室外空气污染物与美国城市地区的儿童和青少年非病毒性哮喘急性发作和气道炎症反应之间的关系:一项回顾性二次分析

时间：2023年03月20日

背景：随着城市化，哮喘患病率和严重程度显著增加，低收入城市中心的儿童哮喘发病率最高。室外空气污染与哮喘儿童的不良呼吸道反应有关。然而，人们对暴露在空气污染中会使哮喘急性发作的机制，以及这些机制与呼吸道病毒引起的急性发作相比如何了解甚少。本研究旨在研究区域空气污染物浓度、哮喘儿童呼吸道疾病、肺功能和上呼吸道转录特征之间的关系，特别关注在没有呼吸道病毒感染的情况下出现的哮喘急性发作。

方法：我们对来自MUPPITS1队列的数据进行了回顾性分析，并在ICATA队列中验证了我们的发现。MUPPITS1队列在2015年10月7日至2016年10月18日期间，在美国9个城市的城市地区招募了208名6-17岁的儿童，这些儿童患有易加重的哮喘，并在报告呼吸道疾病期间对他们进行监测。最后一次MUPPITS1研究访问发生在2017年1月6日。ICATA队列招募了419名年龄在6-20岁之间患有持续性过敏性哮喘的受试者，受试者分布在美国8个城市的城市区域，研究期限在2006年10月23日至2008年3月25日，最后一次研究访问发生在2009年12月30日。我们纳入了来自MUPPITS1队列的在随访期间报告了呼吸系统疾病的受试者，以及来自ICATA队列的在呼吸系统疾病期间或在约定的访视中采集了鼻腔样本的受试者。我们使用了来自美国环境保护署的空气质量指标值和空气污染物浓度，涵盖PM2·5、PM10、O3、NO2、SO2、CO和Pb，时间跨度涵盖了两个队列的研究年限，并将指标值和浓度与每位受试者的每次疾病发作相匹配。我们结合使用广义加性模型、病例交叉分析和广义线性混合效应模型，研究了区域空气污染物浓度与呼吸道疾病、哮喘急性发作、肺功能和上呼吸道转录特征之间的关系。

结果：在MUPPITS1队列的208名受试者和ICATA队列的419名受试者中，MUPPITS1队列的168名受试者(98名男性和70名女性)和ICATA队列的189名受试者(115名男性和74名女性)被纳入我们的分析。我们发现，主要由PM2·5和O3浓度增加引起的空气质量指数值的增加，与在没有病毒感染诱发的情况下发生的哮喘急性发作和肺功能下降显著相关。此外，个别污染物与协同炎症通路中的基因表达改变显著相关，包括PM2·5与上皮诱导组织激肽酶增加、粘液高分泌和屏障功能相关，O3与2型炎症增加相关。

结论解读：我们的研究结果表明，空气污染是生活在城市地区的儿童哮喘急性发作的一个重要独立危险因素，并可能通过气道中的特定炎症通路与哮喘急性发作相关。进一步研究这些潜在的机制途径可以为哮喘的预防和治疗管理提供有用信息。

点评：儿童和青少年哮喘急性发作的最常见诱发因素是呼吸道病毒感染，有关其中炎症通路的人群研究亦有所发现报道，这对于预防哮喘急性发作的靶向治疗策略有了很大引导意义。然而，哮喘急性发作也可由呼吸道病毒感染之外的因素诱发，相比之下，这种非病毒感染诱发哮喘急性发作的诱因和分子机制了解甚少。在过去几十年里，许多流行病学研究表明，空气污染物浓度与哮喘发作之间存在关联，其中某些空气污染物引发气道炎症机制的相关动物、细胞和人群研究有所报道。然而，在自然发生的哮喘急性发作期间，将空气污染物暴露与气道中的分子机制联系起来的研究此前尚未进行。本研究发现，城市中心与特定空气污染物浓度增加有关的空气质量，与贫困和生活在疾病负担较重地区儿童的哮喘急性发作显著相关。并且本研究首次发现验证了，特定污染物暴露与非病毒感染诱发哮喘急性发作状态下的气道炎症模式之间的联系，也是居住在城市环境下哮喘患儿的不同点。对于这种哮喘急性发作内型的潜在原因和独特分子机制的认识增加，将会有益于新的靶向干预策略的制定，以及支持减少室外空气污染的卫生政策。

参考文献：

Matthew C Altman, Meyer Kattan, et al. Associations between outdoor air pollutants and non-viral asthma exacerbations and airway inflammatory responses in children and adolescents living in urban areas in the USA: a retrospective secondary analysis. The Lancet. Planetary health 2023 01;7(1):e33-e44 doi:10.1016/S2542-5196(22)00302-3. 

影响因子：IF（2021）：28.750