论文标题：Urban Air Pollution and Cardiovascular Health: A Study of PM_2.5 and CVD Morbidity in a Metropolitan City, Karachi (Pakistan)

论文链接：https://www.mdpi.com/2813-4168/4/1/5

期刊名：Air

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一、 引言

大气颗粒物（PM）是由固体颗粒和液滴组成的复杂混合物，包含有机碳、金属、元素碳、黑碳、挥发性有机物和多环芳烃等成分。根据粒径大小，PM可分为PM₁₀、PM_2.5和超细颗粒物。粒径决定颗粒物在呼吸道中的沉积位置及其健康影响程度。

其中，PM_2.5因粒径小、毒性强，被认为是城市环境中最重要的空气污染物之一，对人群健康和生态环境均造成严重影响。颗粒物暴露可加重多种疾病，增加住院率和急诊就诊率，尤其对儿童、孕妇和老年人影响显著。

大量研究表明，PM_2.5与心血管和呼吸系统疾病密切相关。因此，探讨PM_2.5暴露与心血管疾病发病之间的关系具有重要公共卫生意义。本研究旨在评估卡拉奇市每日PM_2.5暴露与心血管疾病发病率之间的关联。

二、 背景

研究证实，颗粒物污染通过诱导氧化应激、炎症反应和动脉粥样硬化等机制，对人体健康产生危害。与颗粒物暴露相关的心血管疾病包括缺血性心脏病、心肌梗死、中风、高血压和心律失常；呼吸系统疾病包括哮喘、慢性阻塞性肺病和肺癌等。

即使短期暴露于PM_2.5，也会显著增加心血管和呼吸系统疾病的住院及急诊风险。流行病学研究还发现，PM_2.5暴露与癌症、神经系统疾病（如帕金森病、痴呆）以及围产期疾病风险增加有关，并可能导致过早死亡。

空气污染在发展中国家城市地区尤为严重。南亚和东南亚每年因PM_2.5导致的过早死亡超过140万例，其中缺血性心脏病和中风占主要比例。空气污染还造成巨大的经济损失。基础设施薄弱、能源消耗增加及城市化进程加快，进一步加剧了空气质量问题。

基于上述科学证据，卡拉奇居民的心血管健康可能面临PM_2.5暴露带来的风险，因此有必要开展相关研究。

三、 试验材料和方法

1.PM_2.5采样

2009年10月至2011年6月，在卡拉奇4个站点进行每日PM_2.5采样，覆盖不同功能区（商业、工业、港口及住宅区）。采用低流量采样器和PTFE滤膜收集样品，通过采样前后滤膜质量差计算PM_2.5浓度。全过程严格执行质量控制（QA/QC），样品送实验室分析。

2 心血管数据与统计分析

收集三家主要医院的每日心血管疾病（CVD）住院和急诊数据，包括心律失常、高血压、缺血性心脏病、心肌梗死等。记录患者年龄、性别和居住区域。

采用时间序列分析和负二项回归模型评估短期PM_2.5暴露与CVD发病风险的关系，计算相对危险度（RR）。模型控制气温、湿度、风速、星期及假日因素，并分析0–5天滞后效应。显著性水平设为p < 0.05。

四、 结果

研究期间四个站点PM_2.5浓度整体较高，其中Keamari和Makro最高。第二年（Makro、KU）共记录43,424例CVD病例，第三年（Keamari、Malir）为28,101例，均以急诊为主，40–60岁人群比例最高，高血压和缺血性心脏病最常见。时间序列分析显示，PM_2.5与总CVD在多个滞后日呈显著正相关，尤其在Malir站点关联最强（lag 2 RR=1.15），心律失常对PM_2.5最敏感。性别和年龄存在一定差异，但中年人群风险最稳定。季节上春夏关联更明显。暴露–反应曲线表明PM_2.5浓度升高会持续增加CVD住院和急诊风险，呈正向（部分非线性）关系。

五、讨论

?单污染物模型结果显示，在研究两年期间，Makro、KU、Keamari 和 Malir 四个监测点的 PM?.? 水平均与心血管疾病（CVD）住院和急诊就诊显著相关，且与既往研究结果一致。第二年 Makro 与 KU 站点的关联强度相近且较为稳定；第三年在不同亚型分析中，Malir 站点的关联强于 Keamari。鉴于研究期间卡拉奇 PM_2.5 浓度显著偏高，这一结果符合预期，也得到大量文献支持。

•既往研究同样证实 PM_2.5 与 CVD 发病和死亡风险增加有关。例如，卡拉奇的研究发现，当 PM_2.5 浓度处于较高水平时，CVD 风险显著升高；中国武汉研究显示，每增加 10 µg/m³ PM_2.5，心血管住院率上升 0.87%。多项综述指出，短期 PM_2.5 暴露可使心血管死亡或住院风险增加 0.4%–2% 不等，即使在污染水平较低的发达国家，也观察到显著风险上升。

•不同地区研究结果存在差异。中国多地时间序列研究显示，PM_2.5 与 CVD 和缺血性心脏病死亡显著相关；伊朗和台湾研究发现 PM_2.5 与血压升高相关；但德黑兰和沙特部分地区未观察到显著关联。这种差异可能与污染成分、气候条件及暴露水平不同有关。

•分层分析表明，性别和年龄可能影响风险强度。总体上男性风险略高，但部分站点男女差异不明显；40 岁以上人群关联更稳定，但部分站点年轻人群亦表现出显著风险。季节方面，冷季和暖季均观察到正相关，部分研究指出冬季关联更强，可能与污染水平升高有关。

•暴露–反应关系显示，PM_2.5 与 CVD 就诊和住院呈正向、单调且非线性关系。即使按世界卫生组织（15 µg/m³）和巴基斯坦标准（35 µg/m³）衡量，当前空气质量仍不足以充分保护公众健康。结果提示，应加强空气污染控制措施，以降低心血管疾病负担。

六、结论

研究结果明确表明，环境PM_2.5暴露与心血管疾病（CVD）住院和急诊就诊显著相关，不同年龄和性别均受影响。在Malir站点，滞后2天（lag 2）的总CVD风险最高（RR=1.15）。PM_2.5还与高血压、缺血性心脏病、心肌梗死、充血性心力衰竭和心律失常等多种亚型显著相关，其中心律失常存在明显滞后效应（lag 3–4风险升高最明显）。

卡拉奇高水平PM_2.5对公众健康构成严重威胁，尤其是儿童、老年人及既往患病人群。研究强调需加强空气质量管理和污染控制措施，重点治理交通排放、工业活动和砖窑等主要污染源，为制定更有效的国家和省级空气污染防控政策提供依据。

未来研究应采用更完善的流行病学设计（如病例交叉研究），纳入个体健康史和生活方式信息，并加强个人暴露监测与长期随访，以更准确评估PM_2.5对心血管健康的长期影响及因果关系。

研究优势与局限

本研究优势在于多站点、连续性的监测数据，以及严格的质量控制（QA/QC）流程，保证了数据可靠性。但时间序列研究仍存在局限：以固定监测点PM_2.5浓度代表个体暴露，可能导致暴露误分类；未能区分重复住院病例；气象因素和社会经济状况等混杂因素控制有限；缺乏个体层面信息（如吸烟、职业、饮食、教育、体力活动和既往病史），可能存在残余混杂。此外，缺少个人暴露监测数据，也限制了对个体风险的精确评估。不过，本研究主要关注短期急性效应，这类影响通常较少受到稳定个体特征的干扰。

空气污染暴露及其对人类健康的影响——特刊征稿

空气污染仍然是全球最重要的环境健康风险之一，可导致多种急性和慢性疾病。暴露于颗粒物（PM）、氮氧化物（NOx）、二氧化硫（SO₂）、挥发性有机化合物（VOCs）和臭氧（O?）等污染物，与呼吸系统疾病、心血管疾病、神经发育异常以及不良妊娠结局密切相关。此外，气候变化通过气温升高、改变大气化学过程以及增加野火发生频率，加剧空气污染问题，从而进一步放大其健康影响。

随着快速城市化、工业化、过量药物废弃物排放以及气候变化带来的环境改变，亟需开展多学科研究，以深入理解空气污染的作用机制、健康风险及其减缓策略。本专刊旨在汇集空气污染、气候变化与人类健康领域的最新研究成果，涵盖流行病学研究、毒理学评估、暴露科学以及政策干预措施。通过促进环境科学家、公共卫生专家、政策制定者和临床医生之间的合作，本专刊将为减轻空气污染和气候变化的不利影响、保护公众健康提供重要参考。

投稿截止日期：2026年7月1日

特刊链接：

https://www.mdpi.com/journal/air/special_issues/O4GG4MID7X

Air 期刊介绍

主编：Ling Tim Wong, The Hong Kong Polytechnic University, China

期刊主要发表有关空气领域的研究，包括但不限于有利于健康和舒适的空气质量；空气污染及其来源特征；空气净化与控制技术；空气管理，政策控制，监测和建模，可持续发展等。