阚海东课题组合作研究揭示诱发急性冠脉综合征发作的关键细颗粒物组分

近日，复旦大学公共卫生学院阚海东教授课题组联合复旦大学附属中山医院葛均波院士团队、北京大学第一医院霍勇教授团队，基于心血管健康联盟-胸痛中心数据库，开展了一项细颗粒物（PM_2.5）组分对急性冠脉综合征（ACS）发作影响的全国流行病学研究。该研究发现细颗粒物的五种主要组分（有机物、黑碳、硝酸盐、硫酸盐和铵盐）均与急性冠脉综合征发作显著相关，其中，有机物与黑碳可能发挥关键作用。相关研究成果以“Differential effects of fine particulate matter constituents on acute coronary syndrome onset”为题在线发表于著名综合性期刊《Nature Communications》。

心血管疾病是造成全球过早死亡与伤残的主要原因。ACS以冠状动脉粥样硬化斑块破裂或侵袭，继发完全或不完全闭塞性血栓形成为病理基础，是一种致命的心血管疾病，给家庭和社会造成了沉重的负担。因此，积极探明ACS发生的危险因素，采取有效保护措施，对于降低我国心血管疾病负担具有重要意义。既往流行病学证据表明，PM_2.5污染可能是引发ACS发病的重要风险因素。作为一种混合物，PM_2.5具有复杂的化学组分，不同组分的毒性强弱有别。然而，目前关于PM_2.5组分与ACS关联的研究相对有限，且结论不一。现有研究往往存在以下不足：第一，多采用时间序列设计，难以避免生态学谬误；第二，多以疾病入院或死亡作为健康结局，两者均不如“发作”敏感；第三，多开展于单个城市或少数几座城市，研究人群代表性不足；第四，多采用单组分模型分析，未充分考虑不同组分间的共线性问题。因此，目前亟需基于个体水平的健康数据，开展全国病例交叉研究，探索PM_2.5不同组分对急性冠脉综合征发作的单独和联合效应，并识别其中发挥主要作用的关键组分。

本研究基于心血管健康联盟-胸痛中心数据，收集2015年1月至2021年12月有就诊记录的ACS患者信息，在全国2096家医院开展了一项个体水平的时间分层病例交叉研究，共纳入211万名ACS患者。PM_2.5组分数据来自基于卫星的预测模型，包括有机物、黑碳、硝酸盐、硫酸盐和铵盐。应用条件Logistic回归模型分析各组分与ACS发作的关联，使用加权分位数和（WQS）回归探索五种组分暴露的联合效应与各组分的相对贡献。此外，以年龄、性别、季节和地区等因素做分层分析，探索可能的敏感人群。

结果显示，五种组分短期暴露均与ACS发作显著相关，其中有机物与黑碳的效应最强。各组分与ACS发作的暴露-反应关系曲线呈近似线性，且不存在明显阈值（图1）。各组分时间滞后模式相似，相关效应均于暴露当天出现，随后减弱，并在2天后趋于不显著（图2）。以暴露当天为例，PM_2.5、有机物、黑碳、硝酸盐、硫酸盐和铵盐的浓度每升高一个四分位数间距，ACS发生风险分别增加2.00%、2.15%、2.03%、1.54%, 1.57%和1.51%。

图1. PM_2.5及其组分与ACS发作的暴露-反应关系曲线

图2. 不同滞后PM_2.5及组分浓度每升高一个四分位数间距对应ACS发作变化百分比

WQS回归结果显示，在五种组分中，两种含碳组分对总效应的贡献最大，其中有机物占31%，黑碳占22%（图3）。

图3. WQS回归中PM_2.5不同组分引起ACS发作的相对重要性

分层分析结果显示，相关关联在65岁及以上的老年人、南方居民、冷季相对更强。该结果提示，老年人应特别警惕空气污染对心血管健康的影响。此外，在冷季，空气污染对人群心血管健康的影响尤为突出，政府部门有必要建立相关的预警系统。

通过在个体水平开展病例交叉研究，该研究较为深入地分析了不同PM_2.5组分对ACS发作的影响，并且对各组分健康效应的差异进行了比较。研究结果提供了强有力的流行病学证据，揭示有机物与黑碳可能是发挥主要作用的关键组分，也为我国制定针对性的颗粒物防控政策与加强心血管疾病防治工作提供了重要指导。

复旦大学公共卫生学院博士后姜宜萱、2022级博士研究生杜楚源与陈仁杰教授为该论文的共同第一作者，复旦大学附属中山医院葛均波院士、北京大学第一医院霍勇教授与复旦大学公共卫生学院阚海东教授为共同通讯作者。该研究由国家重点研发计划（2022YFC3702701）、上海市公共卫生三年行动计划（GWVI-11.1-39）、中国博士后科学基金资助项目（GZB20230148）、上海市科学技术委员会（21TQ015）和国家自然科学基金（92043301）等项目资助。

文章链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-024-55080-6

原文引用：

Jiang Y, Du C, Chen R, Hu J, Zhu X, Xue X, He Q, Lu J, Ge J, Huo Y, Kan H. Differential effects of fine particulate matter constituents on acute coronary syndrome onset. Nature Communications, 2024. https://doi.org/10.1038/s41467-024-55080-6