大氣環境與居民健康密切相關
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闞海東復旦大學公共衛生學院教授、博士生導師，環境衛生學教研室主任，國家環境與健康專家委員會委員，主要研究方向為空氣污染與健康、全球氣候變化與健康等。
◆本報記者李軍
中國環境科學學會組織編寫的《環境科學技術學科發展報告（大氣環境）》前不久出版發行，在這份由環境學科領域資深專家學者編寫的報告中，大氣環境與健康研究是其中5個專題之一，由復旦大學公共衛生學院闞海東教授負責，專題對我國大氣環境與健康研究進展進行了系統梳理。
闞海東表示，盡管我國大氣污染與健康的研究起步較晚，但近年來我國在大氣污染暴露評價、毒理學和流行病學研究方法、理論和成果上均有顯著的進步。那么，目前我國大氣污染與健康研究取得了哪些具體進展，存在哪些不足？未來發展趨勢又是怎樣的？
■研究進展
在大氣污染毒理學和流行病學研究方法、理論和成果上均有顯著進步，初步獲得了一批有價值的結果
我國大氣污染與健康研究起步較晚，但近年來正在逐步加強，在大氣污染毒理學和流行病學研究方法、理論和成果上均有顯著的進步，針對不同的健康效應（急性健康效應、慢性健康效應和干預效應），已初步獲得了一批有價值的結果。
對此，多年從事空氣污染對居民健康影響研究的闞海東教授，從多個方面為記者做了梳理。
他告訴記者，目前在大氣污染暴露評價方面，已發布了《中國人群環境暴露行為模式研究報告（成人卷）》，為我國開展進一步的大氣污染暴露評價工作提供了第一手的基礎數據。土地利用回歸模型和衛星遙感等國外先進暴露評價技術已逐步引入國內，為我國科研工作者實現高時空分辨率的大氣污染模擬提供了新的發展方向。
毒理學以實驗室研究為基礎，探究大氣污染健康危害的致病機制。闞海東表示，我國科學工作者開展了大量的體外實驗和體內實驗，觀察了大氣污染物染毒后對機體及組織的損害作用，揭示了大氣污染造成呼吸系統、心血管系統損傷的機制，并探索了大氣污染物的遺傳毒性和潛在致癌作用，以及胰島素抵抗、糖耐量異常和免疫系統損傷。
據介紹，大氣顆粒物是我國目前毒理學研究最為深入的污染物。對于顆粒物的毒性，主要關注其粒徑、濃度及其成分。顆粒物不同粒徑、不同濃度、其帶有的無機和有機成分種類及含量、不同來源等因素，與其在人體內的存在部位、毒性作用大小和特點有著重要關系。
對于不同粒徑的顆粒物，一般通過采集大氣PM10、PM2.5或PM0.1進行毒理學研究，它們進入人體的部位和沉積部位不同，毒性也有很大的不同。研究發現，細小顆粒物甚至可以通過氣血屏障進入血液循環，到達心臟。
不同來源的顆粒物，其成分也有很大的不同，這也就是南方和北方在顆粒物毒性方面存在差異的原因所在，如北方主要是以沙塵為主的顆粒物，南方主要是以機動車尾氣或工業企業排放為主要來源的顆粒物。我國學者采集不同地點的顆粒物測定了其毒性，觀察不同成分的顆粒物的不同毒性。
流行病學研究能直接回答空氣污染暴露與人體健康的關系，提供大氣污染危害性的最直接科學依據。流行病學的研究成果對于我國優化環境管理、標準制定和風險交流具有重要意義。
我國大氣污染流行病學研究起步較晚，近些年來，大氣污染流行病學研究在方法設計、研究范圍和健康結局等方面，均有大幅提升，積累和豐富了我國大氣污染健康影響的證據。
闞海東告訴記者，在人群流行病學方面，以時間序列和病例交叉研究為代表的大氣污染急性效應研究在我國得到了蓬勃開展，定群研究在我國逐漸興起，同時還出現了幾項大氣污染的回顧性隊列研究，初步證實了大氣污染長期暴露與居民死亡率的顯著性關聯。
這些研究中，除多項單城市研究外，影響力較大的是復旦大學主持的“中國空氣污染與人群健康效應研究”，分析了我國17個城市各個大氣污染物（包括PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO、O3等）對居民日死亡率的暴露反應關系。
隊列研究（尤其是前瞻性隊列研究）是確證大氣污染健康危害因果關聯的最佳方法之一，也是制定環境空氣質量標準和開展健康風險評估的核心依據之一。2013年以來，我國專家學者通過回顧性隊列研究，發現了長期暴露于大氣污染對我國城市居民死亡率造成的顯著影響。不過，鑒于回顧性隊列研究不能良好控制個體混雜因素，早年無PM10和PM2.5監測數據以及暴露測量誤差等原因，這些回顧性隊列研究盡管都發現了陽性相關，尚難以確證大氣污染長期暴露與居民發病/死亡的因果關系。
■不足之處
我國的大氣污染與健康研究起步較晚，在研究方法等方面與國外先進水平尚有不小差距
與發達國家相比，我國大氣污染與人群健康效應的研究還存在不少差距。
闞海東表示，目前我國大氣污染流行病學研究主要以環境固定監測站的濃度來直接反映群體平均暴露水平或個體暴露水平，因而暴露評價工作尚處于初級階段。現有研究中多存在一定的暴露測量誤差問題，給結果的解釋帶來較大的挑戰，同時也制約了未來高質量流行病學研究的順利開展。在歐美發達國家，暴露評價已發展成為一門比較成熟的學科，越來越多的流行病學研究采用了個體暴露評估技術，實現了對個體暴露水平的評估。
與國外相比，我國現有大氣污染流行病學研究中的暴露評價方法通常較原始、簡單。因此，闞海東建議，我國應在參考發達國家先進方法基礎上，因地制宜，完善和提高我國的暴露評價工作。
據闞海東介紹，我國大氣污染毒理學研究開展的時間較晚，研究方法與國外先進水平尚有不小的差距，主要體現在我國多為急性毒性研究，而缺乏亞慢性和慢性毒性的研究。國內多采用氣管滴注方法給動物進行染毒，尚無動態吸入暴露裝置，給結果解釋帶來挑戰。另外，與發達國家相比，轉基因動物模型在我國大氣污染毒理學中應用較少，這不利于空氣污染導致的健康損害機制探索。
基因缺陷動物模型對于探索空氣污染所致損傷的作用機制具有極其重要的作用，如可以使用高血壓大鼠模型研究空氣污染對血壓的影響；可以使用糖尿病動物模型研究空氣污染對糖尿病的影響；此外，還可以使用炎癥相關基因、免疫相關基因或血脂相關基因的基因缺陷動物進行相關的毒作用機制的研究。
闞海東告訴記者，流行病學研究盡管有了不少針對PM10、SO2、NO2的急性效應研究，但針對PM2.5、O3、CO等新型污染物的急性效應研究尚不多見；我國尤其缺乏大氣污染的前瞻性隊列研究，給論證我國大氣污染與居民慢性健康損害的因果關系帶來了重大挑戰。
關于健康結局種類，我國現有的研究大多集中在總死亡率、心肺系統疾病的死亡率、醫院就診人次等較粗和較末端的健康終點，以及一些常見的生物標志，缺少從基因、表觀遺傳、病理生理異常到亞臨床指標的研究。
反觀國外的流行病學研究，則從基因、表觀遺傳、病理生理異常、亞臨床指標到發病、死亡的臨床事件均有不少研究，比較完整地解釋了大氣污染對人體健康的影響。
■延伸閱讀
大氣污染與健康研究成果對于我國優化環境管理和標準制定具有重要意義。其一，大氣污染與居民死亡率的前瞻性隊列研究成果是WHO發布空氣質量指導值和世界各國制定環境空氣質量標準的核心依據之一，同時，也是大氣污染健康風險評估或疾病負擔評估的主要依據之一。其二，大氣污染的健康風險評估可為大氣污染防治政策制定，以及成本效益分析提供重要依據。流行病學中的大氣污染暴露于健康結局的暴露反應關系是健康風險評估中的主要依據之一。其三，科學合理的大氣污染健康評估結果可為我國促進政府環境健康管理和加強公眾環境意識提供科學依據。
■專家建議
未來研究應在哪些方面著力？
當前我國大氣環境整體惡化趨勢尚未得到根本遏制，大氣環境質量總體上進入了以多污染物共存、多污染源疊加、多尺度關聯、多過程耦合、多介質影響為特征的復合型大氣污染階段。以PM2.5和O3為代表的大氣復合污染仍呈現惡化的趨勢，特別是在氣象條件不利時大氣重污染已成常態，對人民群眾生產生活和身心健康造成了較大影響，已經完成或正在進行的相關研究尚不足以全面支撐新形勢下社會公眾對保障環境與健康的需求。對未來大氣污染與健康研究的發展方向，闞海東提出了具體建議。
從暴露評價來看，應開展基礎性暴露調查或研究工作，如典型人群暴露參數數據、高精度的土地利用信息、衛星遙感以及人口和地理圖層，并酌情開放獲取。與此同時，加快應用當前國際上暴露評價的先進技術，如隨機化人類暴露劑量模型、土地利用模型、衛星遙感反演技術、室內外穿透模擬技術，為我國的大氣污染流行病學研究提供具有高時空分辨率的暴露數據。
從毒理學研究來看，應加快先進分子生物學新技術的引入，如生物芯片、全基因組或表觀基因組高通量測序。應注重引入基因缺陷動物模型的研究，加強易感性研究，并闡明其作用機制。應盡早建立動態吸入染毒暴露裝置，開展模擬我國大氣環境真實暴露情況下的動物實驗，尤其是亞慢性和慢性的動物實驗。
從流行病學研究來看，應大量開展針對PM2.5（包括不同成分和來源）、O3、CO的研究，從功能異常深入到蛋白組、代謝組、表觀遺傳和基因組等微結構的改變，從對心肺系統的影響到對生殖發育、神經行為等多系統的影響，全面闡釋大氣污染對我國人群的健康危害及其作用通路。
鑒于顆粒物是我國最主要的大氣污染物，應強化對其理化特征（粒徑、成分和來源）相關健康影響的研究。優先考慮適時開展我國大氣污染的前瞻性隊列研究，為我國制修訂環境空氣質量標準和開展大氣污染健康風險評估提供切實可靠的本土科學依據。
此外，針對大氣環境污與健康，闞海東還建議，我國環境管理部門應研究并適時推出“空氣質量健康指數”（AirQualityHealthIndex，AQHI），以直觀告訴公眾當前的空氣質量對健康危害的程度，指導人們采取適當的措施防范空氣污染的健康威脅。加拿大、香港等已經開展了這方面的探索，我國也可在部分地區試點。
同時，他還建議，未來我們需加強對大氣污染健康風險溝通的基本理論、策略、方法和效果評估的研究，制定相關法規，設置專門溝通機構，從而真正起到維護社會穩定的作用。
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