章思鋮 高璐陽 羅勤 趙智慧 趙青 柳志紅

(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 國家心血管病中心 國家心血管疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心,北京 100037)

隨著城市化進(jìn)程以及經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,給居民所處的環(huán)境、社會(huì)和公共健康帶來巨大挑戰(zhàn)。預(yù)計(jì)到2050年,全球2/3以上的人口將居住在城市。城市化能提高醫(yī)療保健水平以及帶來更多的就業(yè)機(jī)會(huì),但也使空氣污染、噪聲污染和城市熱島效應(yīng)等有害影響日益顯著[1]。缺血性心臟病、心力衰竭、卒中等心血管疾病(cardiovascular disease, CVD)已成為全球人口過早死亡和殘疾的主要原因[2]。CVD的危險(xiǎn)因素包括個(gè)人因素(如吸煙、飲食、壓力等)和社會(huì)環(huán)境因素(如空氣污染、噪聲等)[3],后者更可能在群體水平上干預(yù)控制。近年來,綠地暴露與心血管健康的流行病學(xué)研究證據(jù)越來越多,但研究結(jié)論并不完全一致,且其潛在影響機(jī)制尚未完全明確?，F(xiàn)綜述綠地暴露與心血管健康相關(guān)的研究,并對(duì)其潛在機(jī)制進(jìn)行總結(jié),為CVD的環(huán)境危險(xiǎn)因素提供新見解,為衛(wèi)生政策的制定提供依據(jù)。

1 綠地的概念

綠地通常被定義為“開放的、未開發(fā)且有天然植被覆蓋的土地”。多數(shù)研究采用的是涵蓋更多綠色空間類型的定義,即廣義的綠地,是指有天然植被(如草地、森林和灌木)覆蓋、公園、街道綠化、綠色基礎(chǔ)設(shè)施或綠色公共空間的土地[4]。大多數(shù)綠地與CVD的相關(guān)研究評(píng)估了住宅或社區(qū)周圍的綠地暴露水平,部分研究評(píng)估城市綠地暴露水平。

住宅附近的綠地暴露水平可使用歸一化植被指數(shù)(normalized difference vegetation index, NDVI)[5]、改良的土壤調(diào)整植被指數(shù)[6]、增強(qiáng)植被指數(shù)[7]、植被連續(xù)體[8]和土壤調(diào)整植被指數(shù)[9]等進(jìn)行評(píng)價(jià)。城市綠地暴露水平可使用區(qū)域公共綠地空間(例如城市公園等)的可及性[10]、區(qū)域的綠地占比[6]以及到最近綠地的距離[3]等進(jìn)行評(píng)價(jià)。其中,NDVI是評(píng)價(jià)綠地暴露水平最常用的指標(biāo),主要反映植被在可見光和近紅外光兩個(gè)波段的反射值與土壤背景值的差異。NDVI提示植被的生長狀況和植被覆蓋度,可通過近紅外波段的反射值和紅光波段的反射值二者之差除以二者之和計(jì)算出[11]。NDVI值的范圍為-1～+1,無單位,接近1的正值提示植被覆蓋度高,負(fù)值表示存在水,值若接近零則表示裸地或空曠區(qū)域。

2 綠地與CVD

2.1 綠地與疾病風(fēng)險(xiǎn)

Yang等[12]通過對(duì)24 845例中國成年人開展橫斷面研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)NDVI每增加1個(gè)四分位數(shù)間距 (interquartile range, IQR),與CVD患病率降低27%存在相關(guān)性(OR=0.73,95%CI0.65～0.83)。中介分析表明,高血壓、2型糖尿病、超重或肥胖、高膽固醇血癥和高甘油三酯血癥在該關(guān)聯(lián)效應(yīng)中的作用占比分別為4.5%、4.1%、3.1%、12.7%和8.7%,提示心臟代謝因素能解釋一部分綠地暴露與CVD患病率之間的相關(guān)性。Twohig-Bennett等[13]通過薈萃分析發(fā)現(xiàn),較高水平的綠地暴露與心率(MD=-3.47,95%CI-4.04～-2.90)和舒張壓(MD=-1.97, 95%CI-3.45～-0.49)的水平降低相關(guān),與2型糖尿病發(fā)病率(OR=0.72, 95%CI0.61～0.85)的下降亦存在相關(guān)性。

Chen等[14]的研究發(fā)現(xiàn)隨著住宅附近綠地暴露水平的增加(NDVI每增加1個(gè)IQR),急性心肌梗死發(fā)生率降低7%,心力衰竭發(fā)生率降低6%,且中介分析提示發(fā)病率的降低在心血管死亡風(fēng)險(xiǎn)降低(HR=0.90, 95%CI0.88～0.92)中起到53%的作用。Orioli等[15]納入1 263 721例羅馬成年居民,研究發(fā)現(xiàn)居民住宅周圍綠地暴露水平提高(NDVI每增加1個(gè)IQR)與卒中發(fā)病率的降低存在相關(guān)性(HR=0.977, 95%CI0.961～0.994)。薈萃分析[5]也報(bào)道了綠地暴露與卒中發(fā)病率或患病率之間類似的效應(yīng)關(guān)聯(lián)。此外,其他研究[16-17]也提示綠地暴露與CVD發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)降低存在相關(guān)性。

2.2 綠地與疾病預(yù)后

一項(xiàng)荷蘭的研究[18]納入1 050萬例成年人,結(jié)果發(fā)現(xiàn)住宅周圍綠地暴露水平(NDVI每增加1個(gè)IQR)與CVD死亡風(fēng)險(xiǎn)具有密切關(guān)聯(lián)(HR=0.987, 95%CI0.981～0.994)。Crouse等[19]通過分析加拿大人口普查健康與環(huán)境隊(duì)列的數(shù)據(jù)(包含30個(gè)城市約130萬例成年人),發(fā)現(xiàn)住宅周圍綠地暴露水平與CVD死亡率(HR=0.911, 95%CI0.894～0.928)、缺血性心臟病死亡率(HR=0.904, 95%CI0.882～0.927)以及腦血管疾病死亡率(HR=0.942, 95%CI0.902～0.983)的降低具有相關(guān)性,并發(fā)現(xiàn)這種效應(yīng)關(guān)系在男性、較高教育水平和高收入水平的人群中更加顯著。此外,還有多項(xiàng)研究[14,20-21]提示綠地暴露水平的升高與心血管不良結(jié)局風(fēng)險(xiǎn)的降低存在相關(guān)性,但部分研究[6,22]并未發(fā)現(xiàn)綠地暴露與CVD預(yù)后的相關(guān)性。

有薈萃分析[13]的結(jié)果提示,高水平的綠地暴露與CVD死亡風(fēng)險(xiǎn)下降16%存在相關(guān)性。而另一項(xiàng)薈萃分析[23]并未發(fā)現(xiàn)綠地暴露與CVD死亡風(fēng)險(xiǎn)具有相關(guān)性(HR=0.99, 95%CI0.89～1.09),但與全因死亡(HR=0.99, 95%CI0.97～1.00)和卒中死亡(HR=0.77, 95%CI0.59～1.00)的風(fēng)險(xiǎn)降低密切相關(guān)。最近一項(xiàng)納入18個(gè)國家超過1億人的薈萃分析[5]表明,綠地暴露水平(NDVI每增加0.1)與CVD死亡率(OR=0.97, 95%CI0.96～0.99)、缺血性心臟病死亡率(OR=0.98, 95%CI0.96～1.00)和腦血管疾病死亡率(OR=0.98, 95%CI0.97～1.00)的下降均存在顯著相關(guān)性。

3 綠地影響心血管健康的可能機(jī)制

3.1 減輕空氣污染

綠地植被可通過多條途徑減少環(huán)境中的空氣污染物。首先,綠地植物可通過直接黏附作用,使細(xì)顆粒物(particulate matter 2.5,PM2.5)被吸附到葉片表面[24],還可通過呼吸作用使比PM2.5直徑更小的污染物水平降低,包括揮發(fā)性有機(jī)化合物和超細(xì)顆粒物[25]。此外,樹木等植被可作為物理屏障,在降低風(fēng)速的同時(shí)抑制空氣污染物的擴(kuò)散[26]。2021年由世界心臟聯(lián)盟、美國心臟病學(xué)會(huì)、美國心臟學(xué)會(huì)、歐洲心臟病學(xué)會(huì)共同發(fā)布的“反對(duì)空氣污染——影響心血管健康的聯(lián)合意見”[3]中指出,空氣污染在全球死亡相關(guān)危險(xiǎn)因素中排名第四。近年來,大量的研究證實(shí)空氣污染與CVD風(fēng)險(xiǎn)和預(yù)后密切相關(guān)。在納入56項(xiàng)研究的薈萃分析[27]中發(fā)現(xiàn),短期或長期的空氣污染暴露與CVD死亡率和發(fā)病率顯著相關(guān),即使短期暴露于PM2.5也與高血壓、心肌梗死、卒中的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)。空氣污染影響心血管健康的機(jī)制可能包括氧化應(yīng)激、全身炎癥反應(yīng)、直接作用、影響自主神經(jīng)系統(tǒng)、線粒體能量代謝障礙等[28]。盡管如此,綠地是否能通過顯著降低空氣污染水平而降低CVD風(fēng)險(xiǎn)仍需更多大樣本和高質(zhì)量的研究證實(shí)。

3.2 減少噪聲和光污染

綠地植被可通過吸收和屏障作用減輕噪聲和光污染,持續(xù)的環(huán)境噪聲會(huì)增加個(gè)體壓力,并影響認(rèn)知功能、睡眠質(zhì)量和自主神經(jīng)穩(wěn)態(tài),光污染可能導(dǎo)致睡眠障礙和晝夜節(jié)律紊亂,從而增加CVD風(fēng)險(xiǎn)[29]。有研究[30]表明,噪聲污染(尤其是夜間)會(huì)促使機(jī)體氧化應(yīng)激水平升高,應(yīng)激激素釋放增加,從而導(dǎo)致高血壓和血管內(nèi)皮功能障礙。此外,噪聲使精神壓力增大,與心肌梗死、缺血性心臟病和卒中等疾病的發(fā)病率升高密切相關(guān)[31]。據(jù)估計(jì),全球超過80%的人口存在于夜間光暴露的環(huán)境下[32]。在一項(xiàng)納入58 692例香港老年人的研究[33]中發(fā)現(xiàn),夜間室外光暴露與冠心病住院率和死亡率之間的關(guān)聯(lián)表現(xiàn)出單調(diào)遞增的暴露-反應(yīng)關(guān)系,在調(diào)整個(gè)人和地區(qū)混雜因素后,夜間室外光每增加1個(gè)IQR,與冠心病死亡風(fēng)險(xiǎn)升高10%密切相關(guān)。夜間臥室的光暴露已被證實(shí)與空腹胰島素、甘油三酯和總膽固醇水平升高有關(guān)[34],這意味著光污染可能與心血管代謝性疾病的發(fā)生也存在相關(guān)性。

3.3 鼓勵(lì)戶外活動(dòng)

缺乏體育活動(dòng)是CVD的主要危險(xiǎn)因素之一[29]。來自中國的一項(xiàng)研究[35]發(fā)現(xiàn),綠地與心血管健康之間的關(guān)聯(lián),可部分由鼓勵(lì)戶外體育鍛煉介導(dǎo),中高水平綠地暴露的人群罹患高血壓(降低55%)、冠心病(降低75%)和卒中(降低45%)的風(fēng)險(xiǎn)顯著降低。此外,有研究[9,36]表明較高水平的綠地暴露與更長時(shí)間的久坐和肥胖存在相關(guān)性。然而,并非所有的研究都支持綠地能促使居民增加戶外運(yùn)動(dòng)這一觀點(diǎn)[37],這可能是由于客觀測量的綠地暴露水平與個(gè)體感知和實(shí)際暴露存在差異,需進(jìn)一步確定促進(jìn)居民戶外活動(dòng)的綠地特征及范圍。

3.4 改善心理健康

綠地還可通過減少壓力、改善焦慮和抑郁來促進(jìn)心血管健康[38]。有薈萃分析[39]表明,森林浴和森林療法與降低健康成年人和高血壓患者的血壓和心率有關(guān),還可減輕壓力、改善抑郁和焦慮癥狀。一項(xiàng)納入21 294例歐洲城市居民的研究[40]發(fā)現(xiàn),居住在綠地暴露水平高的個(gè)體因社會(huì)經(jīng)濟(jì)不平等造成的心理健康問題比例縮小了40%。此外,有觀察性研究[38]表明處于自然環(huán)境中與抑郁癥風(fēng)險(xiǎn)降低有關(guān)。然而,此類證據(jù)大多來自橫斷面研究設(shè)計(jì),無法建立因果關(guān)系,需進(jìn)一步研究證實(shí)這種中介效應(yīng)。

3.5 提高微生物多樣性

自然生態(tài)環(huán)境中豐富的微生物對(duì)機(jī)體免疫系統(tǒng)的影響,也是綠地影響心血管健康的可能機(jī)制之一,該觀點(diǎn)來源于“老朋友假說”[41]。該假說認(rèn)為,越來越多的炎性疾病與免疫調(diào)節(jié)異常有關(guān),這種免疫調(diào)節(jié)異常與缺乏人類既往進(jìn)化所接觸的生物體(“老朋友”)有關(guān),包括細(xì)菌、真菌和蠕蟲等,表現(xiàn)為C反應(yīng)蛋白水平升高和慢性炎癥反應(yīng),可能促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展。

4 小結(jié)與展望

綠地暴露與CVD的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)和長期不良結(jié)局存在密切關(guān)聯(lián),其潛在機(jī)制可能與減輕空氣污染、減少噪聲和光污染、鼓勵(lì)戶外活動(dòng)和減少壓力等有關(guān)(圖1)。綠地暴露可能成為降低CVD風(fēng)險(xiǎn)和改善預(yù)后的有效手段,帶來的公共衛(wèi)生效益將是顯著的。由于當(dāng)前研究設(shè)計(jì)多以橫斷面調(diào)查或分析性研究為主,對(duì)混雜因素(如教育、收入和種族等)校正還不夠充分,綠地暴露的評(píng)價(jià)指標(biāo)也存在一定的局限性。未來的研究應(yīng)進(jìn)一步探索綠地暴露對(duì)CVD的潛在影響機(jī)制,為心血管健康的環(huán)境干預(yù)策略提供依據(jù)。