综述：野火与特应性疾病：一项综述

《Allergy》：Wildfires and Atopic Diseases: A Review

本综述系统回顾了野火烟雾（特别是PM2.5）对哮喘、过敏性鼻炎和特应性皮炎等特应性疾病的诱发和加重作用，揭示了其相较于环境空气污染可能具有更强的毒性，并指出某些社区因资源匮乏而承受不成比例的健康风险，为制定针对性缓解策略和政策干预提供了重要依据。

　　

ABSTRACT

野火烟雾是近年来日益频繁和严重的重大环境健康威胁。野火烟雾中的一种危险成分是直径≤2.5微米的细颗粒物（PM_2.5）。有证据表明，暴露于野火PM_2.5可能会增加发生或加重特应性疾病（如哮喘、过敏性鼻炎和特应性皮炎）的风险。某些社区可能由于缺乏保护自己的资源和信息而受到不成比例的影响。本综述重点阐述了野火烟雾对特应性疾病的负面影响及其对特定社区的影响。需要进一步的研究来更好地理解影响野火烟雾危害的因素，并制定缓解策略和政策干预措施。

1 Introduction

野火是一种全球性现象，对人类社会和野生生态系统具有重大影响。近年来，全球野火数量显著增加，燃烧面积超过往年。例如，加州现代记录中最大的七场火灾均发生在过去五年内，而2023年毛伊岛发生了近一个世纪以来最致命的野火。一份联合国报告得出结论，到本世纪末，破坏性野火的风险可能增加57%。

野火发生和维持的三个必要条件是热量、燃料和氧气，常被称为“火三角”。更干燥和温暖的条件增加了植被的干燥度（野火燃料）和雷击（自然点火源）的发生；人类活动是灾难性野火的重要点火源。此外，全球地表风的加速不仅助长了火势蔓延，也为野火滋生创造了富氧环境。加之二氧化碳（CO₂）充足导致的植物生长加快和生长季节延长，这些条件共同导致了全球野火数量的增加。此外，野火向大气中释放的大量CO₂及其他气候强迫气体和气溶胶可以建立一个正反馈循环。

近年来，美国西部的野火年发生频率几乎是50年前的5倍，并与多种健康结局相关。例如，2018年加州野火估计在旧金山湾区造成了78亿美元的健康成本，住院和门诊就诊量显著增加。

强风可以将野火烟雾长距离输送。例如，加州的圣安娜风和迪亚布罗风将烟雾从荒野吹向人口密集的沿海城市。野火烟雾的影响范围不仅限于加州，强风使烟雾能够跨越州界和国际边界，影响到数千英里之外的地区，成为一个公共卫生问题。虽然流行病学证据表明野火直接影响人类健康并导致医疗保健使用增加，但与其它空气污染源相比，对野火烟雾特定健康效应的了解仍然有限。特应性疾病的发展和加重与交通相关空气污染有关，但关于野火相关空气污染和特应性的文献更为有限。本综述旨在总结当前关于野火烟雾与特应性疾病之间关联的数据，以及野火烟雾对不同人口亚群的不同影响。

2 Methods

在2024年1月至3月期间，我们使用PubMed和Embase进行了文献检索，以确定考察野火烟雾暴露对特应性疾病影响的研究。检索词针对哮喘、过敏性鼻炎和特应性皮炎分别设置。我们纳入了过去十年内发表的所有直接研究野火相关PM_2.5暴露与特应性健康结局关联的观察性和实验性研究。排除了叙述性综述、社论、评论、非英文发表或不包含PM_2.5作为感兴趣变量的文章。在野火特异性数据有限的章节，纳入了关于环境PM_2.5的研究结果以补充证据基础。

2.1 Wildfire Smoke Composition

野火和城乡交界带火灾产生的烟雾是由气体污染物（如CO₂、一氧化碳、挥发性有机化合物（VOCs））、有害空气污染物（如苯、甲醛、丙烯醛）、多环芳烃和颗粒物组成的复杂动态混合物。烟雾的化学成分各不相同，取决于燃烧的植被和建筑物类型、风力条件和火灾温度等因素。当野火波及居民区时，燃烧合成材料产生的排放物比仅燃烧生物质产生的排放物含有更多有毒化学物质。异氰酸是燃烧生物质的另一种副产物，其引起的蛋白质氨甲酰化被报道与烟雾相关的一些有害健康效应有关。暴露于异氰酸与特应性皮炎患病率增加和皮肤菌群失调相关；这一途径与野火烟雾的相关性值得进一步研究。

在构成野火烟雾的众多污染物中，直径≤2.5微米的细颗粒物（PM_2.5）占可吸入总质量的90%。PM_2.5构成重大威胁，因为它能够深入肺部，且超细部分可因粒径小而进入血液。虽然许多野火烟雾颗粒很小，但其总表面积很大，使其能够吸附各种有毒化学物质。这些细颗粒沉降缓慢，并可在风的协助下长距离扩散，影响本地和区域的空气质量。环境空气污染（PM_2.5是其常用代理指标）是非传染性疾病的第二大风险因素，估计在2019年全球造成420万人过早死亡。研究已证实PM_2.5暴露与心血管疾病、肺部病症/功能（包括哮喘和慢性阻塞性肺病加重）以及癌症之间存在强关联。基于PM_2.5急性暴露对健康有害影响的坚实流行病学证据，美国环境保护署（EPA）对人为源的颗粒物排放进行监管以改善空气质量。EPA设定的现行PM_2.5国家环境空气质量标准（NAAQS）日平均浓度为35微克/立方米。野火能够排放远超过此标准的PM_2.5浓度。随着人为PM_2.5排放减少和野火变得更加频繁，其对公众健康的有害影响将更令人担忧。

2.2 Toxicity of Wildfire PM_2.5

虽然探索城市源（如交通排放和工业化石燃料燃烧）环境PM_2.5负面健康效应的文献很丰富，但关于野火特异性PM_2.5的研究较为有限。毒理学研究报道，野火烟雾比环境空气污染含有更高浓度的氧化和促炎成分。由此产生的PM_2.5也被发现与非野火烟雾PM_2.5相比，呼吸系统健康效应的住院率增加十倍。此外，关于野火颗粒物炎症和细胞毒性效应的体外动物研究发现，细胞因子产生、异前列腺素产生（氧化应激指标）和凋亡活性均高于城市来源PM_2.5的影响。鉴于野火烟雾的毒性及其日益频繁的发生，持续评估野火特异性污染对人类健康的影响非常重要。

2.3 Association of Wildfire Smoke Exposure and Outcomes for Atopic Diseases

特应性是发生过敏性疾病的遗传倾向，通常与对常见过敏原的速发型超敏反应相关。免疫球蛋白E（IgE）抗体响应这些过敏原产生，引发炎症过程，导致特应性症状。特应性疾病的三种主要表现是哮喘、过敏性鼻炎和特应性皮炎。由于许多特应性的环境触发因素是空气传播的，并且空气污染物已知具有促炎作用，长期以来人们一直关注空气污染物与特应性疾病发生和加重之间的关联。

2.3.1 Asthma

在三种特应性疾病中，关于哮喘的研究最多，证据也最确凿。野火排放的颗粒物通过诱导氧化应激和炎症影响呼吸系统。在2008年北加州夏季火灾期间，哮喘患者的医疗保健使用增加。2023年加拿大野火期间的一项研究发现，纽约市日均PM_2.5水平在烟雾波期间达到100.9微克/立方米，与非烟雾期相比，哮喘急诊就诊增加1.44倍。2013年俄勒冈州野火季节期间，PM_2.5每增加10微克/立方米，与哮喘急诊诊断、门诊就诊和哮喘药物配药风险增加相关。2007年圣迭戈火灾期间，哮喘急诊就诊在火灾高峰期内增加112%。一项澳大利亚研究指出，在野火期间，30.8%的参与者因哮喘需要非预约医生就诊。2019-2020年澳大利亚野火季节也观察到配发的哮喘处方药增加。这些关于野火PM_2.5对哮喘影响的发现与其它来源PM_2.5影响的研究结果一致。

2.3.2 Allergic Rhinitis

过敏性鼻炎（AR）是一种常见的鼻部疾病，影响高达40%的人口，且患病率在增加。尽管患病率高，但这种炎症性疾病常未被诊断。与将哮喘与野火烟雾事件联系起来的文献相比，AR特异性研究相对较少。一项研究报道，在过敏诊所就诊的野火烟雾暴露患者中，与两次火灾事件相关的最常见呼吸系统诊断是AR和哮喘。缺乏研究的部分原因可能是AR症状不危及生命且非特异，与其它上呼吸道疾病症状重叠，患者常不寻求医疗帮助。然而，流行病学研究显示40%的AR患者有哮喘，高达95%的哮喘患者有AR。数据表明，在野火事件后寻求医疗帮助的AR患者也出现了哮喘发作。一项针对环境PM_2.5与AR关联的荟萃分析报告，在亚洲，细颗粒物与AR风险之间存在显著关联，但在西方国家进行的研究中该关系不显著。比较不同地理位置数据的局限性在于空气污染水平和成分的差异。推断到野火，野火排放的PM_2.5毒性更强、浓度更高，可能同样会促成AR的发生和加重。

2.3.3 Atopic Dermatitis

特应性皮炎（AD）是一种常见的慢性炎症性皮肤病，其特征是皮肤发红、脱屑和瘙痒。AD影响高达20%的儿童和3%的成人，在工业化国家患病率不断增加。对工业和交通空气污染与AD之间联系的研究回顾表明，其在AD发病率增加和病情加重中起作用。证据还表明，大多数气候危害，包括野火相关烟雾，会加重AD。一项研究发现在野火空气污染短期暴露期间，平均PM_2.5浓度每增加10微克/立方米，儿科AD门诊就诊和瘙痒门诊就诊平均周次数增加。在成人中，火灾间隔期内AD和瘙痒门诊就诊的调整后比率比高于非火灾周。此外，一项谷歌搜索量指数分析显示，在2020年加州雷击复合火灾期间，平均周PM_2.5每增加10微克/立方米，与“湿疹”、“瘙痒”和“皮肤发红”的平均周搜索量指数增加相关。这些研究表明，具有异质成分的野火污染即使在短期暴露后也会加剧AD症状，并且野火烟雾事件会显著增加医疗保健使用负担并影响患者生活质量。

野火烟雾导致AD发作的可能机制包括皮肤共生微生物群失调、芳烃受体通路、氧化应激和炎症诱导以及皮肤屏障功能破坏。特应性疾病常共存于个体中。野火季节可推荐缓解策略：待在室内关闭门窗、使用便携式高效微粒空气净化器或在中央通风系统中使用MERV 13过滤、户外穿着长袖长裤和N95口罩、调整支气管扩张剂剂量和/或服用抗组胺药。需要进一步研究来确定这些及其它策略的有效性。

2.4 Differential Impact of Wildfire Air Pollution

空气污染暴露水平可能因地区而异。最近一项关于PM_2.5暴露的研究报告称， across rural and urban areas, income levels, and exposure levels, people of color may be exposed to higher levels of PM₅ from anthropogenic emission sources. 研究人员将这种现象归因于歧视性住房政策的历史遗留问题。一项关于历史住宅红线划定与哮喘急诊就诊率的生态研究发现，历史上被划为红线的普查区比“低风险”普查区的哮喘急诊就诊率更高。在一项普查区研究中，研究人员报告称，在火灾期间和之后因AD发作就诊的患者居住区域，其基线污染负担与火灾期间和之后未观察到AD发作的区域存在统计学显著差异。许多生活在污染负担较高地区的患者聚集在先前被划红线或划为工业用途的邮政编码区，表明历史不平等可能影响当前因野火污染导致的AD发作差异。另一项研究报道，当野火成为排放源时，已经经历较高总PM_2.5暴露的个体（包括儿童、老年人、黑人和美洲原住民群体）比其他人承受更高的烟雾相关呼吸系统健康负担。

人群特异性因素也会影响野火对健康的影响，例如年龄和职业。研究显示，在野火期间，儿科人群和65岁及以上成年人的AD和瘙痒门诊就诊增加，但18-64岁成年人中没有。其他高风险人群包括消防员等职业群体。与社区成员相比，暴露于2016年加拿大麦穆里堡火灾与消防员新发哮喘诊断风险增加相关。

最近的研究发现，有效沟通的障碍是导致对野火脆弱性差异的显著因素。在2007年圣迭戈野火季节期间，研究人员发现超过三分之一的人口未能收到有关野火和疏散的相关信息。大多数紧急通知是英文的，而该地区唯一的西班牙语电台从未收到这些通知，导致西班牙语社区缺乏通知。同样，对于2017年托马斯火灾，野火警报、资源和服务没有被正确翻译和传达，使西班牙裔移民农场工人面临危险条件。这些事件凸显了需要对野火事件建立更具语言包容性的预警系统和资源。

导致野火影响不均的另一个因素是社会经济地位（SES），它可能阻碍人群充分准备、应对灾后恢复。研究表明，工业和交通空气污染的负担并非平均分担，其影响最严重地由社会经济水平较低的社区承受。研究人员采用社会生态学方法描述火灾脆弱性时强调，低SES社区缺乏能力执行预防性和保护性防火措施。此外，低收入社区可能资金不足或缺乏房主保险来重建被烧毁的房屋，可能在获取灾害救济资金和/或援助计划方面面临困难，抑制其从野火中恢复的能力。

这些研究强调了暴露于野火空气污染如何差异性地影响人口亚群。这些发现可以帮助政策制定者和州卫生机构识别那些装备不足以缓解和应对野火空气污染的地区和人群，并指导资源分配。对高风险人群的进一步调查有助于医疗保健提供者为预期在野火事件之前、期间和之后增加的医疗保健使用做好更好准备。

3 Limitations of Current Research and Future Directions

关于野火烟雾暴露对特应性病症（特别是过敏性鼻炎和特应性皮炎）健康影响的研究有限，且所有研究仅考察短期暴露健康效应。研究野火烟雾的长期健康影响具有挑战性，因为烟雾暴露具有间歇性、不可预测性和地理变异性。此外，很少有健康结局研究报告捕捉那些显著影响生产力和生活质量的更细微健康影响。未来的研究可以评估现有关于农田焚烧产生的烟雾以及家庭烹饪和取暖燃烧生物质燃料造成的室内空气污染的研究，这些烟雾与野火烟雾更相似，而非工业或交通空气污染，以填补特应性病症的知识空白。为应对野火对亚人群的不同影响，一些潜在的政策干预和缓解策略可包括向低收入社区居民提供购买便携式HEPA过滤设备的补贴、向服务低收入社区的学区提供拨款以创建洁净空气教室、向低收入社区提供拨款以创建更具野火抵御能力的房屋，以及房屋保险改革。

Author Contributions

概念化（M.L.W., A.H.），调查（A.H., M.L.W.），方法论（M.L.W., A.H.），可视化（A.H., M.L.W.），初稿撰写（A.H.），审阅和编辑（A.H., J.R.B., M.L.W.）。

Conflicts of Interest

作者声明无利益冲突。