发现长期暴露于大气臭氧可增加心血管疾病的发病风险

臭氧（O₃）是一种大气污染物，主要由氮氧化物（NOx）和挥发性有机化合物之间经光化学反应产生 [1]。随着全球变暖的不断加剧，全球范围内快速发展的工业化和城市化大大增加了全球大气中的O₃浓度 [2]。据2019年全球疾病负担(The Global Burden of Disease (GBD))的报告称，2019年全球大约有36.5万人的死亡归因于大气O₃暴露，在我国归因于大气O₃暴露的死亡人数为9.32万人 [3]。大气O₃已经取代PM_2.5成为中国大部分城市的主要大气污染物，并且大气O₃浓度预计仍会增加。然而，既往的研究大多是调查长期大气O₃暴露对心血管疾病死亡率的影响，少有研究评估大气O₃暴露对心血管疾病发生风险的影响。

本研究基于我国两个前瞻性队列研究，分别为中国健康与养老追踪调查（CHARLS）与中国家庭追踪调查（CFPS），采用Cox比例风险回归模型来评估O₃日最大8 h浓度平均值（MDA8 O₃）与循环系统疾病、心脏病、高血压和卒中发生风险的关联，并通过计算可归因于MDA8 O₃的相应人群归因分值（PAF）来评估其引起的疾病负担。结果发现，长期暴露于高浓度的大气MDA8 O₃可增加心血管疾病的发病率，而这种影响可能在男性、城市地区和中国南方地区更明显。

本研究的研究对象来自我国的CHARLS（18177人）和CFPS队列（30226人）。本研究的MDA8 O₃数据是来自GBD 2019。采用时间依存的Cox比例风险回归模型来分析长期暴露MDA8 O₃（研究期间的平均值）与心脑血管疾病发病风险之间的关系，模型的协变量包括：年龄、性别、居住地、地区、教育水平、婚姻状况、吸烟状况、饮酒状况、身体活动、体重指数和PM_2.5浓度。通过计算可归因于MDA8 O₃的相应人群归因分数（PAF）来评估其引起的疾病负担。

图1. 长期暴露于MDA8 O₃与心脑血管疾病发病风险的暴露反应关系(A)为心脏病，(B)为循环系统疾病，(C)为高血压，(D)为脑卒中。

研究发现长期暴露于高浓度的MDA8 O₃与心血管疾病发生风险呈正相关关系（图1）。线性分析结果显示，在CHARLS队列中，MDA8 O₃暴露浓度每增加10ppb心脏病的发病风险增加31%（HR=1.31，95%CI：1.22~1.42）。在CFPS队列中，MDA8 O₃暴露浓度每增加10ppb发生心脑血管系统疾病和高血压的风险分别增加7% （HR=1.07，95%CI：1.02~1.13）和10% （HR=1.10，95%CI：1.03~1.18）。

图2. 长期暴露MDA8 O3(每增加10ppb时)与心脑血管疾病发病风险的危险比

(A)为心脏病，(B)为循环系统疾病，(C)为高血压，(D)为脑卒中。

分层分析显示，性别、城乡、南北对MDA8 O₃与心血管疾病的关系有显著影响。在男性（HR=1.43，95%CI:1.25-1.63）中MDA8 O₃与心脏病发生风险高于女性（HR=1.23, 95%CI:1.10-1.38]），在中国南方的居民发病风险（HR=1.50, 95%CI: 1.30-1.72]）高于中国北方居民（HR=1.28, 95%CI: 1.14-1.44）。此外，MDA8 O₃与高血压发生风险在城市居民（HR=1.15, 95%CI:1.05-1.26）中大于农村居民（HR=1.01, 95%CI: 0.91-1.12）。在中国南方地区（HR=1.20, 95%CI: 1.02-1.41）MDA8 O₃与脑卒中发生风险大于中国北方地区（HR=1.01, 95%CI: 0.90-1.14）。

图3. 长期暴露于MDA8 O3的心脏病、循环系统疾病、高血压和脑卒中的人群归因分值（PAF）。

图3显示了可归因于MDA8 O₃的相应人群归因分值（PAF）。可归因于MDA8 O₃的心脏病、循环系统疾病和高血压的PAF分别为13.79% [95%CI: 10.12%-17.32%]、3.53% [95%CI: 0.82%-6.16%]、5.11% [95%CI: 1.73%-8.38%]。亚组分析显示不同亚组间存在异质性。例如，心脏病PAF在中国南方较高（18.67% ，95%CI: 13.14%-23.85%），在中国北方较低（13.09% , 95%CI: 7.97%-17.94%）。高血压PAF在城市居民中较高（7.13%, 95%CI: 2.47%-11.57%），农村居民中较低（0.56%, 95%CI: -4.87%- 5.71%）。年龄大于60岁人群中，脑卒中的PAF为9.82% (95%CI: 1.91%-17.11%)。

文章结论与讨论，启发与展望

这项基于CHARLS和CFPS的队列研究为更全面地了解MDA8 O₃与心脑血管疾病发病率之间的关系提供了可靠的科学证据。长期暴露于高浓度的MDA8 O₃与心脑血管疾病发病率呈正相关，这种关联在男性、中国南方和城市地区更为明显。本研究的发现将有助于建立一个更精确的暴露-反应函数，估计大气O₃引起的疾病负担。

该研究有以下不足之处：本研究排除了在进入队列前就被诊断出为心脑血管疾病的患者，这些被排除的患者可能包括心脑血管疾病的易感人群，这会导致O₃暴露的效应被低估。由于无法获得个人地址，评估暴露效应是使用市级或县级的MDA8 O₃浓度，因此O₃与心血管疾病的暴露反应关系可能存在偏倚。本研究没有考虑一些潜在的混杂因素，包括药物使用情况、饮食习惯、室内污染、生理和病理因素以及家族遗传病史。但是，本次研究的结果仍强烈提示，需要控制环境中的臭氧污染，以保护公众健康，并且还要特别关注弱势群体。