阚海东课题组开展全球多中心研究揭示大气复合污染的协同健康危害

（供稿：刘聪）

近日，复旦大学公共卫生学院阚海东教授领衔的研究团队在大气复合污染与健康领域取得重要进展，通过在全球372城市开展多中心研究，发现大气细颗粒物（PM_2.5）、臭氧（O₃）污染复合暴露对居民的死亡风险存在协同效应。研究成果以“Interactive effects of ambient fine particulate matter and ozone on daily mortality in 372 cities: a two-stage time-series analysis”为题于2023年10月4日在线发表于国际著名医学期刊《英国医学杂志》（British Medical Journal, BMJ），全文链接为https://www.bmj.com/content/383/bmj-2023-075203。

环境空气污染对人群健康构成重要影响，其中PM_2.5和O₃被广泛认为是最重要的大气污染物，在全球疾病负担研究中被明确为独立的健康危险因素。近年来，随着大气污染物浓度的整体下降，PM_2.5和O₃在低浓度水平下逐步趋于正相关，进一步推进PM_2.5和O₃污染协同治理已成为我国大气污染防治工作重点。毒理学研究提示PM_2.5和O₃对健康的影响可能存在交互作用，然而目前有关两者交互作用的流行病学研究证据尚有限，并且由于研究地区、分析方法和样本量等方面存在异质性，研究结果的可比性和一致性较差。在当前全球气候变暖和大气成分复杂多变的背景下，亟需深入探究大气污染复合暴露造成的健康危害，从而为科学制定大气复合污染治理和健康防护政策提供科学依据。

为解决上述问题，阚海东教授研究团队依托多国多城市研究平台（MCC），收集了来自北美、欧洲和亚洲的19个国家或地区、372个城市的空气污染与人群健康数据，首次在全球水平评估了PM_2.5和O₃复合暴露对每日居民死亡（全病因、心血管疾病、呼吸系统疾病）的交互作用，并探索了地区、季节等因素的潜在效应修饰作用。

研究发现，PM_2.5和O₃暴露对全球居民全病因死亡的影响存在显著的协同交互作用（P<0.001）。按O₃浓度的四分位数从低到高分层，PM_2.5相关的总死亡风险（每升高10μg/m³）由0.47%（95%CI: 0.26%–0.67%）升高到0.70% (95%CI: 0.53%–0.87%)和1.25%（95%CI: 1.02%–1.48%）。按PM_2.5浓度的四分位数从低到高分层，O₃相关的总死亡风险（每升高10μg/m³）由0.04%（95%CI: -0.09%–0.16%）升高到0.19% (95%CI: 0.10%–0.28%)和0.29%（95%CI: 0.18%–0.39%）。PM_2.5和O₃对心血管和呼吸系统疾病死亡影响的交互作用与上述趋势一致，但层间差异不显著（表1）。

表1. PM_2.5和O₃对不同死亡结局的交互作用

此外，通过计算协同指数（Synergy Index），本研究同样发现PM_2.5和O₃对居民死亡的影响存在显著的协同相加作用：两者对总死亡影响的协同指数为1.93（95%CI: 1.47–3.34），对心血管和呼吸系统疾病死亡影响的协同指数分别为1.37（95%CI: 0.92–5.56）和1.35 (95%CI: 0.90–9.21)。在本研究中，考虑了PM_2.5和O₃之间的协同效应后，全球范围内可归因于PM_2.5和O₃共同暴露的过早死亡人数为37651，远大于PM_2.5（18113）和O₃（3649）相关的过早死亡数之和（图1）。

图1. 不同国家/地区PM_2.5与O₃暴露及协同作用的归因死亡人数

分层分析表明，PM_2.5和O₃对居民死亡影响的交互作用在高纬度地区和寒冷季节更加显著（表2）。在高纬度地区，PM_2.5和O₃的协同指数为2.59（95%CI: 1.59–6.87），而在低纬度地区为1.49（95%CI: 1.01–5.46）；PM_2.5和O₃在冷季（1.86，95%CI: 1.09–4.22）的协同指数略高于暖季（1.68，95%CI: 1.28–3.01）。

表2. 不同纬度地区和季节分层PM_2.5和O₃对居民死亡的交互作用

本研究具有重要的政策意义。基于全球多中心的设计，本研究提供了PM_2.5和O₃复合暴露对居民死亡风险具有协同作用的强有力证据，提示若仅考虑空气污染物的单一健康效应，则可能显著低估它们对疾病负担的真实影响。因此，未来的科学研究和政策制定过程有必要采用更全面的分析框架来综合考虑大气多个污染物间的协同健康效应。另一方面，就空气污染治理而言，亟需探索合理的技术路径，从不同地区、季节的减排成本和健康效益视角健全大气污染联防联控机制，开展多部门多区域协同治理，以实现对PM_2.5和O₃的协同控制。

复旦大学公共卫生学院刘聪青年研究员、陈仁杰教授为该论文的共同第一作者，阚海东教授为该论文的通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（92043301、 82030103、82103790）项目的资助。

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

文章引用：Liu C, Chen R, Sera F et al. BMJ 2023; 383: e075203. doi: https://doi.org/10.1136/bmj-2023-075203.