大气环境与居民健康密切相关
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阚海东复旦大学公共卫生学院教授、博士生导师，环境卫生学教研室主任，国家环境与健康专家委员会委员，主要研究方向为空气污染与健康、全球气候变化与健康等。
◆本报记者李军
中国环境科学学会组织编写的《环境科学技术学科发展报告（大气环境）》前不久出版发行，在这份由环境学科领域资深专家学者编写的报告中，大气环境与健康研究是其中5个专题之一，由复旦大学公共卫生学院阚海东教授负责，专题对我国大气环境与健康研究进展进行了系统梳理。
阚海东表示，尽管我国大气污染与健康的研究起步较晚，但近年来我国在大气污染暴露评价、毒理学和流行病学研究方法、理论和成果上均有显著的进步。那么，目前我国大气污染与健康研究取得了哪些具体进展，存在哪些不足？未来发展趋势又是怎样的？
■研究进展
在大气污染毒理学和流行病学研究方法、理论和成果上均有显著进步，初步获得了一批有价值的结果
我国大气污染与健康研究起步较晚，但近年来正在逐步加强，在大气污染毒理学和流行病学研究方法、理论和成果上均有显著的进步，针对不同的健康效应（急性健康效应、慢性健康效应和干预效应），已初步获得了一批有价值的结果。
对此，多年从事空气污染对居民健康影响研究的阚海东教授，从多个方面为记者做了梳理。
他告诉记者，目前在大气污染暴露评价方面，已发布了《中国人群环境暴露行为模式研究报告（成人卷）》，为我国开展进一步的大气污染暴露评价工作提供了第一手的基础数据。土地利用回归模型和卫星遥感等国外先进暴露评价技术已逐步引入国内，为我国科研工作者实现高时空分辨率的大气污染模拟提供了新的发展方向。
毒理学以实验室研究为基础，探究大气污染健康危害的致病机制。阚海东表示，我国科学工作者开展了大量的体外实验和体内实验，观察了大气污染物染毒后对机体及组织的损害作用，揭示了大气污染造成呼吸系统、心血管系统损伤的机制，并探索了大气污染物的遗传毒性和潜在致癌作用，以及胰岛素抵抗、糖耐量异常和免疫系统损伤。
据介绍，大气颗粒物是我国目前毒理学研究最为深入的污染物。对于颗粒物的毒性，主要关注其粒径、浓度及其成分。颗粒物不同粒径、不同浓度、其带有的无机和有机成分种类及含量、不同来源等因素，与其在人体内的存在部位、毒性作用大小和特点有着重要关系。
对于不同粒径的颗粒物，一般通过采集大气PM10、PM2.5或PM0.1进行毒理学研究，它们进入人体的部位和沉积部位不同，毒性也有很大的不同。研究发现，细小颗粒物甚至可以通过气血屏障进入血液循环，到达心脏。
不同来源的颗粒物，其成分也有很大的不同，这也就是南方和北方在颗粒物毒性方面存在差异的原因所在，如北方主要是以沙尘为主的颗粒物，南方主要是以机动车尾气或工业企业排放为主要来源的颗粒物。我国学者采集不同地点的颗粒物测定了其毒性，观察不同成分的颗粒物的不同毒性。
流行病学研究能直接回答空气污染暴露与人体健康的关系，提供大气污染危害性的最直接科学依据。流行病学的研究成果对于我国优化环境管理、标准制定和风险交流具有重要意义。
我国大气污染流行病学研究起步较晚，近些年来，大气污染流行病学研究在方法设计、研究范围和健康结局等方面，均有大幅提升，积累和丰富了我国大气污染健康影响的证据。
阚海东告诉记者，在人群流行病学方面，以时间序列和病例交叉研究为代表的大气污染急性效应研究在我国得到了蓬勃开展，定群研究在我国逐渐兴起，同时还出现了几项大气污染的回顾性队列研究，初步证实了大气污染长期暴露与居民死亡率的显著性关联。
这些研究中，除多项单城市研究外，影响力较大的是复旦大学主持的“中国空气污染与人群健康效应研究”，分析了我国17个城市各个大气污染物（包括PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO、O3等）对居民日死亡率的暴露反应关系。
队列研究（尤其是前瞻性队列研究）是确证大气污染健康危害因果关联的最佳方法之一，也是制定环境空气质量标准和开展健康风险评估的核心依据之一。2013年以来，我国专家学者通过回顾性队列研究，发现了长期暴露于大气污染对我国城市居民死亡率造成的显著影响。不过，鉴于回顾性队列研究不能良好控制个体混杂因素，早年无PM10和PM2.5监测数据以及暴露测量误差等原因，这些回顾性队列研究尽管都发现了阳性相关，尚难以确证大气污染长期暴露与居民发病/死亡的因果关系。
■不足之处
我国的大气污染与健康研究起步较晚，在研究方法等方面与国外先进水平尚有不小差距
与发达国家相比，我国大气污染与人群健康效应的研究还存在不少差距。
阚海东表示，目前我国大气污染流行病学研究主要以环境固定监测站的浓度来直接反映群体平均暴露水平或个体暴露水平，因而暴露评价工作尚处于初级阶段。现有研究中多存在一定的暴露测量误差问题，给结果的解释带来较大的挑战，同时也制约了未来高质量流行病学研究的顺利开展。在欧美发达国家，暴露评价已发展成为一门比较成熟的学科，越来越多的流行病学研究采用了个体暴露评估技术，实现了对个体暴露水平的评估。
与国外相比，我国现有大气污染流行病学研究中的暴露评价方法通常较原始、简单。因此，阚海东建议，我国应在参考发达国家先进方法基础上，因地制宜，完善和提高我国的暴露评价工作。
据阚海东介绍，我国大气污染毒理学研究开展的时间较晚，研究方法与国外先进水平尚有不小的差距，主要体现在我国多为急性毒性研究，而缺乏亚慢性和慢性毒性的研究。国内多采用气管滴注方法给动物进行染毒，尚无动态吸入暴露装置，给结果解释带来挑战。另外，与发达国家相比，转基因动物模型在我国大气污染毒理学中应用较少，这不利于空气污染导致的健康损害机制探索。
基因缺陷动物模型对于探索空气污染所致损伤的作用机制具有极其重要的作用，如可以使用高血压大鼠模型研究空气污染对血压的影响；可以使用糖尿病动物模型研究空气污染对糖尿病的影响；此外，还可以使用炎症相关基因、免疫相关基因或血脂相关基因的基因缺陷动物进行相关的毒作用机制的研究。
阚海东告诉记者，流行病学研究尽管有了不少针对PM10、SO2、NO2的急性效应研究，但针对PM2.5、O3、CO等新型污染物的急性效应研究尚不多见；我国尤其缺乏大气污染的前瞻性队列研究，给论证我国大气污染与居民慢性健康损害的因果关系带来了重大挑战。
关于健康结局种类，我国现有的研究大多集中在总死亡率、心肺系统疾病的死亡率、医院就诊人次等较粗和较末端的健康终点，以及一些常见的生物标志，缺少从基因、表观遗传、病理生理异常到亚临床指标的研究。
反观国外的流行病学研究，则从基因、表观遗传、病理生理异常、亚临床指标到发病、死亡的临床事件均有不少研究，比较完整地解释了大气污染对人体健康的影响。
■延伸阅读
大气污染与健康研究成果对于我国优化环境管理和标准制定具有重要意义。其一，大气污染与居民死亡率的前瞻性队列研究成果是WHO发布空气质量指导值和世界各国制定环境空气质量标准的核心依据之一，同时，也是大气污染健康风险评估或疾病负担评估的主要依据之一。其二，大气污染的健康风险评估可为大气污染防治政策制定，以及成本效益分析提供重要依据。流行病学中的大气污染暴露于健康结局的暴露反应关系是健康风险评估中的主要依据之一。其三，科学合理的大气污染健康评估结果可为我国促进政府环境健康管理和加强公众环境意识提供科学依据。
■专家建议
未来研究应在哪些方面着力？
当前我国大气环境整体恶化趋势尚未得到根本遏制，大气环境质量总体上进入了以多污染物共存、多污染源叠加、多尺度关联、多过程耦合、多介质影响为特征的复合型大气污染阶段。以PM2.5和O3为代表的大气复合污染仍呈现恶化的趋势，特别是在气象条件不利时大气重污染已成常态，对人民群众生产生活和身心健康造成了较大影响，已经完成或正在进行的相关研究尚不足以全面支撑新形势下社会公众对保障环境与健康的需求。对未来大气污染与健康研究的发展方向，阚海东提出了具体建议。
从暴露评价来看，应开展基础性暴露调查或研究工作，如典型人群暴露参数数据、高精度的土地利用信息、卫星遥感以及人口和地理图层，并酌情开放获取。与此同时，加快应用当前国际上暴露评价的先进技术，如随机化人类暴露剂量模型、土地利用模型、卫星遥感反演技术、室内外穿透模拟技术，为我国的大气污染流行病学研究提供具有高时空分辨率的暴露数据。
从毒理学研究来看，应加快先进分子生物学新技术的引入，如生物芯片、全基因组或表观基因组高通量测序。应注重引入基因缺陷动物模型的研究，加强易感性研究，并阐明其作用机制。应尽早建立动态吸入染毒暴露装置，开展模拟我国大气环境真实暴露情况下的动物实验，尤其是亚慢性和慢性的动物实验。
从流行病学研究来看，应大量开展针对PM2.5（包括不同成分和来源）、O3、CO的研究，从功能异常深入到蛋白组、代谢组、表观遗传和基因组等微结构的改变，从对心肺系统的影响到对生殖发育、神经行为等多系统的影响，全面阐释大气污染对我国人群的健康危害及其作用通路。
鉴于颗粒物是我国最主要的大气污染物，应强化对其理化特征（粒径、成分和来源）相关健康影响的研究。优先考虑适时开展我国大气污染的前瞻性队列研究，为我国制修订环境空气质量标准和开展大气污染健康风险评估提供切实可靠的本土科学依据。
此外，针对大气环境污与健康，阚海东还建议，我国环境管理部门应研究并适时推出“空气质量健康指数”（AirQualityHealthIndex，AQHI），以直观告诉公众当前的空气质量对健康危害的程度，指导人们采取适当的措施防范空气污染的健康威胁。加拿大、香港等已经开展了这方面的探索，我国也可在部分地区试点。
同时，他还建议，未来我们需加强对大气污染健康风险沟通的基本理论、策略、方法和效果评估的研究，制定相关法规，设置专门沟通机构，从而真正起到维护社会稳定的作用。
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