 mL/s、-36.7 mL/s、-64.2 mL/s、和61%。
表3. 在COPD和非COPD人群中，臭氧暖季均值与肺功能和小气道功能障碍的关联
注：*P<0.05，†P<0.001，‡组间差异
研究结论及研究意义：
本研究利用了全球最大的人群样本，探索了臭氧长期暴露对成年人肺功能和SAD的影响。研究发现，臭氧长期暴露与成年人肺功能降低、SAD患病风险增加有关。本研究首次建立了臭氧长期暴露与SAD患病的关联，为臭氧引起的呼吸系统早期损伤增添了新的证据。
复旦大学公共卫生学院牛越博士、中日友好医院杨汀主任医师、中日友好医院谷晓颖博士、复旦大学公共卫生学院陈仁杰教授为该论文的共同第一作者。中日友好医院王辰院士和复旦大学公共卫生学院阚海东教授为该论文的共同资深作者，王辰院士为该论文的通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目(82030103、92043301、91843302、81970043)、中国医学科学院中央级公益性科研院所基本科研业务费(2019TX320005)、中国医学科学院重大协同创新项目(2020-I2M-2-008、2018-I2M-1-001)的资助。