复旦大学合作最新BMJ（IF=106）

短期暴露于环境细颗粒物(PM2.5)和臭氧(O3)与死亡率增加有关，但评估相互作用影响的研究有限。这些研究大多在单个城市或国家进行，采用了各种设计和模型变量，导致结果不一致。

2023年10月4日，全球42个单位合作，复旦大学作为第一单位，阚海东作为通讯作者在British Medical Journal（IF=106）在线发表题为“Interactive effects of ambient fine particulate matter and ozone on daily mortality in 372 cities: two stage time series analysis”的研究论文，该研究探究了细颗粒物(PM2.5)和臭氧(O3)在全球水平上对日死亡率的潜在相互作用。

在372个城市的研究期间，有1930万人死于各种原因，530万人死于心血管疾病，190万人死于呼吸系统疾病。PM2.5浓度每增加10 μg/m3(滞后0 ~ 1 d)， O3浓度最低至最高四分之一的总死亡风险范围为0.47% (95%置信区间0.26% ~ 0.67%)~ 1.25% (1.02% ~ 1.48%)；当臭氧浓度每增加10 μg/m3时，PM2.5浓度最低至最高的四分之一范围从0.04% (- 0.09%至0.16%)到0.29% (0.18%至0.39%)，各层间差异显著(相互作用P <0.001)。PM2.5和O3对总死亡率也存在显著的协同作用，协同指数为1.93 (95%可信区间为1.47 ~ 3.34)。亚组分析显示，PM2.5和O3在所有三个死亡率终点上的相互作用在高纬度地区和寒冷季节更为突出。该研究结果表明，PM2.5和O3对总死亡率、心血管死亡率和呼吸系统死亡率具有协同效应，表明协调控制这两种污染物的策略是有益的。

许多流行病学研究报告了接触环境空气污染对人类健康的不利影响，例如过早死亡和主要心肺疾病的发病率。在所有空气污染物中，细颗粒物(PM2.5，空气动力学直径≤2.5 μm的颗粒物)和臭氧(O3)的研究是最多的，因为它们对人类健康有有害影响，而且在世界许多地方水平很高。此外，这是全球疾病负担研究中仅有的两种空气污染物，作为人类死亡的独立风险因素根据《2019年全球疾病负担研究》的报告，2019年全球暴露于环境PM2.5和O3导致的死亡人数分别为410万人和36万人，尽管有大量证据表明PM2.5和O3与人类健康结果有关，但研究大多将PM2.5或O3的健康影响分开处理，有时他们将另一种污染物视为潜在的混杂因素，而忽略了潜在的相互作用。实验研究提出了PM2.5和O3通过肺部炎症、氧化应激、巨噬细胞活性和内皮功能等途径共同作用的生物学合理性考虑到这两种空气污染物造成的巨大疾病负担，确定它们之间是否存在相互作用关系具有重要的科学和公共卫生意义。

研究人员使用了两种既定的方法来检验全球372个城市中PM2.5和O3之间是否存在相互作用。在两种污染物之间的积极相互作用中发现了类似和一致的结果。作者通过分层分析检查了相互作用，分层分析具有简单和较少变量的优点，可以对特定暴露层的关联进行定量比较。例如，PM2.5每增加10 μg/m3，总死亡率的百分比变化为0.47%、0.70%、1.25%分别为低、中、高水平，PM2.5与O3呈显著正相关关系。

在分层分析中以及高纬度和低纬度地区，PM2.5和O3浓度每增加10 μg/m3，总死亡率、心血管死亡率和呼吸系统死亡率的百分比变化（图源自BMJ ）

通过分层分析，研究人员确定了可能改变PM2.5和O3与死亡率之间相互作用的区域和季节因素。在纬度较高的城市，相互作用的关联更大。目前的分析对短期尺度的温度进行了调整，之前的调查表明，PM2.5与长期(即年平均)温度水平较低的城市的死亡率之间存在较大的个体关联。由于高纬度地区的环境温度通常较低，低温与空气污染物之间可能存在潜在的协同相互作用，这一发现得到了低温或冷应激与PM2.5的动物研究的支持。此外，以前的环境研究报告了不同纬度地区PM2.5的不同组成，受地理和气候条件、社会经济地位和当地工业排放等因素的影响。PM2.5组成的这些差异有可能改变PM2.5与死亡率之间的关系及其与臭氧的相互作用。

此外，产生O3的光化学反应也会产生其他活性化合物，如过氧乙酰硝酸盐，其浓度与O3相关，因此O3可能会产生一些效应这些相关有毒化合物数量的不同可能导致臭氧效应大小的变化。然而，PM2.5和O3水平表现出明显的季节性模式通常，在冬季，停滞的大气条件和气象逆温(正常的气温随海拔升高而下降的趋势被反转，导致较暖的空气被上方较冷的空气困在接近地面的地方)会造成严重的雾霾，导致PM2.5相关污染增加；相反，在夏季，强烈的太阳辐射促进了O3的光化学生成。

尽管预期PM2.5-O3在冬季和夏季呈负相关，但该研究发现了两种空气污染物在温暖季节和寒冷季节之间值得注意的相互作用。此外，虽然PM2.5和O3对死亡率的影响估计在暖季普遍较大，但协同指数的结果显示，PM2.5和O3的相互作用在冷季更大。这可能与PM2.5成分的季节差异和大气污染物的不同扩散条件有关此外，在寒冷的季节，臭氧可以作为替代品或与其他空气污染物(如氮氧化物)产生协同作用。此外，寒冷季节的观测结果与高纬度和低温地区更大关联的发现相一致。然而，需要更多的研究来重复这些发现，包括更多的人口、不同的地理区域和更多的互补方法。

总之，区域和季节特征可能会改变PM2.5与O3之间的相互作用，这种相互作用在高纬度地区和寒冷季节更为明显。研究结果表明，与PM2.5和O3暴露相关的疾病负担大于它们各自贡献的总和，这为未来协调控制这些空气污染物提供了重要证据。

原文链接：

https://www.bmj.com/content/383/bmj-2023-075203

转自：“iNature”微信公众号

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