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PM2.5暴露与TMAO水平在患有1期高血压的中国学生中的关联研究

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目的：颗粒物（PM2.5）对人类健康产生直接影响。在全球范围内，PM2.5暴露与心血管疾病（CVD）死亡风险的增加有关。高血压和1期高血压是CVD高发的主要原因。近年来，PM2.5暴露和三甲胺N-氧化物（TMAO）水平提升之间的关系也被认为是CVD发生的原因。高血压人群的流行病学研究支持了PM2.5暴露增加CVD患病风险的可能性这一说法。临床和实验研究也证实PM2.5暴露伴随的血压和TMAO水平的提升增加了CVD易感性。PM2.5由各种空气污染物组成，有研究探讨空气污染物是否可能对心血管系统产生不同影响，但特定的空气污染物是否直接导致PM2.5参与心血管疾病及其不利健康影响尚不明确。血压升高是CVD的主要危险因素。 在中国城市中，减少空气污染已被证实能有效控制心血管疾病的死亡率，但减少PM2.5总排放量仍需要长期努力，尤其是在空气污染严重的地区。通过查明PM2.5中存在的主要有毒空气污染物并减少其排放，可以成为保护易感人群的有效战略。许多流行病学研究都将颗粒性空气污染物与心血管疾病的不利影响联系起来，最显著的表现为心血管疾病发病率和死亡率风险的增加与PM2.5暴露有关。在流行病学及实验研究中，与交通相关的颗粒物被证实在颗粒物引发的心血管健康问题中发挥重要作用。有人提出，空气污染物尤其是颗粒物可能进入影响系统炎症和高凝状态的循环系统中，改变心脏自主神经系统，增加外周血压，并通过氧化途径引起动脉粥样硬化。流行病学研究表明，空气污染物的这种生物机制与近年来心血管疾病发病率的增加密切相关。几项研究表明，暴露于颗粒物与系统炎症和高凝状态，外周血压升高以及血浆同型半胱氨酸（CVD的危险因素）升高直接相关。 PM2.5对心血管疾病的短期影响已经被欧美国家广泛报道，这被证明是发病率和死亡率的指标，如住院率和急诊率（ERVs）。然而，迄今为止尚未明确各种颗粒物的暴露在上述与空气污染带来的对心血管健康不利影响相关的生物机制中的作用。这个领域以前进行的大多数研究证实了有限的空气污染物或颗粒物，然而空气污染研究需要测量一系列空气污染物，以更深入地了解空气污染混合物的特征及其对人类健康的毒性。这些粒子主要来源于许多不同的固定或便携任务或自然界。由燃烧产生的颗粒相比于其他来源产生的颗粒被认为对人类健康更不利。目前尚未明确相对于正常血压人群，患有高血压或1期高血压的个体在PM2.5暴露后是否具有更高的CVD患病风险。本研究旨在1期高血压的青年人群中评与PM2.5暴露与血浆TMAO水平改变的相关性。 方法：在患有1期高血压的南京大学生中采用回顾性和描述性的群体研究方法。研究的受试者是来自南京晓庄学院的40名大学生，年龄均为18岁及以上，并在研究期间在校园内生活，常规体检已发现1期高血压（收缩压SBP从120至139毫米汞柱（mm Hg）或舒张压DBP从80到89毫米汞柱），并排除当中有吸烟、饮酒、糖尿病、肥胖（体重指数超过30）、高血压和临床诊断心血管疾病的患者。本研究获得了东南大学以及中大医院的机构评审委员会的批准，所有受试者参与时均已填写知情同意书。本研究的设计为重复测量环境中PM2.5空气污染物、血压和血浆参数组成的定组研究。从2017年2月10日到2017年3月17日对每个受试者共安排6次采血。每次采集上午8:00至11:00的血液样本以尽可能地合理控制生物节奏。入学时收集统计了参与者个人特征（性别、身高、体重和体重指数）。为了尽量减少饮食对TMAO及前体水平的影响，所有受试者都被要求在研究期间避免暴饮暴食、烧烤或自助餐。所有受试者均完成每日膳食自填问卷。 技术人员使用汞柱式血压计进行标准的静息血压测量，受试者在休息室内休息至少15分钟，然后测量左上臂血压至少三次，测量之间的最小间隔为2分钟。在大多数情况下，第二组和第三组的读数是平均的，以计算收缩压（SBP）和舒张压（DBP）。但如果第二次和第三次的测量差异超过5mm汞柱，则认为BP不稳定，并采取另外的一至三次测量，直到差异在5毫米汞柱内。使用HPLC-MS/MS系统（AGETENT6400系列三重LCMS，美国）检测血清TMAO水平。将60μL血清样品加入100μL乙腈，含有10μm内标（TMAO-D9和胆碱-D9，多伦多研究化学品公司，加拿大），离心13000g，沉淀10分钟，随后对上清液进行分析。 采用线性混合效应模型评价BP－PM2.5和血浆参数PM2.5之间的相关性。在单组分模型中，PM2.5和标准空气污染物并入固定效应项，添加每个受试者的随机截距，以解释每个受试者收集的多个重复测量之间的相互关系。这包括多个协变量作为固定效应项，平均温度和相对湿度的移动平均值在当天和前7天控制天气条件下的混杂效应，以及个体特征，包括年龄、性别和体重指数。研究者证明，生物效应和累积暴露率在暴露于多天之间的关联比暴露于一天更为有力。因此，我们使用从延迟1天到最大延迟7天的移动平均滞后模型，来探讨PM2.5对BP和血浆参数的急性影响的滞后结构。除了上述基本的单组分模型外，我们还建立了一个双污染模型来评估PM2.5的影响是否依赖于同时暴露于其他标准空气污染物，以评估PM2.5空气污染物的稳健性。在PM2.5与空气污染物之间的线性回归模型中得到了各污染物的残差，在排除了与其他成分的共线性后，测量对PM2.5观测效应的独立贡献。结果表示为95%可信区间（CIS）在BP与四分位范围内（IQR）增加的空气污染物等离子体参数的估计变化百分比。所有的分析模型都是使用SAS9.4软件（SAS Institute,Cary,NC,USA）进行的，显著性水平为P＜0.05（双尾）。 结果：在0-1天的暴露时间内分析血压相关性，发现PM2.5，NO2，CO与血压升高显著相关。在双污染物模型中控制PM2.5后，NO2和CO暴露与血压升高无关。我们还发现PM2.5，PM10，NO2，SO2和CO与血压升高有显著正相关。在PM10双污染物模型中控制PM2.5后，NO2，SO2和CO暴露与血压升高无关。我们还分析了不同移动平均日PM2.5和SBP之间的关联，它显示在控制其他气态污染物后，滞后0-1天，0-2天，0-3天PM2.5暴露与SBP升高仍然相关。PM2.5滞后0-1天至滞后0-3天与血压升高一致为阳性或呈显著正相关。PM2.5与DBP之间的关联通过不同的移动平均日来分析，发现在控制其他气态污染物后，滞后0-1天，0-2天PM2.5暴露与DBP升高仍然相关。对于PM10，NO2，SO2，CO和O3来说，滞后0-1天与血压升高有显著的统计学意义。 首先，在单一组分模型中估算PM2.5和空气污染物对血清TMAO水平的影响，发现PM2.5从滞后0-4天到滞后0-7天显著相关。还发现PM10，NO2，SO2和CO从滞后0-5天直到滞后0-7天呈显著正相关。O3在血清TMAO水平上没有显著关联。调整PM2.5的浓度后，没有统计学意义。因此，双污染物模型的TMAO变化之间没有关联。PM2.5与TMAO之间的关联用不同的移动平均日进行分析。因此，即使在控制其他空气污染物后，结果显示滞后0-4天，0-5天，0-6天，0-7天，PM2.5暴露与TMAO水平的升高相关。PM2.5滞后0-4天至滞后0-7天仍与TMAO水平的升高显著相关。 结论：研究表明，PM2.5在影响心血管系统的病理现象中起着至关重要的作用。研究还指出，气态污染物如NO2，SO2，CO和O3与中国学生的血压和TMAO水平升高有关，这表明CVD风险较高。因此，应进行更大规模的研究来评估PM2.5，血压和TMAO水平之间的关系。我们可以得出结论，颗粒物（PM2.5）与患有1期高血压的中国学生TMAO水平升高有关。

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  • 作者

    Rabina Sinkemani(张玥);

  • 作者单位

    东南大学;

  • 授予单位 东南大学;
  • 学科 公共卫生
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 陈瑞,朱凤才;
  • 年度 2018
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类
  • 关键词

    暴露; TMAO; 高血压; 中国学生;

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