1.中国医学科学院 北京协和医学院 公共卫生学院 北京 100730；
2.四川大学 建筑与环境学院 成都 610065
摘要：本文通过暴露实验设计，观察北京市雾霾天气对在外活动的健康年轻人呼吸道炎性的影响。实验结果发现，在外活动2小时的健康年轻人，其呼出气一氧化氮浓度水平比暴露前上升52.6%；而这种上升在暴露结束24小时后回复原状。该实验从流行病学角度验证了大气污染物致人体健康损害的炎性机制假设，并发现在雾霾天气中，即便是对于健康年轻人，其呼出气一氧化氮也会在短时间内出现非常显著的增加。今后在临床上、以及公共卫生角度上，都应注意发掘能降低个体暴露的方法、更好的保护人群健康。
关键词：雾霾；健康年轻人；呼出气一氧化氮；炎性反应
随着社会经济的迅速发展，城市化进程的不断加速，城市人口比例不断增加，因此导致的能源消耗不断增加，大气污染问题，尤其是大气颗粒物污染在我国成为环境污染的重要问题。2016年，北京PM2.5年均浓度为73微克/立方米，超国家标准1.09倍，全年重污染日39天（北京市环保局，2017）。大量流行病学研究已经证实，颗粒物污染水平的增高与呼吸道症状的发生、肺功能减退、心肺系统疾病的超额发病、人群死亡存在密切关联。目前研究尚未阐明大气污染物导致人体健康影响的完整机制通路；虽然许多研究提出炎性作用及氧化应激损伤是该过程重要的假设机制，但针对于人群的研究证据尚且很少（Brook et al.，2010）。本研究通过对雾霾天气中健康年轻人呼吸道炎性反应水平改变的观察，希望从流行病学角度深入探讨大气污染物致人体健康损害的机制。
本研究为个体暴露实验，在2013-2014年冬季的雾霾天气进行，实验当天北京市日均PM2.5浓度高于200微克/立方米。本研究招募了15名健康年轻在校大学生，其人群特点如表1所示。15名研究对象无既往吸烟史，无慢性呼吸病史，无既往高血压、高血脂、缺血性心脑血管疾病史，BMI不大于25，近期不存在急性上呼吸道感染。研究要求15名受试者在实验前一天不离开校园、不吃烧烤、在12点前睡觉。实验当日，研究对象于上午8时整空腹到达校医院（校医院内PM2.5=30微克/立方米），休息15分钟，进行暴露前第一次呼出气生物样品的采集和身体指标的测量。研究对象于上午9时9测量完毕并吃完相同的早餐，由实验员带领，在室外步行2小时。被试于上午11时返回校医院，休息15分钟，进行第二次呼出气生物样品的采集和身体指标的测量，于中午12时前完成所有测量。在次日9时完成第三次呼出气生物样品的采集和身体指标的测量。实验员随身携带的便携式采样器颗粒物数浓度谱（Grimm 1.108）实时测量并记录暴露路程中的PM2.5的变化。
本研究关注的健康指标为呼出气中的一氧化氮（eNO）。eNO是反映呼吸道炎症反应程度的一个非可创性的生物标志物，易于测量。机体在大气颗粒物外源性刺激下的产生细胞或体液应答过程中，NO是细胞内重要的炎性因子之一，主要通过L-精氨酸及一氧化氮合成酶（NOS）合成。呼吸道上皮细胞NOS生成的NO可以直接扩散到气道空腔并呼出，即eNO。在氧化应激损伤或促炎因子作用下，细胞内的 NOS转录生成会增加，在胞内生成大量NO。呼吸道内的eNO表征了肺泡上皮细胞/巨噬细胞生成的NO水平，eNO 升高与哮喘症状出现具有显著相关性。由于检出的准确程度高且无创，目前eNO已经被美国胸科协会和欧洲呼吸协会列为临床判定呼吸道炎症的指标及并哮喘诊断的辅助指标（茅培英等，2005）。本研究使用了林薇薇（林薇薇，2010）建立的一个简易、准确的人体eNO的离线测量方法。呼出气的采集装置用聚四氟乙烯材料制成，对NO的吸附很小；由于吸气过程中空气经过分子筛过滤器，可以过滤掉空气中部分NO，降低环境中NO对eNO 浓度的影响；采样装置管路的内径变化使得呼气时具有一定的呼气阻力，该阻力能够使得上颚关闭，保证鼻腔的气体不能进入口腔造成干扰，同时可以稳定呼气时的流速。采样过程中，排空前三次呼出气，用来排除采样装置中死体积的干扰。通过玻璃转子流量计来控制采样流速。由于采样袋内部和转子流量计出口都处于大气压，分别进入采样袋和通过转子流量计的两路气体的分流比一定，所以通过控制转子流量计可以达到控制采样流速的目的。反复的条件试验（将采样袋换成皂膜流量计）证明，控制转子流量计端的流量，皂膜流量计测得的流量亦恒定（标准偏差小于5%），即人体呼出气的流恒定。在整个采气过程中，研究对象保持静息坐立体位。通过离线的方法采集人体的呼出气后，在实验室采用氮氧分析仪（NO/NO2/NOx analyzer，ECOTECH/EC9841A，US）对其中NO浓度进行分析，得到人体呼出气中一氧化氮的浓度水平。本研究项目已通过本地伦理审批流程。
参考文献：
[1]北京市环保局. 2016年北京市环境状况公报. 北京市环保局，2017.
[2]Brook RD，et al. Particulate matter air pollution and cardiovascular disease. Circulation，2010，121（21）：2331-2378.
[3]茅培英，崔德健，张进川. 哮喘小气道及肺组织的病理和生理变化. 国外医学呼吸系统分册. 2005；25（9）：703-08
[4]林薇薇.城市大气污染物对人体呼吸健康及DNA氧化应激损伤的影响.北京：北京大学环境科学与工程学院，2010.
论文作者:关天嘉1,胡松禾1,庞丽娜2
论文发表刊物:《中国误诊学杂志》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/28
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