空气之于人类,犹如水之于鱼,天空之于鸟,近日,一项发表在Biological Psychiatry(IF:13.382)的中国研究表明,长期暴露于细颗粒物(PM2.5)显著加速认知功能恶化,且不论有没有脑血管病风险因素(高血压、糖尿病等),与臭氧及二氧化氮同期暴露也没有关系,为保护大脑健康提供了新数据,我们尽可能地发现并控制可以控制的痴呆危险因素,将有助于改善目前严峻的痴呆疾病负担。
空气之于人类,犹如水之于鱼,天空之于鸟,近日,一项发表在Biological Psychiatry(IF:13.382)的中国研究表明,长期暴露于细颗粒物(PM2.5)显著加速认知功能恶化,且不论有没有脑血管病风险因素(高血压、糖尿病等),与臭氧及二氧化氮同期暴露也没有关系,为保护大脑健康提供了新数据,我们尽可能地发现并控制可以控制的痴呆危险因素,将有助于改善目前严峻的痴呆疾病负担。
多层次研究,结果如何?
该研究由复旦大学附属华山医院郁金泰教授联合复旦大学公共卫生学院阚海东和陈仁杰教授、北京大学曾毅教授、新加坡大学冯秋石和封磊教授、湘潭大学陈华帅教授、青岛大学谭兰教授等多位国际及国内知名学者,基于长达10年随访的中国纵向健康长寿调查(CLHLS)全国性前瞻性队列及中国阿尔茨海默病生物标志和生活方式(CABLE)神经生物学队列,系统性地评估了不同空气污染物对我国国民“健康脑”恶化风险的长期效应及对脑内阿尔茨海默病(AD)病理早期代谢的影响。
研究团队针对三种最常见空气污染物,包括PM2.5、地面臭氧及二氧化氮不同时间窗口暴露浓度的风险效应进行估算,发现长期暴露于PM2.5显著加速认知功能恶化,其危害作用独立于脑血管病风险因素及臭氧与二氧化氮同时期暴露的影响。空气污染高暴露的个体在疾病前期AD病理性蛋白异常代谢可能性越大。因此,持续减少空气污染暴露或可大大减轻痴呆疾病负担,这应在公共卫生政策决策和AD的初级预防中予以考虑。
《柳叶刀污染与健康重大报告》(The Lancet Commission on Pollution and Health)最新一项综述显示,污染是全球导致疾病和过早死亡的最大环境风险因素,尤其在低收入和中等收入国家。2019年有900万人(相当于全球死亡人数的六分之一)死于污染,其中因空气污染导致的死亡占比近75%。由此可见空气污染势必带来沉重的社会负担。
而且,随着我国人口老龄化,痴呆症发病率亦逐年升高。考虑到全球不同国情、人种、随访时间和残余混杂等因素的异质性,调查空气污染对不同人群和不同阶段认知能力减退的影响及体内生物学机制已然成为热点。但是,受限于脑脊液(CSF)或正电子发射断层扫描(PET)的稀缺,空气污染对AD病理形成的影响并未得到最佳诠释。
郁金泰教授团队基于我国最早、坚持时间最长的社会科学调查CLHLS队列并利用其牵头建立的国内大规模神经生物学CABLE研究对上述问题系统开展了多层次研究。
该研究共涉及31573名CLHLS参与者(随访队列5878名,平均随访时间5.95±2.87年)以及1131名接受AD CSF核心病理性蛋白测量CABLE人群。研究者对居住区PM2.5、地面臭氧和二氧化氮的年暴露量进行估算,将招募期前2年各空气污染物暴露平均值作为Cox比例风险或线性模型主要分析指标。
第一层次随访数据显示,PM2.5暴露量每增加20µg/m3,认知功能减退发生风险可增加10%。这种高风险独立于常见遗传因素APOEε4基因的影响。与此类似,暴露于环境中臭氧和二氧化氮污染的居民有很大可能性发生认知功能恶化,尽管两者并未达到统计学显著性。值得注意,在排除二氧化氮和臭氧同期暴露的混杂作用,研究者也发现PM2.5仍具有稳定且独立的危害作用。而且,对于生活在PM2.5较高暴露值地区的个体,其反映总体认知功能的量表评分变化率显著加快。
第二层次神经生物学分析发现,暴露于高浓度PM2.5的居民,其总体认知能力较差,且CSF中反映淀粉样蛋白高负荷的指标明显异常,这均与预期一致。这有力地证实了环境中PM2.5作为主要的吸入性细颗粒物的独立影响。然而,结果显示该污染物与CSF tau相关蛋白似乎无关联性,且未发现臭氧和二氧化氮对AD核心病理性蛋白的影响。
第三层次的潜在因果联系表明,CSF中的淀粉样病变中介PM2.5的暴露与不良认知表现存在显著关联。换言之,暴露在高浓度PM2.5的居民其脑内可过早发生AD病理改变从而导致认知障碍的发生。
郁金泰教授团队指出,使用大规模生物标志物数据的关键贡献是提供了AD病理学可能介导PM2.5相关认知衰退的机制证据。此外,空气污染引起的神经炎症、氧化应激等可加重AD病理负担或直接造成对脑组织关键区域的损害。脑结构性变化可能是空气污染相关认知能力下降的原因,如脑萎缩、脑内灰白质体积减少等。其他中介因素(如卒中,冠心病等)也可能是空气污染与认知障碍风险升高的关联基础。因此,更广泛的机制需要进一步的前瞻性队列予以补充。
综上,郁金泰教授团队一系列研究成果证明,长期暴露于环境空气污染的居民其认知能力下降的风险较位于低污染区个体明显增高。且高暴露的群体其脑内可过早发生AD病理改变,从而加速认知减退的进程。郁金泰及谭兰教授团队强调了对环境空气污染的管理和控制的必要性,倡导个体应生活在合理控制污染物的“舒适区”,避免于空气质量不佳场所长期作业。这些发现具有政策意义,即减少空气污染物(尤其是PM2.5)的暴露可在国民层面产生可观的健康社会效益。
对于认知障碍高发人群,如老年群体、APOE4基因携带者、存在多重共病个体等,其暴露于空气污染的危害与低风险人群作用相当,即低危个体也避免不了空气污染的影响。因此,我们建议全民重视环境空气污染的管理和控制,避免于空气质量不佳场所长期作业。
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