空气污染如何加剧阿尔茨海默病及相关痴呆症风险？多族裔队列研究揭示种族与族裔间的差异

推荐：为探究长期空气污染对不同种族/族裔群体阿尔茨海默病及相关痴呆症（ADRD）发病风险的影响差异，研究人员基于覆盖非裔、拉丁裔、日裔和白人群体的多族裔队列（MEC）开展大规模前瞻性研究。结果显示，细颗粒物（PM2.5）、与机场相关的超细颗粒物（aUFP）及二氧化氮（NO2）暴露均显著增加ADRD发病率，其中非裔美国人所受负面影响尤为突出。该研究为制定兼顾个体因素与公共环境政策的ADRD综合预防策略提供了关键证据。

　　

随着全球人口老龄化加剧，阿尔茨海默病及相关痴呆症（Alzheimer’s disease and related dementias, ADRD）的患病率正以前所未有的速度攀升。从2012年到2019年，全球ADRD患者数量从约3600万激增至5700万，预计到2050年，这一数字还将翻倍。这不仅给个人和家庭带来沉重负担，也对全球的医疗保健体系和社会经济构成了严峻挑战。虽然已有研究确认了社会人口学、生活方式和心脏代谢等因素是ADRD的明确风险因素，但环境因素，特别是我们每天呼吸的空气，是否也在其中扮演了推波助澜的角色，科学家们仍在不断探索。

已有的元分析（meta-analysis）结果显示，长期暴露于细颗粒物（fine particulate matter, PM_2.5）与痴呆症临床发病风险升高有关。然而，这些研究主要基于白种人群，这构成了一个重要的知识缺口。在美国，非裔和拉丁裔人群的ADRD发病率是白种人群的1.5到2倍。这种差异是否与他们居住社区的社会经济地位、更高的心脏代谢疾病患病率，以及——一个尚未被充分研究的关键因素——更高水平的空气污染暴露有关？更重要的是，少数族裔群体由于历史上长期存在的种族隔离，更有可能居住在社会经济地位较低、靠近空气污染源（如交通要道、机场）的社区，他们对空气污染的健康影响是否也更加敏感？

为了填补这一知识空白，一项发表在《Environment International》期刊上的研究，利用美国加州多族裔队列（Multiethnic Cohort, MEC）的宝贵数据，展开了一项大规模、前瞻性的调查。研究的核心目标是：探究空气污染暴露与ADRD发病率之间的关联，并特别关注这种关联在不同种族和族裔群体（包括非裔、日裔、拉丁裔和白人）之间是否存在差异。研究聚焦的污染物包括细颗粒物（PM_2.5）、粗颗粒物（PM₁₀）、与机场相关的超细颗粒物（airport-related ultrafine particles, aUFP），以及二氧化氮（NO₂）、氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）和臭氧（O₃）等气态污染物。这些污染物是城市环境中的常见污染物，并且被认为具有损害神经系统的潜在能力。该研究对44,954名参与加州MEC、参加联邦医疗保险（Medicare）“按服务付费”计划的参与者进行了长达16年（2001年至2016年）的随访。研究团队使用了Cox比例风险回归模型，在“最小调整”和“完全调整”两种模型下，分析了空气污染暴露与阿尔茨海默病、其他类型痴呆症以及总ADRD发病率的关系。研究还特别考虑了12个已确定的ADRD风险因素（如教育水平、婚姻状况、心脏病、吸烟、饮食质量等）的影响，并进行了分性别、种族/族群的深入分析。此外，鉴于空气污染是多种相关性污染物的复杂混合物，研究人员还构建了共污染物模型和多污染物模型，以评估PM_2.5、NO₂和aUFP对ADRD发病的共同影响。

关键技术与方法：本研究主要采用了几项关键技术。1. 研究对象与队列：基于美国加州的多族裔队列（MEC） 中参加联邦医疗保险“按服务付费”计划的参与者，覆盖非裔、日裔、拉丁裔和白人等不同族裔群体。2. ADRD病例判定：通过将队列数据与美国医疗保险和医疗补助服务中心的理赔数据链接，依据国际疾病分类编码来识别ADRD病例及其亚型。3. 空气污染暴露评估：利用参与者更新的居住地址历史记录，结合卫星数据、美国环境保护署监测网络数据和机场排放扩散模型，获取了高时空分辨率的PM_2.5、aUFP、NO₂等污染物的月度浓度数据，并计算了随时间变化的累积平均暴露水平。4. 统计分析：采用Cox比例风险回归模型分析暴露与发病率的关系，并构建了共污染物模型和多污染物模型来探究多种污染物的联合效应，同时进行了大量敏感性分析和亚组分析。

研究结果

3.1. 研究人群特征

分析涵盖了44,954名加州MEC参与者。在12个已确立的社会人口、生活方式和心脏代谢风险因素中，非裔参与者的平均得分最高，表明其风险因素负担最重。空气污染水平在不同种族/族裔间存在差异，非裔参与者的aUFP暴露水平几乎是其他族裔的两倍，拉丁裔参与者的PM_2.5和NO₂水平则高出4%到9%。

3.2. 单一污染物模型结果

在全体参与者中，ADRD的发病率与PM_2.5、aUFP和NO₂暴露均呈显著正相关。具体而言，PM_2.5浓度每增加2 μg/m3，ADRD风险增加4%；aUFP浓度每增加4400个粒子/cm3，风险增加3%；NO₂浓度每增加10 μg/m3，风险增加9%。PM₁₀、NOx和CO的暴露也与ADRD风险增加相关，但未观察到与O₃的关联。值得注意的是，PM_2.5和NO₂与阿尔茨海默病的关联强度显著高于它们与其他类型痴呆的关联。男性和女性之间的风险模式相似。

3.3. 分种族/族裔结果

虽然在不同种族/族裔间未发现风险关联存在显著的统计学异质性，但效应大小的差异值得关注。在最小调整模型中，非裔参与者暴露于PM_2.5、aUFP和NO₂均与ADRD风险升高显著相关。虽然这些污染物在其他族裔群体中也显示出升高风险的迹象，但仅在拉丁裔和白人参与者中观察到NO₂与ADRD的关联具有统计学显著性。在完全调整模型后，与非裔参与者ADRD风险显著相关的空气污染物包括aUFP和NO₂。在所有种族/族裔群体中，空气污染物与阿尔茨海默病的关联强度均高于其与其他类型痴呆的关联。

3.4. 共污染物与多污染物模型结果

在对30,703名同时拥有PM_2.5、NO₂和aUFP数据的参与者进行的分析中，结果显示，在多污染物模型中，NO₂和aUFP（而非PM_2.5）的暴露与ADRD风险增加显著相关。在共污染物模型中，PM_2.5和aUFP均与ADRD发病率显著相关。然而，当在模型中同时调整NO< />时，PM_2.5的效应被稀释，置信区间包含了无效值。这表明PM_2.5和NO₂作为高度相关的交通相关污染物，其效应可能在统计模型中存在重叠。在分族裔分析中，aUFP和NO₂的暴露在非裔和拉丁裔参与者的多污染物模型中仍与ADRD风险显著相关。

3.5. 敏感性分析

研究没有发现12个已知的ADRD风险因素（如教育、婚姻状况、心脏病、吸烟等）能一致地改变空气污染与ADRD之间的关联。在一部分拥有基因型信息的参与者中，也未发现APOE ε4等位基因携带状态能改变空气污染的效应。

结论与讨论

这项在大型多族裔人群中开展的前瞻性研究得出明确结论：长期暴露于PM_2.5、aUFP和NO₂与阿尔茨海默病及相关痴呆症发病风险的增加显著相关。这一关联模式在不同性别和种族/族裔群体中普遍存在，但在非裔美国人中表现得最为突出和一致。非裔参与者不仅ADRD风险因素负担最重，而且暴露于aUFP的水平也远高于其他群体。研究结果强调了ADRD的预防不应只关注个体层面的风险因素，还必须包含针对空气污染的、覆盖全人口的公共政策和法规。

本研究的发现为空气污染，特别是交通和机场相关污染物在ADRD病因学中的作用提供了强有力的多族裔证据。尽管PM_2.5和NO₂高度相关，难以完全剥离各自效应，但研究结果支持交通尾气排放是重要的风险来源。尤为重要的是，与机场相关的超细颗粒物显示出独立于其他污染物的风险效应。超细颗粒物粒径极小，能够穿透呼吸系统深处，甚至可能通过嗅觉通路或跨过血脑屏障直接作用于大脑，诱发神经炎症和氧化应激，干扰大脑的“排污系统”——类淋巴系统功能，从而可能加速ADRD的病理进程。

研究的优势在于其前瞻性设计、大样本量、长期随访、种族/族裔和社会经济多样性，以及对多种ADRD风险因素的细致考虑和高分辨率的个体化空气污染暴露评估。当然，研究也存在一些局限，例如基于医疗理赔数据的病例判定可能遗漏轻度患者，导致风险估计值可能偏低；研究仅纳入联邦医疗保险“按服务付费”的参与者，结论的推广性可能受限。

无论如何，这项研究将空气污染明确地置于ADRD可预防风险因素的版图上。它揭示，我们呼吸的空气质量，特别是那些由交通和航空活动产生的、肉眼不可见的细微颗粒，正悄然影响着全人群，尤其是历史上处于弱势地位的少数族裔社区的大脑健康。这为公共卫生政策制定者敲响了警钟：改善空气质量、减少交通和机场排放，不仅是保护心肺健康的关键，也是守护我们未来认知能力、对抗痴呆症浪潮的一项至关重要的公共卫生投资。未来的研究需要进一步探索超细颗粒物等特定污染物的神经毒性机制，并加强对年轻人群和更广泛社区的研究。