童年的“长臂影响”：早期室内空气污染暴露与后期认知表现之间的关联

《Social Science & Medicine》：The long arm of childhood: The association between early-life indoor air pollution exposure and cognitive performance in later life

本研究基于中国健康与退休追踪调查数据，采用因果森林模型，发现早期室内空气污染暴露（固体燃料烹饪）与晚年认知表现下降显著相关（β=-1.11, 95%CI [-1.15,-1.07]），其机制涉及生物（BMI、ADL）和社会经济（教育、收入）中介，且男性、吸烟及饮酒史者更易受损。

　　室内空气污染是全球范围内影响公众健康的重要环境因素之一，尤其在发展中国家，由于经济条件限制，许多家庭仍然依赖固体燃料（如煤、木材和秸秆）作为主要的烹饪能源。这种长期暴露不仅对呼吸系统造成危害，还可能对认知功能产生深远影响。近年来，研究逐渐揭示了室内空气污染对老年人认知能力的负面影响，但其在生命早期阶段的作用机制及对不同人群的影响差异仍不明确。本研究基于中国国家代表性数据，探讨了童年时期室内空气污染暴露与中老年人认知能力之间的关系，以及潜在的中介机制，为制定针对性的干预措施提供了科学依据。

### 研究背景与意义

随着人口老龄化进程的加快，认知功能下降已成为全球公共卫生领域关注的焦点。认知能力的衰退不仅会影响个人的生活质量，还可能带来一系列社会和经济问题，例如对长期照护的需求增加、医疗负担加重以及死亡率上升。目前，针对严重认知功能下降（如痴呆症）尚无有效的治疗方法，因此识别和干预认知衰退的风险因素显得尤为重要。已有研究表明，认知能力受多种因素影响，包括社会经济地位、健康行为、心理健康状况以及童年生活环境等。然而，关于童年时期室内空气污染暴露对认知功能的长期影响，仍缺乏系统的实证研究。

室内空气污染主要来源于固体燃料的燃烧，这种污染形式在发展中国家尤为普遍。由于燃烧过程中释放的有害物质（如颗粒物、一氧化碳和挥发性有机化合物），长期暴露于这种污染环境可能导致多种健康问题。尽管已有研究指出，室内空气污染与老年人认知能力下降之间存在显著关联，但这些研究大多关注的是成年期的暴露情况，而对童年时期暴露的影响则鲜有探讨。因此，本研究旨在填补这一知识空白，分析童年时期室内空气污染暴露对中老年人认知能力的潜在影响，并探索其作用机制。

### 研究假设与理论基础

本研究基于“生命历程理论”（Life Course Theory），该理论认为个体在生命早期的经历对其后续的发展轨迹具有深远影响。根据《柳叶刀》委员会的研究，空气污染被列为影响痴呆症的14个可改变风险因素之一，强调了空气污染对健康的长期累积效应。已有研究表明，长期暴露于室内空气污染与老年人认知能力下降之间存在显著关联，但这些研究主要集中在成年期的暴露情况。因此，本研究提出假设：童年时期暴露于室内空气污染与中老年人的认知能力下降之间存在负相关关系。

为了进一步揭示这种关联的机制，研究还考虑了三种潜在的中介路径：生物路径、心理路径和经济社会路径。生物路径包括炎症反应、体重指数（BMI）和日常活动受限（ADL）；心理路径涉及抑郁症状；经济社会路径则包括教育水平和收入水平。研究假设这些中介因素可能在童年空气污染暴露与老年认知功能之间起到桥梁作用。例如，童年时期空气污染暴露可能导致炎症反应，而炎症已被证实与认知能力下降和痴呆症风险增加有关。此外，空气污染还可能通过影响儿童的体重和日常活动能力，间接影响其成年后的认知功能。在社会经济层面，童年时期空气污染暴露可能阻碍教育机会，进而影响收入水平，这些因素又可能进一步加剧认知功能的衰退。

### 研究方法与数据来源

本研究采用了中国健康与退休追踪调查（China Health and Retirement Longitudinal Study, CHARLS）的数据，该调查涵盖了中国150个县和450个村庄或居民委员会的45岁及以上人群，具有较高的代表性。研究样本共7,161名参与者，均来自CHARLS的生命周期调查和第三轮数据。为了控制混杂因素，研究构建了一个有向无环图（DAG），以区分潜在的混杂变量和中介变量。研究选取的混杂变量包括性别、婚姻状况、教育水平、吸烟史和饮酒史等，而中介变量则包括炎症（通过C-反应蛋白测量）、BMI、ADL受限、抑郁症状、教育水平和收入水平。

为了准确估计童年时期室内空气污染暴露对认知功能的平均处理效应（ATE），研究采用了因果森林（Causal Forest）方法。该方法结合了机器学习与因果推断的优势，能够捕捉变量之间的非线性关系和交互作用，从而提高对异质处理效应的分析精度。此外，研究还采用了逆概率加权（IPW）技术，以减少由于样本不平衡带来的偏差，并增强处理组与对照组之间的可比性。

### 研究结果

研究结果表明，控制混杂变量后，童年时期室内空气污染暴露与中老年人认知能力下降之间存在显著负相关，平均处理效应为-1.11（95%置信区间[-1.15, -1.07]），支持了研究假设。进一步分析发现，这种暴露对记忆功能和精神状态两个关键认知领域均产生了显著的负面影响。具体而言，童年时期暴露于室内空气污染与记忆功能下降（估计系数为-0.89，95%置信区间[-0.91, -0.86]）和精神状态恶化（估计系数为-0.18，95%置信区间[-0.20, -0.16]）均存在显著关联。

在中介机制方面，研究发现，生物路径和经济社会路径在童年空气污染暴露与老年认知能力之间起到了显著的中介作用，而心理路径（如抑郁）则未表现出显著的中介效应。具体而言，BMI和ADL受限作为生物中介因素，其间接效应分别为-0.179和-0.056，表明童年时期空气污染暴露可能通过影响身体状况和日常活动能力，间接导致老年认知功能的下降。在社会经济层面，教育水平和收入水平均表现出显著的间接效应，分别为-0.368和-0.187，说明童年时期空气污染暴露可能通过降低教育机会和经济地位，从而影响老年认知功能。

此外，研究还分析了不同亚群体之间的异质效应。结果显示，男性、有吸烟史和饮酒史的个体在童年时期暴露于室内空气污染后，其老年认知功能下降的风险更高。这一发现与已有研究一致，表明性别和生活方式可能在空气污染暴露对认知功能的影响中起到调节作用。例如，男性可能由于生理结构和免疫反应的差异，对空气污染暴露更为敏感；而吸烟和饮酒等行为可能加剧空气污染带来的健康风险，尤其是对神经系统的影响。

### 讨论与启示

本研究首次基于中国国家代表性数据，探讨了童年时期室内空气污染暴露与中老年人认知功能之间的关系，为理解空气污染对认知能力的长期影响提供了新的视角。研究结果不仅支持了“生命历程理论”，还揭示了空气污染暴露可能通过生物和经济社会路径对认知功能产生持续影响。这一发现对于制定公共卫生政策具有重要意义，尤其是在改善家庭能源使用方式、推广清洁能源方面。

在生物路径方面，研究发现BMI和ADL受限是重要的中介因素，这表明童年时期空气污染暴露可能对身体状况产生深远影响。然而，炎症反应（通过C-反应蛋白测量）并未表现出显著的中介效应，这可能与长期暴露下身体的适应性反应有关。例如，长期暴露于空气污染可能导致身体对炎症的调节机制发生变化，从而降低C-反应蛋白水平。这一现象在其他研究中也有类似发现，说明炎症可能并非童年空气污染暴露影响认知功能的主要中介因素。

在心理路径方面，尽管抑郁症状在老年认知功能下降中扮演重要角色，但本研究并未发现其在童年空气污染暴露与老年认知功能之间的显著中介效应。这可能与研究设计有关，即抑郁症状的评估是在老年阶段进行的，而童年时期暴露与抑郁之间的因果关系可能受到时间延迟的影响。因此，心理路径的作用可能不如生物和经济社会路径显著。

在社会经济路径方面，研究发现教育水平和收入水平均对童年空气污染暴露与老年认知功能之间的关系起到了显著的中介作用。这表明，童年时期空气污染暴露可能通过限制教育机会和经济资源，影响个体的长期认知发展。例如，童年时期空气污染暴露可能导致儿童学习能力下降，进而影响其教育水平和未来的职业发展，最终导致收入水平降低。这些社会经济因素可能进一步加剧认知功能的衰退，形成一个恶性循环。

此外，研究还发现，不同亚群体之间的异质效应显著。男性、吸烟者和饮酒者在童年时期暴露于室内空气污染后，其老年认知功能下降的风险更高。这一发现提示，针对这些高风险人群，应采取更为针对性的干预措施。例如，通过改善家庭能源使用方式，减少空气污染暴露，可以有效降低这些人群的认知功能下降风险。同时，研究还强调了健康生活方式的重要性，尤其是在应对空气污染暴露带来的认知风险方面。

### 研究局限与未来方向

尽管本研究取得了重要进展，但仍存在一些局限性。首先，数据基于受访者的回忆，可能存在回忆偏差。特别是，对于老年个体而言，由于记忆能力的下降，其对童年时期空气污染暴露的回忆可能不够准确。其次，研究样本中，使用清洁能源的个体比例较低（近4%），这可能影响研究结果的统计效力，并对结论的推广性提出挑战。尽管如此，由于CHARLS数据具有全国代表性，这一小众群体仍然代表了数以百万计的中国中老年人，因此其研究结果仍具有重要的现实意义。

此外，本研究未能完全区分严格暴露与未暴露的个体，而是将从未使用清洁能源的个体与使用清洁能源或在17岁前转换为清洁能源的个体进行比较。这种分类方式可能低估了童年时期空气污染暴露对认知功能的真实影响，因此未来研究应采用更详细的暴露评估方法，如长期空气污染监测数据，以提高因果推断的准确性。

### 结论

本研究揭示了童年时期室内空气污染暴露对中老年人认知功能的显著负面影响，并探讨了其潜在的中介机制。研究发现，这种暴露可能通过生物路径（如BMI和ADL受限）和社会经济路径（如教育水平和收入水平）影响认知功能。此外，不同亚群体之间的异质效应表明，男性、吸烟者和饮酒者可能面临更高的认知功能下降风险。这些发现强调了改善家庭能源使用方式的重要性，尤其是在依赖固体燃料的家庭中。推广清洁能源不仅有助于改善当前的空气质量，还可能对未来的认知健康产生积极影响。因此，政府和社会各界应加强对清洁能源的推广，尤其是在农村和经济欠发达地区，以减少室内空气污染暴露，保护老年人的认知健康。