摘要
环境空气污染在慢性阻塞性肺疾病(COPD)发展中的作用被认为是不确定的。我们根据最近的研究回顾了这些证据。
确定了8项发病率和6项死亡率研究。这些研究在设计、暴露于空气污染的特征和结果定义方法上存在差异。6项客观定义为COPD(用力呼气量1 s/用力肺活量比)的发病率研究进行了横断面分析。一项纵向研究将慢性阻塞性肺病的发病率定义为首次因慢性阻塞性肺病住院。然而,死亡率和住院率研究都不能明确区分对潜在病理生理变化发展的急性和长期影响。
大多数研究都是基于社区内的暴露对比,主要评估与交通有关的空气污染。总体而言,空气污染对成人慢性阻塞性肺病患病率和发病率的慢性影响的证据是启发性的,但不是决定性的,尽管貌似合理的生物机制和充分的证据表明,空气污染影响儿童肺部发育并引发慢性阻塞性肺病患者的恶化。为了在评估中充分整合这些证据,应该更好地定义慢性阻塞性肺病的终生病程。需要进行随访时间更长、规模更大的研究、对COPD表型的具体定义以及更精确和针对来源的暴露评估。
摘要
空气污染对慢性阻塞性肺病患病率和发病率的慢性影响的证据是暗示性的,但不是结论性的http://ow.ly/pCfjy
简介
与许多其他风险相比,暴露于室外空气污染会在人的整个一生中发生。接触通常是不可避免和非自愿的,其对健康的不利影响已确定会导致一系列后果。与其他慢性疾病一样(如.心血管疾病[1]),在评估与空气污染有关的证据时,必须区分慢性阻塞性肺疾病(COPD)的两个特征,即慢性阻塞性病理的长期发展和叠加急性加重[2].在空气污染研究中,大多数研究都专注于空气污染在引发症状和恶化方面的作用,即。空气污染的短期(急性或亚急性)影响[3.].经S审核领导[4],关于空气污染在慢性阻塞性肺病急性加重中的作用的证据已被接受多年,而最近的更多研究证实了这一结论[3.,5].空气污染在慢性阻塞性肺病病理生理变化的长期发展中的作用尚不清楚[6- - - - - -8].慢性阻塞性肺病目前是第四大死亡原因,预计到2030年将成为第三大死亡原因[9],使这种疾病成为未来的主要卫生挑战之一[2].此外,慢性阻塞性肺病是肺癌发展的一个危险因素,而肺癌本身是全球主要死亡原因[9].虽然吸烟是慢性阻塞性肺病的一个重要风险因素,但现在人们一致认为,该疾病也可能有其他病因[8].
美国胸科学会(ATS)综述[8],直至2008年5月,以及健康影响研究所的一份特别报告[10],直到2008年10月,都研究了环境空气污染在慢性阻塞性肺病发展中的作用,即。长期影响。在ATS审查中,重点关注慢性阻塞性肺病的原因,而不是主动吸烟,结论是环境空气污染的作用是有限的/有暗示的证据。HEI报告专门关注与交通有关的近路暴露。它的结论是,现有数据不一致,没有足够的证据表明当地交通相关污染与慢性阻塞性肺病之间存在关联。自这两篇评论发表以来,出现了一些新的出版物[11- - - - - -16].鉴于这些,本综述的目的是重新评估长期暴露于复杂的混合室外空气污染在客观定义的COPD发展中的作用的流行病学证据。
我们没有对空气污染对COPD急性影响的研究进行综述。然而,在评估空气污染暴露与慢性阻塞性肺病发展之间的病因联系时,这些影响的影响将在讨论部分讨论。我们也没有审查室内生物质燃烧暴露与气道阻塞之间已确立的联系[8,17].在室内和城市环境室外污染之间,污染物的种类、浓度、毒性和暴露模式差异很大,这使得从室内生物质燃烧对健康的影响到城市或与交通有关的空气污染对健康的影响的概括相当不确定[18].
方法
搜索策略
使用Medline (PubMed)、EMBASE和ISI Web of Knowledge数据库识别截至2012年7月2日发表的文献综述(包括“在线优先”的文章)。慢性阻塞性肺病表型定义和混合空气污染物的异质性需要广泛的搜索方法。搜索的关键词包括“空气污染”、“颗粒物”、“二氧化氮”、“臭氧”、“交通”,以及“慢性阻塞性肺病”、“慢性阻塞性肺病”、“肺气肿”。我们通过查看标题、摘要和参考文献列表手动选择相关文章。这项研究仅限于用英语撰写的文章,以及在人类和成年人中进行的研究。接下来,几组研究被排除在外,因为它们对评估主要问题的贡献能力有限(见后面)。检索可能的文章,并在手工搜索中,检查列入文章的参考列表,以确定其他论文。为了识别与当前分析相关的文章,应用了以下筛选标准:删除重复;排除不涉及研究问题(见后文)或不包含原始数据的文章;并将搜索范围限制在英语语言。
纳入和排除标准
只有在同行评议文献中完全发表的原创研究才被纳入横断面、队列和病例对照研究。必须提供如何定义慢性阻塞性肺病和空气污染的细节。慢性阻塞性肺病的诊断必须基于客观测量(即肺活量测量)或出院或死亡记录中的国际疾病分类代码。客观地定义慢性阻塞性肺病有多种方法[19].表1而且2提供本综述所考虑的空气污染研究中所使用的定义。我们还选择纳入以“慢性阻塞性肺病死亡率”(或生存率)作为评估长期暴露于空气污染结果的队列研究(表2).然而,人们可能会质疑在评估长期暴露对慢性阻塞性肺病发展的影响时使用这些研究。尽管如此,我们还是将它们纳入研究,因为作者声称确实可以评估“长期影响”,尽管通过这些研究可能很难真正区分急性影响和长期影响。这些死亡率研究在多大程度上帮助我们理解本综述中讨论的问题,将在讨论中讨论。
关联的定量度量,如比值比或相对风险(rr)和95%置信区间,或者必须从论文中获得足够的数据来推导这些数字。
对所有符合条件的文章进行系统描述和定性评价。由于以下三个原因,研究被排除在外。
表型定义
仅采用问卷定义的研究(如.慢性症状或“医生诊断的慢性阻塞性肺病”等。)的COPD患者除外。这些定义缺乏标准化,最重要的是,医生和患者使用的概念和术语随着时间的推移发生了变化(“慢性支气管炎”、“肺气肿”、“慢性肺病”、等。).此外,症状可能是病情加重的标志,或与短期暴露于空气污染有关,这不是本次审查的主题。此外,我们没有包括评估空气污染与肺功能测量(1 s用力呼气量(FEV))之间关系的许多研究1)、用力肺活量(FVC)和FEV1/覆盖度比)作为唯一的健康结果,即。没有明确的COPD分期。这是因为:1)这些研究已经被Gotschi等[28];2)虽然肺量测定对客观识别“COPD”至关重要,但该疾病的临床定义仍然基于明确的分界线和分期;3)已公布的污染与FEV水平之间的相关性1或FEV1/FVC很难转化为慢性阻塞性肺病患病率的衡量标准,以及肺功能的变化率(即。(纵向肺功能研究的主要结果),最终决定慢性阻塞性肺病,尚未确定。因此,来自空气污染/肺功能研究的证据不够具体或敏感,无法解决我们的综述感兴趣的假设。肺功能研究,Gotschiet al。[28],提供有价值的补充信息,以置于本综述的讨论部分的背景中。
急性影响
各种设计的研究观察到空气质量的时间变化(急性暴露)与肺功能波动、慢性阻塞性肺疾病相关症状、住院和死亡之间的相关性。急性影响的证据得到了实验研究的补充,例如,暴露于环境微粒物质危及对病毒或细菌的防御机制,这是慢性阻塞性肺病加重的一个主要原因[2].本综述不包括短期暴露于空气污染和急性加重的研究(如.关于支气管炎症状、住院或就医的研究)。这些“急性效应”的研究不能澄清频繁的加重是COPD的一个原因,还是仅仅是潜在慢性病理的表现。然而,为了讨论的目的,我们纳入了一项目前独特的随访13年的纵向研究,该研究将COPD新发病定义为在基线水平无COPD的队列中首次出现“因COPD住院”[14].本研究和一般急性效应研究的推论局限性将在讨论部分讨论。
生态比较
少数研究只在两到三个总暴露水平(通常是社区或城市)上比较了慢性阻塞性肺病相关的结果。这类研究的有效性很低,通常无法控制个体层面的混杂因素。例如,J在et al。[29比较了中国污染最严重的城市之一本溪三个区的慢性阻塞性肺病死亡率。虽然死亡率模式与空气质量的梯度有关,但对其他地区特定因素的控制(如.在工业中工作或吸烟)是不可能的。这类研究不包括在我们的评估中。
结果
流程图(图1)概述筛选过程的结果。最初的搜索结果是689篇文章。通过参考文献和期刊的手工搜索,获得了额外的3篇文章。共有26篇文章被保留以作进一步评价,其余663篇文章没有解决研究问题被排除。在最后的筛选之后,又有12篇论文被排除在外,因为它们没有解决确切的研究问题或不包含原始数据。最终纳入分析的论文有14篇,所有论文都包含感兴趣的终点,即慢性阻塞性肺病的发病率或患病率或因慢性阻塞性肺病导致的死亡率。
![图1 -](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/43/1/250/F1.medium.gif)
流程图。
空气污染与慢性阻塞性肺病发病率
表1总结了基于五项欧洲研究的八篇文章,这些研究客观地定义了COPD作为结果。所有研究都是在支气管扩张剂前肺量测定的基础上定义慢性阻塞性肺病的。最早发表的是一项希腊病例对照研究[20.].除了Andersenet al。[14],其余均为横断面分析。
Karakatsaniet al。[20.]使用背景二氧化氮测量方法来评估空气污染对COPD病例和控制的影响。他们采用了基于EPIC(欧洲癌症与营养前瞻性研究)队列希腊章节的嵌套病例对照方法。病例系列1 (n=168)仅基于问卷调查数据,但所有患者都接受了一名医生的肺活量测量和临床评估,该评估用于确定84名受试者(病例系列2),这些受试者符合慢性支气管炎或肺气肿或COPD (n=31)的临床诊断标准,客观地定义为FEV1男性和女性预测的/肺活量比分别<88%和<89%。单独分配的与交通相关的污染物接触估计显示,接触几率增加,但只有在最近5年接触的病例系列2中观察到统计上显著的结果。暴露水平最高的四分位数人群患COPD的风险是暴露水平最低的四分位数人群的两倍(OR 2.01, 95% CI 1.05-3.68)。该研究没有足够的力量关注31个客观定义的案例。
德国空气污染对肺、炎症和衰老影响研究(SALIA)的三种分析[12,22,23根据全球慢性阻塞性肺倡议(GOLD)标准指定的慢性阻塞性肺疾病。空气动力学截止直径≤10 μm (PM10),在参与者住所8公里范围内测量,不仅显示与FVC和FEV显著负相关1且与COPD发病几率(GOLD分期1-4)呈正相关:当浓度增加7 μg·m时,OR为1.33 (95% CI 1.03-1.72)−3年平均PM10[21].SALIA的研究对象仅为女性,其中绝大多数人从不吸烟。生活在繁忙道路100米范围内的女性肺功能较差,患COPD的风险增加(1.79,95% CI 1.06-3.02) [12].第二篇论文来自Schikowski等.[22],在研究人群的一个次样本中使用了相同的暴露估计。在PM OR为1.25 (95% CI 0.79-1.99)的子样本中,发生COPD的风险增加,但不显著10;到最近道路的距离也是如此(OR 1.69, 95% CI 0.90-3.18)。对同一队列的扩展分析显示,随着PM的下降,发生COPD的风险降低10也没有2[12].
第一篇论文是Pujades- rodriguezet al。[21]是基于1995年、1996年和2001年英格兰健康调查的41 479名成年参与者。肺活量测定法用于定义慢性阻塞性肺病(FEV)1/FVC <70%)有32 912名成年人。描述暴露于空气污染的唯一指标是距离最近的主要道路的距离,以150米为界限,以30米为区间,从0米到150米。COPD患病率与距离无关。
对Pujades -Rodriguezet al。[11]使用1991年从英国诺丁汉地区招募的成年人的数据来研究饮食与慢性肺病的关系。定义慢性阻塞性肺病的肺活量测定数据(即。FEV1/FVC <70%)在2599名受试者中可用。与主干道的距离(150米的分界线和从0到150米的三个50米波段)和模拟二氧化氮浓度分配给每个住宅。基线数据的横断面分析显示,这些暴露与COPD患病率之间没有关联。无论是FEV1以及FEV的变化1(1991-2000)与暴露有关。未对COPD发病率进行分析。
意大利的Nuvoloneet al。[13]基于来自比萨地区的人口样本(n=2062),仅使用距离主要道路的距离作为暴露的标志,即生活在100米、100 - 250米和250-800米内。在男性中,gold定义的COPD发生几率与居住在主要道路100米内有关(OR 2.07, 95% CI 1.11-3.87)。在女性中,邻近性与COPD无关。对主动吸烟和被动吸烟以及其他相关协变量进行了调整。
丹麦学者Andersen等.[14]使用了来自丹麦饮食、癌症和健康队列的52799名患者的住院数据。在基线和随访期间发生的第一次因COPD住院(出院诊断)被用于定义“COPD发病率”。暴露于空气污染的定义为单独建模的35年和25年的平均家庭室外二氧化氮和氮氧化物(NOx)的密集程度,以及在50米范围内有主要道路,以及交通负荷(即。总行走距离)距基线住宅地址200米内。25年平均二氧化氮的风险比(HR)为每6.4 μg·m 1.07 (95% CI 1.01-1.13)−3(四分位范围)。交通标志与COPD住院无显著相关性。
空气污染与慢性阻塞性肺病死亡率
表2列出了六篇提供空气污染与慢性阻塞性肺病死亡率之间关系结果的文章,使用国际疾病分类(ICD)-9或ICD-10代码定义了慢性阻塞性肺病死亡率。这些出版物使用了来自加拿大、日本、挪威和美国的队列数据。两项研究调查了慢性阻塞性肺病患者的生存率,而其他研究则探讨了空气污染对慢性阻塞性肺病死亡率的影响。
慢性阻塞性肺病患者的生存率
加拿大Finkelsteinet al。[24在这个以患者为基础的队列中,有肺量测量和基于临床的慢性肺部疾病(CPD)定义ICD-9编码(不包括哮喘)。距离最近的主要道路的距离是暴露的唯一标志(50和100米的道路缓冲)。结果不是慢性阻塞性肺病的发病率,而是确定为慢性阻塞性肺病的受试者的死亡率(不包括哮喘)。在9年的随访期间,共有923人死亡。在CPD患者和其他受试者中,居住在道路缓冲区内同样与较高的死亡率(由所有自然原因造成的)相关,仅在总研究样本中达到统计显著性(1.18,95% CI 1.02-1.38)。道路邻近性的影响转化为2.5年的速率推进期(95% CI 0.2-4.8年),即。没有生活在这些缓冲区的受试者需要比基线年龄大2.5岁,才能经历与生活在繁忙道路沿线的受试者相同的死亡率。
Zanobetti等.[15]使用美国医疗保险(Medicare)对出院的65岁以上慢性阻塞性肺病患者的数据,构建了1985年至1999年之间的幸存者队列。作者使用了12个月的PM平均值2.5和点10调查污染对慢性阻塞性肺病患者死亡率的影响。他们发现了10 μg·m的显著相关性−3PM增加10死亡率(HR 1.11, 95% CI 1.06-1.15)。
一般队列中的COPD死亡率
美国癌症协会(ACS)研究的16年随访[27是基于50多万人的调查。A为10 μg·m−3细颗粒物(PM2.5)与全因死亡风险增加有关。然而,慢性阻塞性肺病和相关疾病导致的死亡率与PM呈负相关2.5浓度(RR 0.84, 95% CI 0.77-0.93),尤其在当前吸烟者和曾经吸烟者中,但在从不吸烟者中相关性不显著(0.96,95% CI 0.73-1.24)。相反,“肺炎和流感”导致的死亡与PM呈正相关2.5在不吸烟人群中差异有统计学意义(1.20,95% CI 1.02 ~ 1.41 / 10 μg·m)−3).
挪威队列在14年的时间里跟踪了来自一般人群的143842名受试者的死亡率模式。作者使用了当地二氧化氮PM10和点2.5分配暴露的措施。COPD死亡率与所有污染物均显著相关。暴露在PM最高四分之一浓度以上的受试者10(即。> 19μg·m−3)与最低四分位数(<14 μg·m)相比,HR为1.29 (95% CI 1.12 ~ 1.48)−3).在PM中也可以观察到类似的高相关性2.5(危险度1.27,95% CI 1.11-1.47)和二氧化氮(危险度1.29,95% CI 1.05-1.39) [26].
日本一项对静冈县所有74个市的随机人群样本进行了7年随访的研究(n= 14001)显示,与10 μg·m相关的COPD死亡率HR不显著−3二氧化氮增加(HR 1.11, 95% CI 0.78-1.56) [16].
在哈佛六大城市研究的一项延长随访中,作者对生活在美国东部和中西部性城市的随机成人样本进行了20年的生存随访,发现了因慢性阻塞性肺病死亡的积极但统计上不显著的风险。在前吸烟者中,10 μg·m−3PM增加2.5与1.64 (95% CI 0.92-2.93)、1.10 (95% CI 0.74-1.62)和0.85 (95% CI 0.36-2.02)的相对风险相关[25].
讨论
由于缺乏相关研究,在以往的综述中,环境空气污染在客观定义的COPD发展中的作用被认为是不确定的[4,8,10].事实上,只有两项研究表1都曾被考虑过。我们的综述考虑了8项关于COPD发病率(主要是患病率)的研究和6项关于COPD患者中COPD相关死亡率或生存率的队列研究。总的来说,结果仍然不确定,但需要考虑一系列复杂的问题。首先,我们讨论了单项研究和暴露评估异质性的相关问题。然后,我们将讨论慢性阻塞性肺病病因研究面临的挑战,即使用死亡率研究的局限性,解释短期暴露和急性结局研究的困难,急性发作和慢性病理之间的联系,定义慢性阻塞性肺病表型的不确定性,以及更好地了解慢性阻塞性肺病的终生病程。
研究特定问题和接触评估
来自德国和意大利的横断面分析以及希腊的病例对照研究表明,暴露于近道路交通相关空气污染的受试者患慢性阻塞性肺病的风险更高。相比之下,来自英格兰的横断面研究和来自诺丁汉的规模较小的研究发现,住宅距离繁忙道路的距离没有明显的联系。造成不一致的原因之一可能是缺乏关于影响空气污染不利影响的易感性因素的信息。列于表1而且2如果有的话,只讨论了男性和女性之间的差异和不同种类的吸烟,没有出现明确的模式。
对诺丁汉研究中模拟的二氧化氮值的零结果的解释提出了一个问题:在英国的研究中,暴露对比是否足够大。如表1在美国,二氧化氮的范围非常小,这表明人们有着非常相似的污染背景水平。一般来说,暴露评估是这些研究中复杂的一个来源。不同的污染物和来源在健康影响的发展和加剧方面可能发挥不同的作用。例如,目前的证据表明,与近道路交通相关的污染物可能会导致儿童哮喘的发作,而分布更均匀的、大多是次生的城市背景污染物与哮喘发作的关联就不那么明显[30.,31].列于表1聚焦于交通相关污染的标记,使用不同的、几乎没有可比性的暴露概念,如各种邻近缓冲或模拟本地和背景NOx浓度。暴露评估的这种异质性妨碍了结果的比较评价和跨研究定量估计的推导。
横断面研究之间的差异在一定程度上可能是由于不同模式导致的暴露错误分类的结果,因此迁移和对混杂因素的不完全评估也可能具有一定的相关性。
使用死亡率研究评估病因学证据的内在局限性
对死亡率研究的解释表2是一个挑战。如挪威观察到的,如果空气污染作为急性效应引发或延长慢性阻塞性肺病患者的病情加重,预计在生活在污染较严重地区的人群中,慢性阻塞性肺病死亡率会更高[26],日本[16和(虽然没有统计学意义)在美国ACS研究[27].人们会观察到这种关联,特别是在随访COPD患者的队列中。事实上,Finkelsteinet al。[24和Zanobettiet al。[15]报道了空气质量与慢性阻塞性肺疾病患者生存率的显著相关性。人们可以将这一发现解释为空气污染对导致慢性阻塞性肺病的潜在病理进展的长期影响。尽管在这些队列研究中没有直接观察到,但人们可以推测,向过早死亡的进展反映了COPD发展的临床前和临床阶段疾病发展的增强。然而,人们可能会解释空气污染对慢性阻塞性肺病患者的急性或亚急性影响的结果,导致寿命缩短。因此,长期暴露于空气污染是否以及在何种程度上导致或增强了慢性阻塞性肺病,不能从这些死亡率研究中明确地推断出来。
就慢性阻塞性肺病而言,病因特异性死亡率研究受到了一个进一步且可能有影响的问题的挑战,即死亡证明对该疾病的敏感性较低[32].例如,据报告,就英国而言,使用基本死亡原因的死亡证明分析严重低估了阻塞性肺病对死亡率的贡献[33].慢性阻塞性肺病定义松散,诊断不足,与心血管疾病、糖尿病和肺癌等共病密切相关[2,这些可能会在死亡证明上优先报告。编码和诊断标签的差异也至少可以部分解释各国观察到的慢性阻塞性肺病相关死亡的巨大差异[34].此外,从业人员更可能在吸烟者和男性中使用诊断标签“COPD”,从而进一步影响了不吸烟者对死亡证明的敏感性,这是我们研究问题特别感兴趣的群体。
事实上,P开放的et al。[27) (表2)提供了一个例子,说明由于死亡证明上的慢性阻塞性肺病有效期可能有限以及无法清楚区分急性和慢性影响而面临的挑战。虽然在所有自然死亡和心血管死亡中,空气污染与预期寿命缩短之间存在很强的关联,但在死亡证明上定义的慢性阻塞性肺病中却不是这样。然而,“长期接触”和“肺炎或流感”作为死亡原因之间的关联是强烈和显著的。根据定义,肺炎是一种持续时间有限的急性疾病,但却是慢性阻塞性肺病患者死亡的重要最终原因。肺炎是慢性阻塞性肺病加重的一个关键特征,很可能是许多因空气污染而加重的肺炎受试者有潜在的慢性阻塞性肺病,但在死亡证明中没有承认。哈佛六城市研究的发现也可能表明与吸烟状态相关的COPD诊断标签或诊断不足。不吸烟者的无效结果和目前和曾经吸烟者的阳性结果(虽然不显著)可能部分被视为结果的差异错误分类的结果(表2).
死亡率研究在估计空气污染造成的负担和费用方面特别有用。事实上,2010年世界卫生组织全球疾病负担的更新将根据已发表和未发表的相关估计,并使用ACS研究的未发表估计(每10 μg·m的COPD死亡率RR 1.05, 95% CI 0.95-1.17),综合COPD死亡率−3点2.5)和加州教师研究(RR 1.21, 95% 0.88-1.68 / 10 μg·m)−3点2.5) [35,36].
使用急性结局评估长期影响证据的局限性
来自丹麦的前瞻性队列研究支持与交通有关的空气污染与慢性阻塞性肺病相关风险之间的联系[14].尽管人们可能会给予纵向研究结果最有力的证据权重,但对这一队列研究的解释需要谨慎。首先,使用出院诊断来定义慢性阻塞性肺病不一定保证诊断包括肺量测定。第二,也是最重要的一点,将研究结果解释为“长期效应”可能会受到质疑。研究人员使用了最先进的长期空气污染分布模型,对5万名受试者进行了为期13年的跟踪调查,并将暴露在与交通有关的污染中的受试者单独分配。然而,结果不是慢性阻塞性肺病的发生率,而是第一次因慢性阻塞性肺病住院的时间。数据提供了强有力的证据,证明空气污染在严重到需要住院治疗的慢性阻塞性肺病加重中起着作用,这一点已得到先前研究的证实[4].以入院这一急性事件为主要结局,该研究无法明确区分空气污染在加重COPD(由其他原因引起)方面的作用及其对COPD发展的病因贡献。使用长期风险暴露平均值并不能解决这种固有的不确定性。同样的作者在同样的丹麦队列中对空气污染和哮喘住院率进行了类似的分析,结果显示,短期和长期的空气污染水平高度相关[14].哮喘分析的一篇附带社论讨论了这种住院数据解释的模糊性[1].鉴于空气污染是哮喘发作和慢性阻塞性肺病加重的已知诱因,要确定空气污染在导致这些慢性疾病的病理中所起的作用,相关住院治疗仍是一个模糊的结果。
这就引出了一个更普遍的问题,即如何解释空气污染的严重影响(如.对肺炎、支气管炎症状或其他急性发作的影响)是慢性阻塞性肺病的病因。肺功能的持续丧失加上慢性支气管炎症状、呼吸困难、残疾和最终过早死亡是慢性阻塞性肺疾病后期的临床特征。无慢性阻塞性肺病但有慢性支气管炎症状史的受试者更有可能在晚年发展为慢性阻塞性肺病[37].长期来看,反复急性损伤会导致肺功能更迅速下降[38,39].在这个病因学模型下,加重不仅是COPD的表现,也是疾病发展的原因之一。环境空气污染可引发支气管炎症状发作,并可能延长发作时间(急性影响)[6].在没有对空气污染相关加重在慢性阻塞性肺病病因学中的作用有更全面的了解的情况下,仍然很难确定急性暴露在慢性阻塞性肺病发展中的作用。
慢性阻塞性肺病表型的定义
表型的松散定义是病因学评估的固有挑战。慢性阻塞性肺病的特征是不可逆的气流限制,气道炎症,以及一系列全身性病理和共病。肺活量测定是定义慢性阻塞性肺疾病的必要条件,也是描述慢性阻塞性肺疾病严重程度的基础。然而,尽管气道阻塞伴肺功能降低是该病的一个标志,但其临床表型在临床表现、形态学特征或时间过程和特征方面可能存在很大差异,表明存在以气道阻塞为特征的各种表型。包括空气污染在内的风险因素在不同的表型中可能发挥不同的作用。由于缺乏客观定义这些表型的工具,病因学研究的进展可能会受到限制。与此相关,区分哮喘和COPD这两种主要阻塞性疾病是本研究的进一步挑战。而一些研究表1为了增加COPD的特异性,我们排除了患有哮喘的受试者,但没有一项研究使用支气管扩张剂后肺量测定法来区分COPD和哮喘。此外,早期生活条件的长期变化增加了哮喘发病率,也可能改变慢性阻塞性肺病的病因。事实上,哮喘和COPD都可能包括一组疾病实体的亚组或内型(即。按不同病理生理机制界定的亚型)[40- - - - - -42].如果空气污染与不同的内型有不同的关联,则这种内型的定义缺乏特异性,可能会导致偏颇的结果。
慢性阻塞性肺疾病的终生病程与肺功能
慢性阻塞性肺病的自然史定义为肺功能(FEV)的进行性下降1和FVC)导致比正常衰老中可能预期的更早和/或更大的缺陷。支气管扩张剂后FEV降低1以及低FEV1/FVC比值是COPD的主要标志。然而,正常和异常的分类,有无慢性阻塞性肺病,以及临床过程是持续争论的主题。最重要的是,生长阶段(儿童/青少年)肺功能发育不良在多大程度上反映了COPD的早期临床前阶段尚不清楚,对整个生命周期的肺功能轨迹仍知之甚少[43].虽然肺功能加速下降是该疾病在整个成年期的主要特征,但并非所有肺功能“加速下降”都会导致慢性阻塞性肺病。青春期肺功能增长、青壮年平台期肺功能水平、成年期肺功能下降率与成年期COPD发病率的相关性和因果关系尚未明确。考虑到对慢性阻塞性肺病自然史的不确定性,目前尚不清楚如何将长期暴露于空气污染与肺功能增长减速(儿童时期)和肺功能加速下降(成年时期)之间的因果关系的大量证据与空气污染在慢性阻塞性肺病发展中的病因作用联系起来[20.,44].
结论与展望
我们只剩下解释由列于表1(除了Andersenet al。[14])。总结了经验教训表3.这些数据提示了环境空气污染在慢性阻塞性肺病病因中的作用。事实上,从风险评估的角度来看,其余的不确定性,如表型的定义、终生病程以及急性和长期影响的区分,相关性较小,因此支持将COPD相关死亡率纳入全球负担研究[35].然而,从病原学研究的角度来看,英国研究的不一致性、对横断面分析的依赖和对不同接触代理的使用需要在做出最终判断时谨慎一些。这些研究中的模糊性与支持性间接证据的生物学合理性形成对比。空气污染在慢性阻塞性肺病发病中的因果作用在生物学上是合理的。强烈的氧化还原活性导致氧化应激、肺部和全身炎症反应、气道中的纤毛活性降低、病毒感染放大、易感人群的支气管反应性增强或肺功能急性下降,这些都是急性暴露于环境空气中遇到的几种污染物(如各种大小的颗粒、臭氧、二氧化氮等)的已知影响[45].许多这些毒理学特征可能与COPD的诱导和/或病程有关。同样重要的是要注意,接触不完全燃烧的产物,其来源与环境空气污染有一系列共同的污染物,尽管水平更高,(即。吸烟、某些职业暴露和室内生物质燃烧)始终与慢性阻塞性肺病相关,尽管不同燃烧源的证据强度各不相同[8].为了阐明环境空气污染在COPD发展中的作用,未来的研究需要详细阐述几个问题。
首先,更好地定义COPD表型对于克服目前的局限性至关重要。这包括比较吸烟者和非吸烟者慢性阻塞性肺病特征的临床研究。使用客观的测量方法,如支气管扩张剂后肺功能测量和慢性阻塞性肺疾病不同表型之间的相关性检查是必不可少的。了解症状在慢性阻塞性肺疾病病因中的作用,以及生命早期肺功能下降和成人肺功能下降率与慢性阻塞性肺疾病发展的相关性,对于综合评估空气污染的病因作用非常重要。
其次,对长期暴露于环境空气污染的个体分配仍然是一项相关的任务。针对特定污染源的污染物的测量和建模策略将为制定特定污染源的政策提供特别有用的结果。为了阐明早期生活暴露的作用以及室内和室外空气质量随时间变化的影响,应考虑不同时间窗口的暴露。
第三,使用或实施非常大规模的队列研究将为评估易感因素的作用提供工具。这对于确定与空气污染相关的慢性阻塞性肺病风险最高的人群尤其重要。为了阐明内源性和外源性修饰因子的作用,队列研究需要对客观和主观协变量进行广泛评估,包括共病、社会经济条件和剥夺,以及生物库(生物标志物和组学数据)的获取。考虑到城市环境污染和烟草烟雾的部分相似性质,改变吸烟对慢性阻塞性肺病影响的因素可能有助于推进空气污染研究。这7个国家的欧洲项目目前正在进行有关空气污染和包括慢性阻塞性肺病在内的健康后果的有前景的研究th框架计划,即ESCAPE(欧洲空气污染影响队列研究;www.escapeproject.org)和transhorm(与运输有关的空气污染和健康影响——评估颗粒物的综合方法;www.transphorm.eu).与交通有关的空气污染对成年人呼吸道疾病发展的作用将在六个现有欧洲队列的联合荟萃分析中进行评估[46].
使用现有队列是进一步探索本综述中提出的假设的有效的第一步。然而,上述讨论的挑战突出了仅汇集现有队列的局限性,因为不同队列之间不可避免地会遇到固有的方法异质性。将需要高度标准化的大规模国家(如果不是国际)队列来揭示空气污染(和其他因素)在慢性阻塞性肺病(COPD)等慢性疾病的发展和过程中的作用[47].
总之,空气污染对成人慢性阻塞性肺病患病率和发病率的慢性影响的证据是启发性的,但不是决定性的,尽管貌似合理的生物学机制和一些高质量的流行病学研究支持这一证据。就生命早期肺功能增长受损转化为成年期慢性阻塞性肺病的程度而言,空气污染与慢性阻塞性肺病发展之间的因果联系的证据可以被认为是大量的[8].如果慢性阻塞性肺病的反复恶化被认为是该疾病发展的一个原因,那么鉴于空气污染能够引发病情恶化,空气污染的因果作用的证据将再次非常充分[48].然而,基于在表1单就空气污染在慢性阻塞性肺病发展中的作用而言,仍不确定。
致谢
我们谨此感谢瑞士公共卫生学院LUDOK空气污染搜索系统的R. Rapp的支持(http://ludok.swisstph.ch).我们也要感谢空气污染物医学影响委员会(COMEAP)秘书处在撰写本文时使用了系统的空气污染和慢性阻塞性肺病的文献检索作为交叉检查。委员会秘书处由联合王国健康保护局提供。
本文仅代表作者个人观点,并不代表健康影响研究所或其赞助者的观点,也不代表健康保护局的观点。
脚注
支持声明:本文的研究已获得来自欧洲共同体第七框架计划逃避(fp7 - env - 2007 - 2011之下;授予协议编号211 250),transhorm (FP7-ENV-2009-2011;授予协议编号243 406),APHEKOM项目(欧洲委员会公共卫生领域社区行动方案;批地协议第2007105号(LP))及瑞士国家科学基金会(TS)(授予# 324730_133148)。
利益冲突:没有声明。
- 收到了2012年6月28日。
- 接受2013年2月24日。
- ©2014人队