西安交大科研人员在环境大气臭氧污染急性暴露对我国人群因心血管疾病事件住院风险影响研究方面取得重要进展

心血管疾病是全球疾病负担的主要贡献因素之一。尽管传统生活方式相关危险因素影响明显，但空气污染等环境危险因素的重要性越来越受到关注。近期，公共卫生学院吴少伟教授课题组在心血管领域顶尖期刊《欧洲心脏杂志》（European Heart Journal）以《臭氧污染与心血管事件的住院风险》（Ozone Pollution and Hospital Admissions for Cardiovascular Events）为题发表关于环境大气臭氧污染急性暴露与心血管疾病住院风险的重要成果。

近年来全球气候变暖，形成了有利于大气臭氧（O3）生成的气象条件（高气温、强太阳辐射），大气环境中O3浓度呈现加剧增长趋势，已成为全球未来将面临的重要公共卫生问题之一。既往研究证据表明，具有强氧化性的O3可通过导致机体脂质过氧化，干扰与炎症、凝血、内皮功能和自主神经失调等相关的生物学途径，对心血管系统产生不良影响。然而，目前针对大气O3急性暴露对人群心血管疾病发病风险的影响尚无定论，且既往研究证据多是基于死亡率数据获得，不利于评估O3污染的早期心血管健康损害。

该研究基于我国161个地级及以上城市的因主要心血管疾病事件（冠心病、心力衰竭、中风以及心绞痛、急性心肌梗死、急性冠脉综合征、缺血性中风和出血性中风等几个主要亚型）每日住院数据以及对应城市的每日空气污染物和气象监测数据，采用两阶段多城市时间序列研究方法，在排除数据质量不符合纳入标准的城市后，探索了2015-2017年期间70个我国地级及以上城市大气O3急性暴露与主要心血管疾病每日住院人数（n=6,444,441）变化之间的关联。研究同时还估算了与环境大气O3浓度高于世界卫生组织（WHO）空气质量指导值（100微克/立方米）相关的主要心血管疾病超额住院风险，以及可归因于大气O3污染急性暴露的主要心血管疾病的住院疾病负担。

研究结果显示，大气O3急性暴露与主要心血管疾病（除外出血性中风）的住院人数增加均有显著关联，且独立于其他大气污染物。例如，每日8小时（8h）最高O3浓度（2天平均值）每增加10 μg/m3，冠心病、心力衰竭和卒中的住院风险将分别增加0.46%（95% CI：0.28%，0.64%）、0.50%（95% CI：0.24%，0.77%）、0.40%（95% CI：0.23%，0.58%）；上述疾病的亚型中，心绞痛的住院风险将增加0.45%（95% CI：0.13%，0.77%），急性心肌梗死增加0.75%（95% CI：0.38%，1.13%），急性冠脉综合征增加0.70%（95% CI：0.41%，1.00%），缺血性卒中增加0.41%（95% CI：0.22%，0.60%），出血性卒中下降0.37%（95% CI：-0.64%，-0.09%）（图1）。上述结果在纳入所有模型能运行出结果的城市（n=135）的敏感性分析中保持稳定。

图1.不同时间窗（lag0、lag1和lag01分别代表滞后0天、滞后1天、2天平均）每日8h最高O3浓度每增加10 μg/m3对应的主要心血管疾病日住院率变化（结果为百分比变化及95%置信区间）

与较低O3浓度（每日8h最高O3浓度的2天平均值＜70 μg/m3）相比，较高O3浓度相关的心血管疾病的超额住院风险如下：与较高O3浓度（70 μg/m3~99 μg/m3）相关的心血管疾病超额住院风险从心力衰竭的2.26%（95% CI：0.58%，3.97%）到冠心病的3.21%（95% CI：1.92%，4.52%）不等；与超过WHO指导值的高O3浓度（≥100 μg/m3）相关的心血管疾病超额住院风险从卒中的3.38%（95% CI：1.73%，5.06%）到急性心肌梗死的6.52%（95% CI：2.92%，10.24%）不等（表1）。

表1.与每日8h最高O3浓度（2天平均值）超过一定限值对应的心血管疾病超额住院风险

研究期间，大气O3污染急性暴露导致的冠心病、心力衰竭和卒中住院人数的总体归因百分比分别为3.42%（95% CI:2.08%, 4.75%）、3.74%（95% CI: 1.80%, 5.65%）和3.02%（95% CI:1.69%, 4.32%）；且从2015年到2017年，大气O3污染急性暴露导致的主要心血管疾病住院人数和住院天数的年度归因比例和归因人数总体呈上升趋势，如冠心病、心力衰竭和卒中2015-2017年间的年度住院人数归因百分比递增区间分别为3.26%-3.64%、3.61%-3.85%和2.89%-3.20%（图2），为近年来大气O3污染导致心血管疾病负担增加提供了有力证据。

图2.与每日8h最高O3浓度（2天平均值）对应的主要心血管疾病归因入院人数以及住院天数，2015-2017

总的来说，急性暴露于大气O3污染（特别是超过WHO每日8h最高浓度指导值的高O3水平），对因主要心血管疾病事件（特别是急性心肌梗死和急性冠脉综合征）住院风险存在显著正向影响；低于或高于WHO空气质量指导值的暴露水平均与心血管疾病事件的超额住院风险相关联，提示目前的空气质量指导值或不足以保护人群免受O3污染急性暴露的危害；此外，可归因于O3急性暴露的主要心血管疾病的住院人数和住院天数比例在研究期间呈逐年上升的趋势，提示气候变化背景下O3污染可能带来的潜在健康危害有增加趋势。

上述研究发表时由欧洲心脏学会（European Society of Cardiology）新闻办公室配发了官方新闻稿，并由《欧洲心脏杂志》邀请德国美因茨约翰内斯·古腾堡大学医学中心（University Medical Center, Johannes Gutenberg University Mainz, Germany）的心血管领域著名学者Thomas Münzel教授撰写了评论，指出：“该研究还提供了与暴露于高O3污染（定义为每日环境8h最大O3浓度等于或大于WHO指南100μg/m3的限值）相关的超额心血管发病风险的第一个证据。该研究还表明，如果每天8h最大O3浓度控制在100?μg/m3以下可以显著减少心血管疾病住院负担，并且当控制在70?μg/m3以下时住院负担将减少得更加明显……重要的是，在气候变化和全球变暖的背景下，确定因O3浓度高于WHO指南限值而导致的超额入院可能对疾病预防非常重要……欧洲的预测研究表明，由于气候变化导致全球气温上升，形成了有利于O3生成的光化学条件，O3将在未来成为一个更加显著的健康危险因素；气候变化和空气质量之间紧密相连，从长远来看，减少排放以应对全球变暖，将对缓解O3污染和改善空气质量起到关键作用。”

公共卫生学院吴少伟教授为本文的通讯作者，公共卫生学院博士研究生姜云星、北京大学公共卫生学院黄婧副研究员为本文的共同第一作者。哥伦比亚大学梅尔曼公共卫生学院环境卫生系Andrea A. Baccarelli教授及北京大学公共卫生学院劳动卫生与环境卫生学系郭新彪教授、邓芙蓉教授、李国星副教授等学者参与了本研究并提出了宝贵意见。研究得到国家重点研发计划（2022YFC3702704, 2022YFC3702604, 2017YFC0211601）、国家自然科学基金（82073509）以及西安交通大学青年拔尖人才计划（A类）等项目的资助。

论文链接：https://academic.oup.com/eurheartj/article-lookup/doi/10.1093/eurheartj/ehad091