由于高患病率、发病率和死亡率，慢性阻塞性肺疾病（简称慢阻肺）已成为全球性的重大公共卫生问题。调查显示，我国慢阻肺患者人数已近1亿，而在年龄≥40岁人群中，慢阻肺患病率高达13.7%^［1］。2022年9月Lancet发布的《致力于消除慢性阻塞性肺疾病》报告中指出：真正消除慢阻肺主要依赖于完全消除肺部疾病的危险因素，尤其是室内、外空气污染等环境危险因素^［2］。然而，迄今为止，全球仍有约99%的人口生活在空气污染较为严重的地区，高达40%的慢阻肺死亡与空气污染暴露有关^［3］。

一般而言，空气污染物的暴露评价可分为3个层次：环境浓度、暴露水平和体内剂量^［4］。大多数流行病学研究使用室外固定监测站点的环境测量值来代表某区域的平均污染水平，或者基于土地利用回归等模型模拟更高空间分辨率的环境污染物浓度，然而，人们每天约80%以上的时间在室内度过，老年人、慢阻肺患者等人群在室内停留的时间甚至可能超过90%^［5］，这种仅仅依赖于室外环境浓度的暴露评价方法往往会产生较大的偏差。

个体监测可以准确地测量个体的暴露水平，但由于成本较高，往往只适用于短期或小样本的研究。为了尽量准确地评价人群的暴露水平，目前常用的方法是“时间-活动模式”。通过测量研究对象停留的室外、住宅、办公场所、交通工具等不同环境中的污染物浓度，结合人群的时间-活动模式，能够有效地估计研究对象的个体暴露水平，适用于较大范围的人群暴露评价。此外，某些化学组分（例如欧美国家的硫/镍元素、北京的铁元素）可作为室外颗粒物的示踪剂，将人群室内颗粒物暴露的室内源和室外源区分开来^{［6, 7］}。近年来，随着智能手机、材料科学、信息技术等的快速发展以及低成本污染物监测传感器的开发，人群空气污染暴露监测系统（如Bio³Air^［8］）应运而生，为开展大规模、长期且准确的人群环境暴露监测提供了机遇。

需要指出的是，上述暴露水平仅仅是人体表面与外界面的接触浓度，在不同的活动状态（如静坐、运动）下，人的呼吸速率明显不同，污染物的吸入量也会存在较大差异，此时需要考虑污染物的暴露途径（如呼吸道）及相应的暴露参数（如呼吸速率），计算污染物的潜在暴露剂量。此外，吸入的污染物需要穿过呼吸道进入体内被机体吸收，这部分物质真正参与体内的代谢、转运、储存或消除过程，导致人体出现不良健康效应，因此，研究者试图找到合适的内暴露生物标志物以反映个体污染物的实际暴露水平。研究发现，慢阻肺患者气道巨噬细胞内黑碳含量可作为大气PM_2.5（尤其是其碳质组分）暴露的潜在生物标志物^［9］，最近，国内学者开发了高通量自动化识别巨噬细胞及准确量化气道巨噬细胞内黑碳含量的PyCoCa系统^［10］，有望为将来开展PM_2.5内暴露评估及其健康风险评价提供一定的技术支撑。

1. 空气污染物长期暴露与慢阻肺：空气污染长期暴露与慢阻肺发生发展密切相关，既往研究证据多集中于固体燃料燃烧造成的室内空气污染以及大气颗粒物污染。荟萃分析显示，PM_2.5暴露浓度每升高10 μg/m³，慢阻肺发病率增加18%（95%CI：13%~23%）^［11］。过去10年间，全球大多数国家和地区的室内空气污染和大气颗粒物污染得到明显改善，而O₃污染却依然严峻^［3］，2021年世界卫生组织修订的《全球空气质量指导值》中，将大气PM_2.5年均指导值由10 μg/m³下调至5 μg/m³，并增设了高峰季O₃平均浓度限值（60 μg/m³）。低水平颗粒物污染及O₃暴露与慢阻肺健康之间的关系成为学者关注的热点。最近的一项前瞻性队列研究证据显示，PM_2.5暴露浓度每升高10 μg/m³与慢阻肺患者心血管疾病发病率增加10%（95%CI：1%~20%）有关，且在低浓度（<12 μg/m³）下表现出更强的效应（HR=1.88，95CI：1.56~2.27）^［12］。来自加拿大阻塞性肺病队列的最新证据还发现，肺部发育异常（通过较小的气道口径与肺体积比值来反映）的成年人的肺功能更容易受到低水平PM_2.5暴露（平均浓度：6.9 μg/m³）的不利影响^［13］。长期O₃暴露也与慢阻肺发病、急性加重和死亡风险增加密切相关^{［14, 15, 16］}，此外，长期O₃暴露还与肺气肿、呼吸道症状、肺功能下降以及小气道功能障碍有关^{［15，17］}，即使在低污染水平下（20 μg/m³），仍可观察到O₃的不良健康效应^［15］。

2. 空气污染物短期暴露与慢阻肺：大量流行病学研究证据表明，空气污染短期暴露与慢阻肺急性加重住院及死亡风险增加显著相关^［18］。空气污染短期暴露也会导致慢阻肺患者心肺功能受损，然而，当前研究证据多集中于颗粒物污染的健康影响。粒径是决定颗粒物毒性大小的重要因素之一。研究发现，室内颗粒物对慢阻肺患者心脏自主神经功能的影响随着粒径的减小而增强^［5］；与PM_2.5相比，室内超细颗粒物（Ultrafine particles，UFPs）对慢阻肺患者心脏自主神经功能的影响更强^［19］，近期的研究还发现大气UFPs对慢阻肺患者凝血功能的影响也明显强于PM_2.5^［20］。此外，颗粒物是由许多种化学物质组成的复杂混合物，越来越多的研究表明，与其质量浓度相比，颗粒物的组分与人群健康的关系更为密切。有研究发现大气PM_2.5中的水溶性离子及某些金属成分与慢阻肺患者心肺功能下降显著相关^［21］，大气PM_2.5中的多环芳烃也与慢阻肺患者肺功能下降和小气道功能障碍有关^［22］。考虑到慢阻肺患者大部分时间在室内度过，有学者提出以铁元素为示踪剂区分室内PM_2.5的室内源和室外源，进一步的研究发现，与室外来源PM_2.5相比，室内来源的PM_2.5与慢阻肺患者肺功能下降和心脏自主神经功能紊乱的关联更强^{［6, 7］}。

空气污染短期暴露对慢阻肺患者心肺功能的不良影响可能涉及氧化应激、炎症反应等多种生物学机制^{［22, 23］}。研究发现，气道氧化应激和炎症在大气PM_2.5多环芳烃暴露诱导的慢阻肺患者肺功能和小气道功能损伤中发挥重要的中介作用^［22］。此外，在高外周血嗜酸粒细胞计数（≥150/μl）的慢阻肺患者中，PM_2.5和NO₂对肺功能的不良影响更强^［24］，表明慢阻肺的炎症表型可能影响患者对空气污染短期暴露的反应。近些年来，代谢组学、转录组学、微生物组学等技术发展迅速，为全面、深入及系统阐明空气污染暴露对慢阻肺患者健康影响的潜在生物学机制提供了良好的机遇。Huang等^［25］基于尿液非靶向代谢组学分析，发现室内PM_2.5可能通过降低抗氧化能力和能量产生对慢阻肺患者健康产生不良影响。Xu等^［26］和Wang等^［20］基于靶向代谢组学技术，发现大气颗粒物可能通过改变鞘脂和花生四烯酸代谢影响慢阻肺患者的心血管功能。Yao等^［27］基于全血转录组学分析，揭示了癌症发展中的α6/β4整合素、Notch信号、泛醌代谢等生物信号通路在PM_2.5短期暴露所致慢阻肺健康损害中的潜在作用。空气污染还可能通过影响气道和肠道微生物组稳态危害慢阻肺患者的健康^［28］，例如，在我国上海的一项研究发现PM_2.5短期暴露会对人体气道微生物组产生明显影响，进而可能影响呼吸功能^［29］；在慢阻肺大鼠模型中，研究发现生物质燃烧和机动车尾气相关空气污染暴露24周会导致大鼠肠道微生物丰富度和多样性下降，同时伴有短链脂肪酸水平降低等代谢改变^［30］。

积极采取适宜的干预措施降低群体或个体的空气污染物暴露水平，对于减少其健康危害和改善慢阻肺患者的生活质量具有重要意义。从群体干预层面来看，由政府主导的大气污染的持续改善对于保障慢阻肺人群的健康具有明显的效益。德国的SALIA队列研究在1985—1994、2007—2010和2012—2013年3个时间段对妇女的肺功能进行测量，发现环境空气污染水平降低与人群肺功能改善显著相关^［31］。我国台湾地区自2005年以来大气PM_2.5水平逐年下降的背景下，有学者对台湾地区2001—2014年13万成年人的体检记录进行分析，发现大气PM_2.5年均浓度每降低5 μg/m³，人群FEV₁平均增加19.93 ml/年，FVC平均增加12.76 ml/年，FEV₁/FVC平均增加0.27%/年，慢阻肺发病率降低12%^［32］。广东省的一项病例交叉研究也发现，随着《打赢蓝天保卫战三年行动计划（2018—2020）》的实施，颗粒物及多种气态污染物水平得到显著改善，同时，空气污染物与慢阻肺住院率之间的关联明显减弱^［33］。

从个体防护的层面看，采用各种防护措施降低个体的空气污染暴露水平能够有效改善慢阻肺患者的健康状态。队列研究证据显示，改良家庭炉灶、采用清洁燃料以及改善厨房通风等措施能够有效改善室内空气质量，并显著降低慢阻肺的发病率^［34］。近期在美国开展的一项随机对照研究采用HEPA空气净化器降低慢阻肺患者室内PM_2.5水平，发现为期6个月的干预显著改善了患者呼吸道症状、运动能力和心脏自主神经功能，并降低了急性加重风险^{［19，35］}。此外，在日常活动中避免交通等空气污染暴露也能够有效保护慢阻肺患者的心肺健康，英国的一项随机交叉研究发现，与在污染较重的牛津街步行相比，在空气质量较好的海德公园内步行能够显著改善慢阻肺患者的肺功能，减少呼吸道症状，降低气道阻力以及脉搏波传导速度^［36］。此外，外出佩戴N95口罩、选择低暴露的出行方式、加强运动、摄入膳食抗氧化剂等措施也可能有助于保障人群的呼吸健康^{［37, 38］}，但在慢阻肺人群中的相关研究证据仍十分缺乏，需要通过严谨的前瞻性实验研究设计加以验证。

综上所述，有关空气污染短期或长期暴露对慢阻肺患者预后的影响在人群流行病学研究中取得了一些进展，但相关机制性研究仍待进一步加强。今后的研究设计需要更加优化，一些重要的混杂因素如患者药物服用情况、机体代谢状态、空气污染个体暴露水平、慢阻肺相关并发症等要重点考虑，针对慢阻肺患者对不同来源的大气颗粒物及其组分以及O₃、NO₂等气态污染物的易感性研究仍需进一步开展。此外，积极发展多学科交叉合作，针对空气污染物对慢阻肺患者预后的不良影响进行早期干预和预警，大力提倡和鼓励开展基于我国国情的空气污染和人群调查研究，不仅对慢阻肺的临床管理有重要支撑作用，也将为我国相关部门采取有针对性措施，改善我国空气质量和保障易感人群健康提供政策依据，具有重要的公共卫生意义。