李聰敏，袁明洋，王鈺婷，吳衛(wèi)東，2，姜碧杰，2

(1.新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453003；2.河南省空氣污染健康效應(yīng)與干預(yù)國際聯(lián)合實驗室，河南 新鄉(xiāng) 453003)

工業(yè)化進程的加快伴隨著能源消耗量和交通工具保有量的增加，導(dǎo)致空氣污染的情況日益嚴(yán)重，目前我國大氣顆粒物污染問題十分嚴(yán)重，其中大氣細顆粒物(fine particulate matters，PM2.5) 逐漸成為影響空氣質(zhì)量的主要因素之一。大氣顆粒物是大氣中存在的各種固態(tài)和液態(tài)顆粒狀物質(zhì)的總稱,PM2.5是指其中空氣動力學(xué)直徑≤2.5 μm的顆粒物，是大氣顆粒物的重要組成部分。PM2.5具有粒徑小、比表面積大、吸附有毒有害物質(zhì)多、在空氣中懸浮時間久、輸送距離遠、易進入呼吸道等特點，能導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)疾病，造成免疫功能降低、胃腸道功能和神經(jīng)功能紊亂以及皮膚應(yīng)激性損傷，因而對人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量有較大影響。采取有效措施干預(yù)PM2.5引起的健康危害是目前的一個重要研究方向。本文就PM2.5所致健康危害及其干預(yù)措施進行綜述

1 PM2.5的理化性質(zhì)

1.1 PM2.5來源及組成成分PM2.5來源較廣，自然界來源包括風(fēng)沙揚塵、森林火災(zāi)、火山爆發(fā)，但其主要來源是由人為因素所造成，如冬季供暖所燃燒的煤炭、汽車尾氣、工業(yè)廢氣等，此類來源的顆粒物常含有特殊的有毒有害物質(zhì)，如鎘、鉛、鋅等[1]。PM2.5的成分主要分為有機物和無機物2大類，有機物主要包括烴類、酰胺類、醇醛類、病原微生物等；無機物主要包括地殼元素、重金屬和無機鹽[2-3]。PM2.5對機體造成危害的主要原因是其所攜帶的有毒重金屬、病原微生物通過呼吸系統(tǒng)進入機體，進一步通過血液循環(huán)進入機體其他組織器官，對呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)等造成損傷。受城市能源結(jié)構(gòu)、工業(yè)生產(chǎn)、污染控制措施、常年風(fēng)向風(fēng)速、日降水量、日照時數(shù)等原因影響，不同城市的PM2.5組分來源也不相同，我國北方銀川、烏魯木齊等城市的PM2.5中道路揚塵和風(fēng)沙所占比例極高，工業(yè)化城市如鞍山、攀枝花等城市的PM2.5主要來源于煤炭燃燒。組成成分不同的PM2.5對人群的健康影響不同。

1.2 濃度大氣顆粒物濃度包括質(zhì)量濃度(mass concentrations，MC)和數(shù)量濃度(number concentra-tions,NC)，最新實施的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，我國的PM2.5二級標(biāo)準(zhǔn)日均值和年均值分別為 75 μg·m-3和35 μg·m-3[4]。流行病學(xué)和毒理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，顆粒物的濃度與呼吸系統(tǒng)及心血管系統(tǒng)疾病的發(fā)病率、病死率呈正相關(guān)，在易感人群、兒童和老年人群體中該現(xiàn)象尤為明顯[5-6]。有研究者在研究空氣污染對系統(tǒng)性紅斑狼瘡的潛在影響時發(fā)現(xiàn)，PM2.5濃度高時系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者的部分腎炎檢測指標(biāo)異常情況更為嚴(yán)重，說明高濃度PM2.5會影響人體免疫系統(tǒng)功能，對患有免疫系統(tǒng)疾病的患者影響更為嚴(yán)重[7]。

2 PM2.5所致健康危害

2.1 PM2.5對呼吸系統(tǒng)的影響PM2.5通過呼吸系統(tǒng)進入機體，肺部是PM2.5與機體接觸的第1個靶器官[8]，PM2.5進入呼吸系統(tǒng)，可導(dǎo)致肺炎[9-11]、哮喘、慢性阻塞性肺疾病[12-13]、肺間質(zhì)纖維化甚至肺癌等呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)生[14-15]，同時也會加速原有疾病進程，增加呼吸系統(tǒng)疾病住院率及病死率[16]。PM2.5濃度上升易造成呼吸系統(tǒng)疾病發(fā)病率和病死率的聯(lián)動性提升，例如，燃煤取暖等空氣污染會在某種程度上損傷兒童的心肺功能。流行病學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，北京地區(qū)2013年P(guān)M2.5的污染程度與當(dāng)?shù)啬翅t(yī)院急診科接收的呼吸系統(tǒng)疾病發(fā)病率顯著相關(guān)，慢性阻塞性肺疾病急性加重患者的門診量與PM2.5的污染程度顯著相關(guān)[17]。

2.2 PM2.5對心血管系統(tǒng)的影響PM2.5所攜帶的部分物質(zhì)如有毒重金屬、細菌、真菌等可穿過肺泡間質(zhì)進入毛細血管網(wǎng)，到達全身各處，造成更多的健康問題。有調(diào)查表明，接觸PM2.5的人群更易患心血管系統(tǒng)疾病，促發(fā)心律失常，加劇高血壓癥狀，增加腦卒中風(fēng)險[18]，增加人群住院率[19]，甚至增加居民病死率[20]。也有學(xué)者研究空氣顆粒物引起的肺損傷及血液繼發(fā)性變化，發(fā)現(xiàn)空氣顆粒物引起血液黏度增加，并且在存在心血管或呼吸系統(tǒng)疾病的情況下更容易導(dǎo)致心肌梗死[21]。嚴(yán)超等[22]對長期暴露于PM2.5大鼠的各器官進行分析，發(fā)現(xiàn)大鼠中長期暴露于來源于汽車尾氣的PM2.5中可導(dǎo)致其肺、心、肝、脾、腎炎癥性損傷，其中肺、心臟及肝臟可見明顯的病理損傷。

2.3 PM2.5對生殖系統(tǒng)的影響關(guān)于PM2.5對男性生殖系統(tǒng)影響的流行病學(xué)調(diào)查研究顯示，PM2.5導(dǎo)致男性精子參數(shù)改變和精子數(shù)量顯著下降[23]。有學(xué)者研究了空氣污染指數(shù)與精子參數(shù)的關(guān)系，結(jié)果顯示，在冬季，即PM2.5濃度最高的季節(jié)，受試對象的精子濃度顯著下降，精子活力與PM2.5濃度呈負(fù)相關(guān)[24]。動物實驗也發(fā)現(xiàn)，PM2.5對雄性生殖系統(tǒng)有嚴(yán)重?fù)p傷[25]。嚴(yán)超等[26]通過呼吸道染毒構(gòu)建Sprague Dawley(SD)大鼠PM2.5長期暴露模型，研究PM2.5長期暴露對SD大鼠生殖功能的影響，結(jié)果表明，與對照組雌鼠受孕率(100%)相比，PM2.5暴露組雌鼠受孕率(高劑量組50%，低劑量組70%)明顯降低；而與對照組雄鼠相比，PM2.5暴露組雄鼠附睪精液中精子數(shù)量和質(zhì)量明顯下降，精子畸形率升高，生精小管結(jié)構(gòu)紊亂，管腔精子數(shù)減少，部分次級精母細胞脫落至管腔，睪丸組織中Connexin 43蛋白表達下降，血睪屏障破壞，最終導(dǎo)致生殖功能損傷。流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，PM2.5對孕婦及其體內(nèi)胎兒也有顯著影響，可能造成孕婦早產(chǎn)、流產(chǎn)、難產(chǎn)甚至死產(chǎn)，也可能造成胎兒宮內(nèi)發(fā)育遲緩、出生體質(zhì)量偏低、出生缺陷等[27-28]。有研究發(fā)現(xiàn)，美國4個城市孕婦懷孕期間顆粒物暴露與新生兒出生體質(zhì)量偏低有關(guān)[29]。張豐泉等[30]將雌性大鼠暴露于PM2.5，觀察其對大鼠妊娠前后體內(nèi)激素水平和妊娠結(jié)局的影響，結(jié)果提示，PM2.5可能通過影響機體內(nèi)分泌激素水平而影響妊娠結(jié)局。

2.4 PM2.5對皮膚的影響PM2.5也可直接作用于皮膚組織，影響皮膚的完整性，加速皮膚老化，造成面部色斑形成，加重某些特異性皮炎的臨床癥狀，提高濕疹等疾病的患病率[31-32]。有學(xué)者評估了空氣污染對400名女性白人皮膚老化的影響，內(nèi)在皮膚和外在皮膚老化評分表明，微粒污染也可能影響皮膚老化[33]。KRUTMANN等[34]對400名40～90歲中國人的研究發(fā)現(xiàn)，高PM2.5暴露組老年性雀斑樣痣發(fā)病率高于低PM2.5暴露組，其原因可能是PM2.5所攜帶的有機化合物滲透皮膚，影響角質(zhì)形成細胞和黑色素細胞的活性。

2.5 其他PM2.5不僅能夠?qū)е氯巳憾唐谒劳雎屎烷L期死亡率增加，長期暴露于其中還能增加各種器官罹患癌癥的風(fēng)險[35]，國際癌癥研究機構(gòu)于2013年10月正式將大氣顆粒物列為Ⅰ級致癌物[36]。有流行病學(xué)實驗發(fā)現(xiàn)，長期暴露于PM2.5環(huán)境中會導(dǎo)致人體血壓、血糖、血脂升高[37]。

3 PM2.5健康危害的干預(yù)研究進展

3.1 中草藥在PM2.5所致健康危害干預(yù)中的運用如今很多研究者開始采用個體化措施降低PM2.5引起的健康危害。中藥是中國的傳統(tǒng)藥物，部分中藥有消炎、抗氧化、抗癌等功效，可用于預(yù)防和治療PM2.5引起的健康危害。翁曉芹等[38]利用不同濃度的丹皮酚干預(yù)受PM2.5刺激的BASE-2B細胞，發(fā)現(xiàn)丹皮酚干預(yù)可抑制PM2.5引起的血管內(nèi)皮生長因子的表達，且丹皮酚濃度越高抑制效果越明顯。吳曉芳等[39]通過研究不同濃度PM2.5及不同濃度芍藥苷對支氣管上皮細胞的交互影響，發(fā)現(xiàn)芍藥苷對PM2.5所致BASE-2B細胞生長抑制有一定的保護作用。有研究發(fā)現(xiàn)，蟬芩顆?？赏ㄟ^抑制神經(jīng)生長因子表達而減輕PM2.5所致呼吸道神經(jīng)源性炎癥[40]。也有研究表明，補肺活血膠囊可降低PM2.5所致小鼠肺組織中炎性介質(zhì)的表達，緩解小鼠肺組織中的炎性反應(yīng)程度[41]。

雖然PM2.5對心肺疾病患者、年老體弱者危害較明顯，但是考慮到健康人群的人口基數(shù)較大，因此，PM2.5對健康人群的危害也不容小覷。葉國生[42]依據(jù)自己從醫(yī)多年的經(jīng)驗發(fā)明了一種抗PM2.5茶飲，該茶飲采用石胡荽、蘆根、桑葉等中草藥原料混合制成，具有消除呼吸道炎癥，提高肺部氧氣利用率，提高呼吸道攔截PM2.5能力，清除呼吸道內(nèi)附著的PM2.5沉積物，增強肺部抵抗力，減少呼吸系統(tǒng)疾病發(fā)生等功能，且不損傷身體，可以達到提高肺部抵抗力，預(yù)防因PM2.5引起的咳嗽、哮喘以及支氣管炎等癥狀的目的。

3.2 臨床護理干預(yù)對PM2.5所致疾病的影響采取針對性護理干預(yù)措施能夠有效延緩PM2.5所引起的疾病和癥狀。房銳等[43]采用流行病學(xué)方法探討綜合護理干預(yù)對PM2.5誘發(fā)慢性阻塞性肺疾病患者呼吸功能的影響，發(fā)現(xiàn)開展PM2.5專項綜合護理患者的治療效果較常規(guī)內(nèi)科護理顯著。有學(xué)者使用隨機交叉試驗設(shè)計觀察佩戴高效口罩能否降低冠狀動脈粥樣硬化性心臟病患者在城市中的暴露劑量，研究發(fā)現(xiàn)，佩戴高效口罩可以減輕個人暴露，從而減少冠狀動脈粥樣硬化性心臟病患者的臨床癥狀，減慢疾病進程[44]。有研究表明，氫氣能夠預(yù)防和治療由炎癥導(dǎo)致的肺部疾病[45]，陳國強[46]將PM2.5導(dǎo)致的哮喘模型大鼠連續(xù)30 d每天2 h 暴露于含體積分?jǐn)?shù)為66%H2的氫氧混合氣中，結(jié)果顯示，H2能夠減輕模型大鼠的炎癥反應(yīng)，因而在一定程度上可以改善呼吸道高反應(yīng)癥狀。

3.3 營養(yǎng)保健品對PM2.5所致健康危害的干預(yù)作用李航等[47]研究發(fā)現(xiàn)，魚油能減少呼吸道炎性因子釋放，對PM2.5所致大鼠呼吸道損傷有明顯的保護作用。杜喜浩等[48]發(fā)現(xiàn)，給SD大鼠補充維生素E和脂肪酸可以提高體內(nèi)超氧化物歧化酶及谷胱甘肽過氧化物酶的活性，從而拮抗PM2.5對機體所造成的心肺系統(tǒng)反應(yīng)和氧化應(yīng)激損傷。張凡等[49]對兼有食用藥用價值的動植物資源進行了探索研究，發(fā)現(xiàn)瑣瑣葡萄多糖能夠改善肺通透性，從而對PM2.5誘導(dǎo)的肺損傷大鼠具有一定保護作用。

4 總結(jié)

近年來，為了了解空氣污染造成的健康危害，研究人員在多個方向進行了探索和嘗試，目前認(rèn)為PM2.5通過炎癥及氧化應(yīng)激對機體造成損傷，可以通過減少機體炎癥反應(yīng)、降低機體氧化損傷的措施干預(yù)大氣污染造成的健康危害。雖然空氣污染導(dǎo)致機體健康危害的研究已取得一些進展，但采取有效措施降低空氣污染所致危害的研究仍較少，有待進一步加強。