热浪/冷空气与大气PM2.5对呼吸系统疾病影响的交互作用研究

Climate change and air pollution exacerbation have promoted the frequently occurring of cold weather, heat wave and haze in china respectively, which in turn increase the respiratory diseases problems. It is known that each of cold air, heat wave or PM2.5 (major content of haze) is related to the increase of respiratory diseases and death, while the interactive effect between them is still an interesting problem to be studied. Therefore, this study will ①explore the effect of cold air and heat wave on ambient PM2.5 and their interactive effects on the respiratory diseases through epidemiologic methods, and② apply animal experiment to unveil the possible mechanism of their interactive effect on respiratory disease. The purpose of this study is to provide experience for the study over the interactive effect of extreme climatic events and ambient particulate matter pollution on human health and provide rational evidence for the healthy forecast in meteorology and environment, which could cut down the disease occurrence and death, and promote human health.

气候变化加剧引起热浪和低温天气频繁出现，而国内大气污染所引起的雾霾天气也日趋严重，它们所带来的呼吸系统健康问题也因此变得越发严峻。已有证据显示冷空气/热浪及雾霾主要成分PM2.5都与呼吸系统疾病发病和死亡的升高有关，而冷空气/热浪与PM2.5对呼吸系统疾病影响是否存在交互作用及作用机制将是本研究讨论的主要问题。本研究将①通过人群流行病学研究探讨冷空气/热浪对大气PM2.5浓度的影响及与PM2.5对呼吸系统疾病影响的交互作用；②通过动物实验进一步探索冷空气/热浪与大气PM2.5对呼吸系统疾病影响的交互作用机制。本项目旨在为研究气候变化带来的极端气候事件与大气颗粒物污染在健康影响中的交互作用奠定基础，为进行气象环境健康预报提供科学依据，从而减少疾病发生，促进健康。

流行病学研究揭示冷空气/热浪与PM2.5对呼吸系统疾病的影响中存在交互作用，但对于该作用的机制研究却很少。本研究发现冷空气/热浪与PM2.5对COPD大鼠呼吸系统的影响显著强于对健康大鼠的影响。利用COPD大鼠模型作为研究对象，发现热浪和冷空气都可以加重PM2.5对COPD大鼠呼吸系统的影响，造成肺功能降低、肺组织损害更明显、炎症反应和氧化应激反应加重。在机制研究方面，高低温均可加强大气PM2.5对AMs的毒性作用，可能通过降低SOD活性促进氧化应激而降低其细胞活性和吞噬功能，从而加重对COPD呼吸系统的影响。此外，冷空气主要通过激活ANGⅡ和NFκB炎症反应通路，并抑制Nrf2/HO-1抗氧化反应通路，从而加重PM2.5对COPD大鼠呼吸系统的的影响。然而，热浪的影响，主要可能是通过抑制Nrf2/HO-1通路，从而诱发更多的氧化自由基，加重COPD疾病。