室内可吸入沙漠粉尘暴露诱发慢性心力衰竭患者气道氧化应激与炎症反应的快速应答

【字体: 时间:2025年08月05日 来源:Scientific Reports 3.9

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  本研究针对气候变化加剧下沙漠粉尘事件导致的室内PM10污染问题,由西班牙加那利群岛大学医院等机构联合开展,首次通过实时监测患者居室PM10浓度及连续采集痰液样本,揭示沙漠粉尘暴露24小时内即可显著升高IL-8、MDA等炎症标志物水平。该发现为脆弱人群室内防护提供了直接证据,对心血管疾病二级预防具有重要临床意义。

  

随着气候变化加剧,撒哈拉沙漠粉尘事件频发,导致全球多地PM10浓度持续超标。世界卫生组织数据显示,99%人口暴露于超标PM污染中,每年造成约420万例室外空气污染相关死亡。尤其令人担忧的是,慢性心力衰竭(CHF)患者因基础炎症状态和内皮功能障碍,可能对粉尘暴露更为敏感。然而既往研究多基于室外监测数据,无法真实反映患者主要活动场所——室内的实际暴露情况。

西班牙加那利群岛大学医院(Universidad de La Laguna, Hospital Universitario de Canarias)联合国家研究委员会(CSIC)等机构开展的DESERT HEART研究,创新性地在40名稳定期CHF患者家中部署空气质量监测仪,同步采集每周痰液样本,首次证实室内PM10≥90μg/m3暴露24小时内即引发气道炎症标志物激增。该成果发表于《Scientific Reports》,为极端气候事件下的精准健康防护提供了重要依据。

研究团队采用三大关键技术:1)居家PM10实时监测系统(AirVisual设备经EN-12341:2015标准校准);2)标准化痰液诱导采集技术(3%高渗盐水喷雾法);3)多重生物标志物检测(ELISA法测定IL-8、TGF-β1等,分光光度法检测MDA)。所有样本采集均在医院监护下完成,确保CHF患者安全。

主要结果

短期暴露与生物标志物变化

数据分析显示,当室内PM1024小时均值>90μg/m3时,暴露当日痰液标志物即出现峰值:IL-8(白细胞介素-8)升高6.9ng/g湿重(p=0.032),氧化应激标志物MDA(丙二醛)增加1.3nmol/g湿重(p=0.014),MMP-9(基质金属蛋白酶-9)上升222.4ng/g湿重(p=0.09)。值得注意的是,这种急性反应具有"速升速降"特点,暴露后第2天标志物水平即显著回落。

粉尘事件与气象关联

10观测'>

MERRA-2大气模型与卫星观测证实,所有PM10超标事件均对应北非沙尘传输。室内监测显示极端浓度达301μg/m3,为WHO日均限值的6.7倍。研究同时发现,温湿度等气象参数对生物标志物影响无统计学意义。

讨论与启示

该研究首次揭示室内沙尘暴露与CHF患者气道反应的剂量-效应关系。特别值得关注的是,虽然研究对象为NYHA I级(纽约心脏病学会心功能分级I级)的稳定期患者,其炎症反应强度仍显著高于既往报道的健康人群数据,提示CHF患者可能存在"双重打击"机制——既有的慢性低度炎症叠加环境刺激诱发急性反应。

从公共卫生角度看,研究发现具有三重价值:1)证实普通建筑对PM10的防护不足,需开发针对性室内净化方案;2)为沙尘预警系统提供生物标志物响应阈值(90μg/m3);3)提示气候变暖背景下,北非荒漠化扩张可能加剧欧洲心血管疾病负担。研究局限性包括未分析粉尘组分(如金属含量、微生物负载)的具体作用,未来需结合毒理学实验深入解析致病机制。

10暴露对炎症标志物的影响'>

这项开创性工作由Alberto Dominguez-Rodriguez团队完成,其创新性地将环境医学与心血管病学交叉融合,为理解气候-健康关联提供了新范式。随着《巴黎协定》实施进程推进,此类研究将为评估气候变化健康损益提供关键科学证据。

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