CHC2019|顾东风院士&陈仁杰教授:雾霾之下的心血管疾病预防任重道远

1.jpg

探寻环境、遗传等因素与心血管健康的关系,对心血管疾病的预防意义重大。2019年11月1日,中国心脏大会(CHC)2019深圳心血管健康和疾病防治高峰论坛的“预防心脏病专场”中,来自中国医学科学院阜外医院的顾东风院士和来自复旦大学公共卫生学院的陈仁杰教授,分别从大气细颗粒物的心血管慢性健康效应和大气细颗粒物对心血管健康影响的表观遗传机制两方面,和大家一起探讨了大气污染对心血管疾病的影响。

2.png

▲ 顾东风院士、陈仁杰教授精彩讲座


大气污染引发健康危害引全世界关注

顾东风院士首先对心血管疾病流行概况及大气污染现状进行了介绍。心血管疾病是我国死亡和疾病负担的首位原因。2017年,脑卒中和冠心病分别占总死亡人数的20.19%和16.74%。全球90%低收入及中等收入国家的城市空气质量不达标,非洲、中东、印度和中国污染严重。据WHO不完全统计,全球每年归因大气污染死亡人数达650万。近年来我国的大气污染形势有所改观,但PM2.5和PM10的水平仍然显著高于WHO推荐值。

大气污染引发国内外健康领域广泛关注。欧美发达国家依托于长期的环境监测数据,发现大气污染水平升高会增加总死亡及心血管疾病死亡风险。顾东风院士系统回顾了哈佛六城市研究、MESA-AIR研究、欧洲ESCAPE研究、加拿大ONPHEC研究、中国China-PAR研究等国内外典型队列研究,系列研究结果均表明,大气PM2.5升高会增加总死亡及心血管疾病死亡风险。


我国城市地区大气污染防控的健康获益

顾东风院士团队开展的一项研究推测了2017-2030年,空气质量改善到不同程度时,我国35-84岁城市居民的健康获益。该研究于2017年9月发表于Circulation。

研究指出,空气污染控制所带来的健康获益,与我国高血压患者减少25%、吸烟人群减少30%所带来的健康获益相当或更多。

如果2017-2030年我国城市的年均PM2.5水平降至2008年北京奥运会时期的水平(55 μg/m3),则能减少冠心病死亡43.9万人、卒中死亡23.7万人、非心血管死亡39.7万人(包括7.9万呼吸疾病死亡);增加337.9万寿命年(年均增加24.1万寿命年)。

此外,如果年均PM2.5水平达到中国二级空气质量标准(35 μg/m3),将减少冠心病死亡168.4万人、卒中死亡98.1万人;增加1388.3万寿命年(年均增加99.2万寿命年)。

如果年均PM2.5水平降至WHO推荐浓度(10 μg/m3),将减少冠心病死亡287万人、卒中死亡182.1万人;增加2557.6万寿命年(年均增加182.7万寿命年)。

而PM2.5年均水平达到中国二级空气质量标准或WHO推荐浓度,所带来的健康获益,将超过高血压患者减少25%以及吸烟人群减少30%所带来的健康获益总和(增加1298.6万寿命年,年均增加92.8万寿命年)。

该研究首次在我国证实了降低平均PM2.5水平可带来的心血管健康获益,我国城市地区空气污染状况的小幅度改善,即可获得与控制传统CVD危险因素效应相当甚至更为显著的健康获益。


未来需要更系统的大气污染慢性健康效应评价依据

顾东风院士指出,在大气污染防控方面,我国从国家层面高度重视,并开展了系列卓有成效的举措,但所面临的形式仍然非常严峻,仍需全社会共同努力,改善我国空气质量。

当前大气污染对心血管健康的危害已经成为全球环境和健康领域关注的热点话题,我国已陆续开展了大气污染慢性健康效应评价,但是针对全因死亡、心血管疾病发病和死亡等的慢性效应证据仍然缺乏,未来需要更全面系统的评价大气污染的健康获益及大气污染防护措施的干预效果,为污染防控提供依据。


大气细颗粒物对心血管健康影响的表观遗传机制的探索

陈仁杰教授则从大气细颗粒物对心血管健康影响的表观遗传机制的角度,带来了基于中国人群的研究证据分析讲解。

陈仁杰教授指出,表观遗传修饰可能是PM2.5共同的生物学机制,PM2.5可通过DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA等介导功能蛋白异常表达。陈仁杰教授通过个体监测测定两种大气污染物即PM2.5和O3的含量,进行了个人暴露对DNA甲基化的影响的观察性研究以及PM2.5对DNA甲基化和miRNA的影响的随机交叉研究。

首先陈仁杰教授进行了个人PM2.5暴露对DNA甲基化的影响的观察性研究。他纳入36名健康大学生,开展4次PM2.5个体暴露情况监测以及血压、血清生物标志物测量,每次个体暴露连续监测3天。结果显示PM2.5通过降低血管紧张素转化酶(ACE)基因的甲基化来增加血液循环中的ACE,导致血压升高。PM2.5通过降低炎症标志物DNA的甲基化来增加炎症标志物的表达,包括TNF-α、sICAM-1、sCD40L、IL-6。进一步定量分析显示PM2.5可以直接通过DNA甲基化影响15.3%的ACE以及8%(0-6h)和20.4%(7-24h)的TNF-α升高。

接下来陈仁杰教授又进行了个人O3暴露对DNA甲基化的影响的观察性研究。他纳入43名大学生,同样重复监测个人O3暴露量以及血压、血清生物标志物等。结果显示O3通过降低ACE和内皮素(ET)基因的甲基化来增加血液循环中的ACE和ET-1,导致血压升高。

在随机交叉研究中,陈仁杰教授首先随机纳入35名大学生,在48h内分别使用真性、假性空气过滤器改变宿舍PM2.5暴露情况,并限制受试者日常活动进行观察,结果显示真性空气过滤下可以降低60% PM2.5的暴露,PM2.5通过降低DNA甲基化使血清炎症标志物、凝血因子、血管功能标志物、血压和气道炎症有所升高,其中PM2.5通过甲基化可以显著影响17.82% CD40LG的水平。

为了模拟真实场景下PM2.5对人的DNA甲基化的影响,研究进一步随机纳入60名大学生,利用9天时间干预宿舍PM2.5空气质量,不干预受试者日间生活方式,通过室内外PM2.5加权暴露量得到最终数值。使用850k芯片技术对全基因组位点的甲基化水平进行研究。通过分析进一步显示PM2.5的升高可以引起细胞增殖和凋亡异常、线粒体相关活化异常以及早期系统性反应包括炎症、氧化应激、免疫异常和代谢改变等。同样,PM2.5通过降低miRNA的表达以增加炎症因子、凝血因子和血管收缩因子的数量。

陈仁杰教授表示并不是所有的甲基化和miRNA的改变都可以导致功能变化,未来还需要更大样本量、更普遍人群、更多表观遗传方式和全基因组的探索。

阅读数: 123