黃相源 張 羿 陳逍天 姜 袁 王 胤 竇亞蘭 許 嘉 韓 斌 嚴(yán)衛(wèi)麗

近年研究顯示，脂質(zhì)代謝紊亂在中國(guó)成年人中患病率為26.3%～35.1%[1]，在兒童青少年中為5%～62%[2]，且有快速升高的態(tài)勢(shì)[3]?？紤]到血脂具有“軌跡”效應(yīng)[4]，保護(hù)兒童青少年正常血脂代謝可使健康長(zhǎng)遠(yuǎn)獲益。

大氣污染是動(dòng)脈粥樣硬化性心血管疾病的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[5]。關(guān)于大氣污染對(duì)血脂代謝的影響，已有流行病學(xué)研究顯示大氣顆粒物及NO2暴露與甘油三酯水平顯著相關(guān)[6]，但在兒童青少年中的相關(guān)研究較少[7-9]，中國(guó)僅有1項(xiàng)研究[8]。目前在兒童青少年中估算大氣污染物暴露水平的方法包括空氣質(zhì)量指數(shù)、衛(wèi)星反演模型和土地利用模型等，分析結(jié)果存在差異。本研究擬采用基于環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)位數(shù)據(jù)的空氣污染物時(shí)空暴露模型，分析上海市兒童青少年P(guān)M2.5、O3和NO2暴露與血脂水平、血脂異常的關(guān)系。

1 方法

1.1 研究設(shè)計(jì) 橫斷面調(diào)查，研究對(duì)象來(lái)自中國(guó)兒童青少年心血管健康研究[10]的上?，F(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)卷調(diào)查收集納入的中小學(xué)生的人口學(xué)資料、家庭住址等信息，采集空腹靜脈血進(jìn)行血脂檢測(cè)。使用空氣污染物時(shí)空暴露模型估算研究對(duì)象家庭住址的大氣污染暴露水平，分析大氣污染暴露與血脂代謝之間是否獨(dú)立相關(guān)。

1.2 研究現(xiàn)場(chǎng) 2014年在上海市方便抽樣的4所中小學(xué)校(浦江一小、浦江二中、浦江三中、群益職校)。

1.3 研究對(duì)象的納入標(biāo)準(zhǔn) ①研究現(xiàn)場(chǎng)4所學(xué)校的學(xué)生；②年齡7～18歲；③經(jīng)監(jiān)護(hù)人知情同意后采集靜脈血，并且血量足夠測(cè)得有效血脂水平；④回收問(wèn)卷中家庭地址的填寫(xiě)至少精確到鎮(zhèn)級(jí)行政單位。

1.4 排除標(biāo)準(zhǔn) 回收問(wèn)卷中自述患慢性疾病(高血壓、1型糖尿病、2型糖尿病、腎臟疾病、心臟疾病和甲狀腺疾病)者。

1.5 資料采集 從研究[10]數(shù)據(jù)庫(kù)中，提取符合本文研究對(duì)象的以下信息：出生日期、性別、家庭住址、慢性疾病史、食物攝入頻率來(lái)自問(wèn)卷調(diào)查，身高(精確到0.1 cm)和體重(精確到0.1 kg)來(lái)自研究現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)，其他信息包括采血日期等。

需要說(shuō)明的是，①研究對(duì)象的年齡由采血日期與出生日期相減計(jì)算；②參照中國(guó)兒童青少年體質(zhì)指數(shù)生長(zhǎng)曲線標(biāo)準(zhǔn)[11, 12]，根據(jù)BMI性別、年齡的Z值判斷是否肥胖或超重。

1.6 血液標(biāo)本的采集及血脂的檢測(cè) 研究對(duì)象檢測(cè)前日晚餐后開(kāi)始禁食(>10 h)，檢測(cè)當(dāng)日晨9：00前由護(hù)士到研究現(xiàn)場(chǎng)，使用非抗凝真空采血管(2 mL)采集靜脈血，將采血管靜置并在3 h內(nèi)于采血現(xiàn)場(chǎng)以1 509.3 g加速度離心獲得血清，儲(chǔ)存于-80℃冰箱，統(tǒng)一用干冰保溫、飛機(jī)運(yùn)送至首都醫(yī)科大學(xué)兒科研究所中心實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行血脂檢測(cè)。使用日立HITACHI7080生化自動(dòng)分析儀(酶法)[10]檢測(cè)HDLC、LDLC、TG和TC的濃度。參考2009年兒童青少年血脂異常防治共識(shí)標(biāo)準(zhǔn)[12, 13]，血脂異常定義為符合HDLC≤1.04 mmol·L-1、LDLC≥3.37 mmol·L-1、TG≥1.70 mmol·L-1和TC≥5.18 mmol·L-1中任1項(xiàng)者。

1.7 大氣污染暴露水平估算 將研究對(duì)象填寫(xiě)的家庭住址進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化(“上海市某區(qū)某鎮(zhèn)某道路某弄”、“上海市某區(qū)某小區(qū)”或“上海市某區(qū)某村某組”)后，使用DataMap軟件統(tǒng)一識(shí)別并轉(zhuǎn)化為經(jīng)緯度坐標(biāo)。采用中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院研發(fā)的基于環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)位數(shù)據(jù)的空氣污染物時(shí)空暴露模型(研究尚未發(fā)表)，根據(jù)研究期間(2012至2014年)上海市大氣污染物監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的記錄，對(duì)PM2.5、O3及NO2濃度的時(shí)空分布分別建模。模型參考既往研究把不同地點(diǎn)大氣污染物濃度分解為該地點(diǎn)的長(zhǎng)期平均濃度、該地點(diǎn)污染物濃度隨時(shí)間的變化以及不同地點(diǎn)間污染物濃度的空間相關(guān)性，同時(shí)將地點(diǎn)與主干道距離、附近路口數(shù)等地理參數(shù)作為協(xié)變量納入[14]。根據(jù)研究對(duì)象所提供的家庭住址和采血日期，估算研究對(duì)象在采血前1、3、6個(gè)月的PM2.5、O3和NO2的平均暴露水平。

1.8 質(zhì)量控制 ①研究現(xiàn)場(chǎng)的所有工作人員均提前接受了相關(guān)培訓(xùn)并接受了課題協(xié)調(diào)中心的現(xiàn)場(chǎng)督察；②數(shù)據(jù)錄入由雙人同時(shí)進(jìn)行并用軟件自動(dòng)查錯(cuò)；③血脂檢測(cè)在取得國(guó)家臨床檢驗(yàn)中心認(rèn)證的首都醫(yī)科大學(xué)兒科研究所中心實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行；④血清使用干冰保溫，飛機(jī)運(yùn)送。

1.9 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 通過(guò)簡(jiǎn)單線性回歸模型及l(fā)ogistic回歸模型，分別檢驗(yàn)不同時(shí)間跨度的PM2.5、NO2和O3暴露水平是否與HDLC、LDLC、TG和TC濃度及血脂異常風(fēng)險(xiǎn)存在顯著相關(guān)；隨后在多因素模型中調(diào)整年齡、性別、BMIZ值及糖類攝入頻率等可能影響血脂代謝的因素[15],并進(jìn)一步調(diào)整同期其他污染物暴露水平，檢驗(yàn)大氣污染暴露與血脂代謝之間是否獨(dú)立相關(guān)。為使不同大氣污染物的血脂-暴露關(guān)系具有可比性，將大氣污染物濃度除以相應(yīng)四分位間距(IQR)，在結(jié)果中報(bào)告大氣污染物濃度每變化1個(gè)IQR相應(yīng)的血脂水平變化量及其95%CI或血脂異常風(fēng)險(xiǎn)比值比及95%CI。統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著標(biāo)準(zhǔn)為P<0.05。在logistic回歸模型中，設(shè)定樣本量為1 300，血脂異常率為20%[16]，一類錯(cuò)誤概率為0.05，則模型能以80%的把握度發(fā)現(xiàn)自變量每增加1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)增加21.4%(OR：1.214)的關(guān)聯(lián)。

2 結(jié)果

2.1 一般情況 上?，F(xiàn)場(chǎng)共招募2 004名中小學(xué)生，其中32名不在7～18歲年齡范圍內(nèi)，15名患有慢性疾病，406名不同意進(jìn)行靜脈采血，其余1 551名中234名在問(wèn)卷中所填寫(xiě)的家庭地址不符合本研究的要求，最終1 317名進(jìn)入本次分析。

1 317名研究對(duì)象中男生657名(49.9%)，女生660名。表1顯示，7～12歲415名(31.5%),～15歲467名(35.5%)，～18歲435名(33.0%)。～18歲年齡段女生多于男生，7～12歲年齡段男生多于女生。男、女生平均BMIZ值均達(dá)到0.3，BMI略高于全國(guó)參考人群[11]，總體超重率和肥胖率分別為17.3% 和10.9%，男生肥胖率更高。

2.2 血脂水平 表1顯示，研究對(duì)象平均血清HDLC、LDLC和TC濃度分別為(1.52±0.29) mmol·L-1、(2.35±0.63) mmol·L-1和(4.03±0.72) mmol·L-1，TG濃度中位數(shù)為0.59(0.43，0.80) mmol·L-1。男生4項(xiàng)血脂的平均血清濃度均低于女生。圖1顯示，不同年齡、不同性別的血脂水平，大多在男女生中較為接近，且隨年齡變化較為平緩，除女生HDLC(圖1A)在15歲前保持穩(wěn)定、從15歲開(kāi)始快速升高并與同齡男生形成明顯差異。

表1 研究對(duì)象的一般特征和血脂水平[n(%)]

共142(10.8%)名研究對(duì)象存在血脂異常，低HDLC 35人(2.7%)，高LDLC、高TG和高TC分別為71人(5.4%)、31人(2.4%)和82人(6.2%)。圖2顯示，不同類型的血脂水平異常間存在交叉，43.7%(n=62)血脂異常者存在≥2種類型。

圖1 男女生血脂水平隨年齡的分布a

2.3 大氣污染暴露水平 研究對(duì)象既往1、3、6個(gè)月的PM2.5(μg·m-3)日均暴露水平中位數(shù)分別為61.5(53.6,67.4)、52.7(43.5,62.8) 和51.4(45.4,65.5)，O3(μg·m-3)分別為21.6(19.1,24.0)、22.8(21.8,23.6)和20.4(19.2,21.0)，NO2(μg·m-3)分別為12.8(11.2,17.7)、12.4(10.4,14.4)和11.1(8.8,16.2)。同一污染物在不同時(shí)間范圍下暴露水平相近，但是離散程度變化較大，如PM2.5在1個(gè)月內(nèi)的日均暴露水平IQR為13.8 μg·m-3,6個(gè)月內(nèi)的日均暴露水平IQR為20.1 μg·m-3。

2.4 大氣污染暴露與血脂水平的關(guān)系 圖3顯示，多因素模型1調(diào)整了協(xié)變量年齡、性別、BMIZ和糖類攝入頻率，PM2.5和NO2暴露與HDLC濃度總體呈負(fù)相關(guān)，O3暴露與HDLC濃度總體呈正相關(guān)；研究對(duì)象家庭地址既往6個(gè)月PM2.5、NO2平均濃度每升高1個(gè)IQR，HDLC分別降低0.09(95%CI：0.05～0.14)、0.07(95%CI：0.02～0.12)mmol·L-1；O3平均濃度每升高1個(gè)IQR，HDLC升高0.01(95%CI：0～0.02) mmol·L-1。多因素模型2進(jìn)一步調(diào)整同期另外兩項(xiàng)污染物濃度后，NO2、O3與HDLC濃度的關(guān)系不再顯著，僅既往3、6個(gè)月PM2.5暴露水平與HDLC濃度獨(dú)立相關(guān)。

圖2 血脂異常種類構(gòu)成[n (%)]

2.5 大氣污染物暴露與血脂異常的關(guān)系 表2所示，血脂異?？傮w與空氣污染暴露呈正相關(guān)，既往3個(gè)月PM2.5和O3日均濃度每升高1個(gè)IQR，血脂異常風(fēng)險(xiǎn)分別升高71% 和12%，OR為1.71(95%CI：1.33～2.21)和1.12(95%CI：1.06～1.20)；NO2濃度每升高1個(gè)IQR，血脂異常風(fēng)險(xiǎn)降低25%，OR為0.75(95%CI：0.63～0.88)。調(diào)整同期另外兩項(xiàng)大氣污染物水平后，僅PM2.5既往6個(gè)月的日均暴露水平與血脂異常風(fēng)險(xiǎn)仍顯著正相關(guān)。

3 討論

本研究顯示，上海市中小學(xué)生中血脂異?；疾÷蕿?0.8%，住址既往大氣PM2.5濃度與學(xué)生的血液HDLC濃度顯著負(fù)相關(guān)，與血脂異常風(fēng)險(xiǎn)顯著正相關(guān)，提示大氣PM2.5濃度升高可能對(duì)兒童人群血脂帶來(lái)不利影響，但未發(fā)現(xiàn)O3或NO2暴露與血脂水平及血脂異常風(fēng)險(xiǎn)的顯著關(guān)系。

圖3 大氣污染與血脂水平的關(guān)系

目前兒童中空氣污染暴露與血脂代謝關(guān)系的研究較少，伊朗一項(xiàng)全國(guó)性的橫斷面調(diào)查發(fā)現(xiàn)年均空氣質(zhì)量指數(shù)與HDLC顯著負(fù)相關(guān)，與本研究結(jié)果一致，同時(shí)該研究也發(fā)現(xiàn)年均空氣質(zhì)量指數(shù)與兒童青少年TC、LDLC、TG顯著正相關(guān)[7]。意大利一項(xiàng)出生隊(duì)列研究中未發(fā)現(xiàn)兒童生后4年的長(zhǎng)期空氣污染物暴露與HDLC或TC的顯著關(guān)系[9]。一項(xiàng)包括中國(guó)7省市的多階段分層隨機(jī)抽樣研究發(fā)現(xiàn)，大氣顆粒物和NO2暴露與兒童青少年TC濃度及高TC血癥風(fēng)險(xiǎn)顯著正相關(guān)[8]。與上述研究相比，本研究空氣污染暴露時(shí)間更短(≤6個(gè)月)，同時(shí)多因素模型也是首次分析大氣污染暴露與綜合性血脂異常的關(guān)系。

表2 血脂異常與大氣污染的關(guān)系[OR (95%CI)]

一項(xiàng)日本的前瞻性隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)，HDLC位于下四分位數(shù)的成人冠心病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)為HDLC位于上四分位數(shù)者的4倍[17]。本研究發(fā)現(xiàn)住址既往6個(gè)月PM2.5濃度每升高約20 μg·m-3(IQR),研究對(duì)象HDLC降低0.09 mmol·L-1，而PM2.5濃度可存在較大范圍波動(dòng)，如上海市2020年大氣PM2.5日均濃度在8～160 μg·m-3。上述研究結(jié)果表明了PM2.5暴露可一定程度危害兒童青少年血脂健康。作為一種氧化性的污染物，PM2.5可能通過(guò)氧化應(yīng)激對(duì)血脂代謝產(chǎn)生影響，尤其是具抗氧化功能的HDLC。動(dòng)物研究也發(fā)現(xiàn)，呼吸超細(xì)顆粒物的小鼠相較于呼吸過(guò)濾空氣的小鼠血漿HDLC濃度較低[18]。此外，PM2.5也可能通過(guò)甲基化修飾影響血脂代謝，在一項(xiàng)隨機(jī)交叉試驗(yàn)中，研究者發(fā)現(xiàn)PM2.5暴露除了可以增加人體氧化應(yīng)激相關(guān)基因甲基化水平外，還增加了脂肪代謝相關(guān)基因的甲基化，如ASXL2基因[19]。

本研究中上海中小學(xué)生血脂異?；疾÷蕿?0.8%。2009年浙江省蘭溪市中小學(xué)生血脂水平研究[20]和2014年北京市中小學(xué)生血脂水平研究[16]與本研究采用了相同的血脂異常診斷標(biāo)準(zhǔn)，報(bào)告的血脂異?；疾÷史謩e為26.2%和20.0%。考慮到研究人群平均BMI水平(kg·m-2較為接近(北京18.8，蘭溪18.1，上海19.9)，患病率的不一致可能是由于研究人群年齡結(jié)構(gòu)不同(蘭溪研究、北京研究和本研究中研究對(duì)象平均年齡分別為10.9歲、12.1歲和13.5歲)以及飲食習(xí)慣的差異。

本研究局限性：①根據(jù)研究對(duì)象的家庭住址估算大氣污染物暴露水平，未考慮研究對(duì)象其他活動(dòng)軌跡和室內(nèi)的空氣污染暴露水平，因此空氣污染暴露測(cè)量存在一定誤差。在后續(xù)的相關(guān)研究中，可以考慮使用便攜式空氣污染記錄儀或便攜式個(gè)人定位器結(jié)合大氣污染物時(shí)空分布模型，以提高研究對(duì)象空氣污染暴露測(cè)量的準(zhǔn)確性。此外，由于本研究中的研究對(duì)象來(lái)自于4所學(xué)校，估計(jì)在校期間大氣污染物暴露水平變異性較小，未分析在校期間暴露與血脂代謝的關(guān)系。②研究對(duì)象來(lái)自上海4所學(xué)校，代表性有一定局限，研究結(jié)果進(jìn)行外推時(shí)需謹(jǐn)慎。