设为首页?加入收藏?联系我们
?
关闭
关闭
科学研究
空气污染可能促进肺小血管重塑

近年来,空气污染已经成为全球最严重的环境问题之一。严重的空气污染将大大提高人们罹患呼吸系统和心血管疾病的风险,是广大研究者关注的热点话题之一。虽然大多数关于空气污染健康影响的研究都是在普通人群中进行的,但是研究慢性病的亚组有可能确定其对敏感人群健康影响的大小,并提供了针对性对污染物的致病机制研究的方向。研究表明,室内空气污染与慢性阻塞性肺病(COPD)发病率增加有关[1],室外空气污染与慢性阻塞性肺病发病率和死亡率增加有关[2]。虽然这些研究和其他研究已经调查了肺功能、恶化和死亡率,但空气污染研究之前没有包括肺血管效应的评估,而肺动脉高压(Pulmonary arterial Hypertension,PAH)队列通常包括导管数据(疾病病程纵向评估的一部分),这一结果不容易获得。而肺血管系统可能对空气污染特别敏感,因为吸入的颗粒物和气体污染物的很大一部分到达有丰富血管的肺泡床。因此,这给肺动脉高压人群与空气污染的研究提供了极大的研究空间。研究者们也纷纷将空气污染暴露与肺循环的生理效应联系起来。今年上半年ERJ就空气污染与肺血管的话题发表了三篇文章[3-5],可见其热度。

Aaron CP等通过多民族(The Multi-Ethnic Study-队列研究,采用时空模型评估可能长期暴露于柴油废气(黑碳)、二氧化氮(NO2)、氮氧化物(NOX)、PM2.5、氮氧化物、臭氧或其他污染物等的人群,并通过非创伤性胸部计算机断层扫描(total pulmonary vascular volume assessed on noncontrast computed tomography,TPVVCT)检测其肺动脉和静脉的体积,包括血管壁和管腔血体积等指标评估环境空气污染与人类肺血管结构的关系



图一

背景:有研究者将低氧性肺动脉高压小鼠模型的暴露于柴油废气和PM2.5颗粒物,发现其右心室收缩压升高和右室肥大,IL-6等炎症因子释放增加促进内皮凋亡,肺小动脉肌化增加[6]。还有研究显示人们长期暴露于柴油废气等污染中会增加内皮素-1的水平[7],并且其肺血管阻力增加[8],与右室质量更大相关[9]。然而,目前还没有空气污染与肺血管结构改变相关的直接证据,空气污染是否促进肺小血管重塑,增加PAH发病的易感性或者加重PAH患者的病情还有待进一步研究。

?

??方法:本研究对来自于美国6个城市,年龄段在4584岁,20002002年无临床心血管疾病的6814名受试者进行多民族动脉粥样硬化MESA研究。同时,Mesa空气污染研究(Mesa Air)在2004-2006年共招募了3965名参与者,其中3023名参与者于2010-2012年间接受肺部CT检查。根据肺活体学方案,64个探测器扫描仪在暂停完全吸气的情况下获得TPVVCT的肺血管体积;使用高空间对比度算法以0.625–0.75 mm的增量进行重建。

?

结果:3023名参与者的年龄段为69.3±9.3岁,其中46%的人从不吸烟,平均暴露量为0.80μg·m3黑碳,14.6 ppb NO211.0μg·m3 PM2.5;外周TPVVCTmean±SD)为79.2±18.2 cm3TPVVCT129.3±35.1 cm3。在校正年龄、性别、种族/族裔和身高以及城市校正模型后,环境中黑碳暴露与较高的外周TPVVCT相关,城市校正后TPVVCT mean difference)为0.49 cm395%CI 0.03-0.79p=0.036)如图2。而外周TPVVCTNO2PM2.5相关性与城市校正后相似,但无显着性差异;氮氧化物、臭氧或其他污染物与TPVVT之间没有关联。


?

2 Mean differences in total and peripheral pulmonary vascular volume associated withan interquartile range increase in long-term air pollutant exposure


讨论:在这项以人群为基础的研究中,运用对肺血管系统的无创CT测量,旨在隔离肺外周的小血管,发现高黑碳暴露与更大的外周TPVVCT相关,并且在其校正包括城市在内的多种混杂因素以及包括NO2PM2.5在内的多种污染模型后结果是一致的,表明长期暴露于柴油废气中可能会影响肺循环,对较小的血管有特殊影响,即可能影响肺小血管重塑。这一变化的幅度与超过吸烟患者吸入15/年的效果相当。对于此现象,有以下潜在的解释:首先,长期暴露在环境中的黑碳可能导致肺部炎症,增加肺血容量。第二,TPVVCT测量包括血管壁和管腔内血容量,血管壁体积的增加可能是由于血管壁的平滑肌肥大,正如与暴露于柴油废气的动物模型观察的结果一致[6]。第三,碳黑暴露可能导致最小肺血管的血管收缩(超出CT分辨率),导致近端血管扩张。

但是此研究也存在一定的局限性:在大样本数据研究中,没有侵入性测量工具对肺动脉压力进行测量来对比验证;而且TPVVCT忽略了微血管系统,也没有将动脉与静脉分开。因此,无法确定此研究的发现是否反映了微血管系统、动脉或静脉或其组合的差异。最后,本研究也应考虑选择偏倚、逆向因果关系和假阳性结果。本研究与同期在ERJ发表的另外一篇英国的关于空气污染与肺动脉高压队列研究[4, 5]的结果不一致,该研究指出PM2.5与肺动脉高压患者进行血流动力学严重程度相关,其暴露的估计值越高,死亡或肺移植的风险就越高(HR2.6895%CI 1.11-6.47 per 3μg/m3p=0.028)。当对潜在的混杂变量进行校正后,这种相关性仍然相似(HR4.3895%CI 1.44-13.36 per 3μg/m3P=0.009)。而其他NO2暴露或其他交通污染指标与其无明显相关性。这可能是由于该研究是对普通人群进行亚组分析,特定针对PAH人群,减小了选择偏倚,更具有针对性;并且直接通过导管测量反应肺血管血流动力学,可信度更高,反映疾病状态更加真实。同时,这可能也存在一定的地区差异。

?

?

参考文献:

?

?

1.????????? Hansel, N.N., et al., In-home air pollution is linked to respiratory morbidity in former smokers with chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med, 2013. 187(10): p. 1085-90.

2.????????? Gan, W.Q., et al., Associations of ambient air pollution with chronic obstructive pulmonary disease hospitalization and mortality. Am J Respir Crit Care Med, 2013. 187(7): p. 721-7.

3.????????? Aaron, C.P., et al., Ambient air pollution and pulmonary vascular volume on computed tomography: the MESA Air Pollution and Lung cohort studies. Eur Respir J, 2019. 53(6).

4.????????? McCormack, M.C. and S.C. Mathai, A crossroads between the heart and lungs: air pollution and pulmonary hypertension. Eur Respir J, 2019. 53(5).

5.????????? Sofianopoulou, E., et al., Traffic exposures, air pollution and outcomes in pulmonary arterial hypertension: a UK cohort study analysis. Eur Respir J, 2019. 53(5).

6.????????? Liu, J., et al., Diesel exhaust inhalation exposure induces pulmonary arterial hypertension in mice. Environ Pollut, 2018. 237: p. 747-755.

7.????????? Lund, A.K., et al., Vehicular emissions induce vascular MMP-9 expression and activity associated with endothelin-1-mediated pathways. Arterioscler Thromb Vasc Biol, 2009. 29(4): p. 511-7.

8.????????? Leary, P.J., et al., Traffic-related air pollution and the right ventricle. The multi-ethnic study of atherosclerosis. Am J Respir Crit Care Med, 2014. 189(9): p. 1093-100.

9.????????? Wauters, A., et al., At high cardiac output, diesel exhaust exposure increases pulmonary vascular resistance and decreases distensibility of pulmonary resistive vessels. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2015. 309(12): p. H2137-44.

?


原创编辑:廖静

?

?

?

友情链接: 广州医科大学 365ten滚球_类似365的滚球软件_滚球盘best365 好大夫在线 365心血管网 广医附一 中华医学会 丁香园 广东省实验动物信息网