长期臭氧暴露与呼吸系统疾病风险：一项基于全国人群的队列研究揭示慢性阻塞性肺疾病和哮喘发病率增加

《Journal of Hazardous Materials Advances》：Risk of respiratory diseases associated with long-term ozone exposure: a nationwide population-based cohort study

短期的臭氧（O3）暴露已被证实与呼吸系统疾病相关，但其长期效应证据有限。本研究基于韩国2006-2019年全民健康保险数据，评估了累积O3暴露与慢性阻塞性肺疾病（COPD）和哮喘发病率的关联。研究发现，长期O3暴露可独立增加COPD和哮喘的发病风险，且该关联在调整了PM2.5后仍然稳健。研究结果为应对东亚地区日益升高的环境O3水平，制定优先减排和加强高危人群保护的公共卫生政策提供了有力证据。

　　

在当今社会，空气污染已成为影响全球数百万人健康的最紧迫环境因素之一。其中，臭氧（O₃）作为一种由氮氧化物（NO_X）和挥发性有机化合物（VOCs）在紫外线下发生光化学反应形成的典型二次污染物，以其强氧化性对呼吸系统产生众所周知的负面影响。短期接触臭氧会引发气道炎症，加剧已有的呼吸系统疾病，导致急诊就诊和住院率上升。然而，当我们将目光从“一时”转向“一世”，一个问题浮现出来：长达数年的慢性臭氧暴露，究竟会对我们的呼吸健康产生怎样的深远影响？现有的研究大多聚焦于特定地区、特定人群或单一时间点，关于臭氧长期累积效应的证据仍然有限，这成为了制定全面空气质量管理策略的一个证据缺口。

为了填补这一空白，一支由Iseul Yu、So Yeon Kim等人组成的研究团队，利用覆盖韩国全民的庞大数据资源，进行了一项大规模的回顾性队列研究。他们的研究成果近期发表在环境与健康领域的权威期刊《Journal of Hazardous Materials Advances》上。这项研究旨在探究长达五年的臭氧累积暴露是否与慢性阻塞性肺疾病（Chronic Obstructive Pulmonary Disease, COPD）和哮喘这两种常见慢性呼吸系统疾病的发病率独立相关，并深入分析这种关联在不同易感亚组（如不同性别、年龄、社会经济地位和居住地区的人群）中是否存在差异。

研究方法概览

为回答上述问题，研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，研究核心基于韩国国家健康保险服务（National Health Insurance Service, NHIS） 提供的全国性健康数据库，该数据库涵盖了2006年7月1日至2019年6月30日期间所有韩国国民的医保和医疗救助记录，构成了一个庞大的研究队列。其次，在环境污染物暴露评估方面，研究利用每日最大8小时滑动平均（MDA8）臭氧浓度数据，通过空间链接将月度区域平均浓度与每位参与者的月度居住地匹配，进而计算连续的5年移动平均浓度，以此作为个体水平的长期臭氧暴露指标。同时，使用相同方法评估了细颗粒物（PM_2.5）的暴露水平，并在统计分析中将其作为协变量进行调整，以控制其潜在的混杂效应。最后，在统计建模与分析上，研究采用了负二项广义线性模型来分析臭氧暴露四分位数与疾病发病率的关系。模型调整了性别、年龄、社会经济地位、居住地区、PM_2.5暴露以及用样条函数拟合的日历年份趋势，并使用聚类稳健标准误来校正层内相关性。通过比较不同臭氧暴露水平（四分位数，Q1-Q4）下的风险比（Rate Ratio, RR）及其95%置信区间，来量化关联强度。

研究结果

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  发病率的人口学特征分布
  研究首先描绘了COPD和哮喘在不同人群中的分布图谱。结果显示，COPD的发病率在男性（每10万人年316.8例）高于女性（每10万人年189.3例），并随着年龄增长急剧上升，尤其在50岁以上人群中。相反，哮喘发病率在女性（每千人年60.1例）高于男性（每千人年47.8例），并在4岁儿童中达到峰值（每千人年323.9例）。从社会经济角度看，接受医疗救助的人群以及农村地区居民的COPD和哮喘发病率均为最高，凸显了健康不平等现象。
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  污染物暴露水平与疾病发病率的关联
  在2006-2011年至2014-2019年的九个重叠的5年研究期内，臭氧的5年累积平均浓度从35.6 ppb上升至41.1 ppb，呈逐年增加趋势；而PM_2.5的浓度则从28.0 μg/m3下降至24.9 μg/m3。与最低臭氧暴露四分位数组（Q1）相比，随着暴露水平升高（Q2-Q4），COPD和哮喘的发病率均呈现显著的上升趋势。例如，COPD的发病率从Q1组的每10万人年202.0例，逐步上升至Q4组的每10万人年342.0例。调整了多种混杂因素后，这种正相关关系依然稳健存在。
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  臭氧暴露水平与呼吸系统疾病的风险
  统计分析的核心发现明确显示，较高的长期臭氧暴露与COPD和哮喘发病风险的增加显著相关。在完全调整了性别、年龄、收入、居住地区、日历年份和PM_2.5的模型（Model 3）中，与臭氧暴露最低组（Q1）相比，Q2、Q3、Q4组的COPD发病风险比（RR）分别为1.042、1.164和1.216，且趋势性检验p值小于0.001。对于哮喘，相应的RR值在Q4组为1.070。这表明，长期暴露于较高水平的臭氧环境下，人群患COPD和哮喘的风险会显著增高。
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  敏感性分析与亚组分析
  为了检验上述关联的稳健性并探索易感人群，研究进行了深入的敏感性分析和亚组分析。首先，在不同PM_2.5暴露水平层内分析臭氧的影响，发现即使在相同的PM_2.5暴露水平下，较高的臭氧暴露仍然与增加的COPD风险相关，关联在大多数PM_2.5分层中持续存在。其次，研究聚焦于老年女性（≥65岁） 这一吸烟和职业暴露混杂较少的亚组。分析发现，在城市地区，即使在调整了PM_2.5后，臭氧暴露与COPD和哮喘风险的增加依然存在显著关联（例如，城市地区Q4组的COPD RR为1.189）。在城乡差异方面，臭氧与COPD的关联在城市地区表现最强，而在农村地区相对较弱；但与哮喘的关联在不同居住地区均观察到风险升高。

结论与讨论

这项大规模的全国性队列研究提供了强有力的证据，表明长期臭氧暴露是慢性阻塞性肺疾病和哮喘发病的独立风险因素。即使在对另一种主要空气污染物PM_2.5进行调整后，这种关联依然稳健，并且在不同PM_2.5暴露水平的亚组中持续存在。研究特别指出，老年女性等群体可能对臭氧的健康效应更为敏感。

研究的发现具有重要的公共卫生和政策意义。首先，它弥补了关于臭氧长期健康效应证据的不足，将关注点从短期急性影响延伸至长期慢性影响。其次，研究结果强调，在臭氧浓度持续上升的东亚地区，环境和公共卫生政策应优先考虑减少臭氧前体物排放，并加强对脆弱人群（如老年女性、低收入群体和农村居民）的保护措施。空气质量管理策略不仅要控制短期峰值，也需关注长期平均浓度，后者对慢性呼吸系统疾病的发展可能至关重要。

当然，研究也存在一定局限性，例如缺乏个体吸烟史等关键混杂因素数据，以及无法完全捕捉室内外活动模式对个人真实暴露的影响。然而，其基于全国人口的大样本量、精细的居住地水平暴露评估、以及在不同模型和亚组分析中结果的一致性，极大地增强了研究发现的可信度。

总之，这项研究清晰地揭示了长期臭氧暴露对公共健康的潜在威胁，为制定更全面、更具针对性的空气污染防控策略和呼吸系统疾病预防措施提供了关键的科学依据。在气候变化和城市化可能进一步推高环境臭氧水平的背景下，此类研究对于保护人群健康、减轻疾病负担显得尤为紧迫和重要。