β-受体阻滞剂对心力衰竭患者PM2.5暴露与心率关联的调节作用：基于电子健康记录与动物模型的交互验证

本研究针对心力衰竭(HF)患者PM2.5暴露与心血管功能的关联，创新性地揭示了β-受体阻滞剂(β-blockers)对PM2.5-心率(HR)关系的调节作用。通过分析26,653例HF患者的电子健康记录(EHRs)和动物实验数据，发现β-blockers可显著减弱PM2.5对HR的影响（交互作用β=-0.68），为环境健康风险防控提供了新思路。

　　

空气污染尤其是细颗粒物(PM_2.5)已成为全球公共卫生挑战，每年导致数百万人死亡。对于心力衰竭(HF)患者而言，PM_2.5暴露会通过激活交感神经系统(SNS)加重心脏负担，而临床常用的β-受体阻滞剂(β-blockers)恰好通过阻断SNS发挥作用。然而，β-blockers是否会改变PM_2.5对HF患者心血管功能的影响，这一关键问题尚未得到系统解答。

美国环境保护署(US Environmental Protection Agency)和北卡罗来纳大学教堂山分校(University of North Carolina Chapel Hill)的研究团队开展了一项创新性研究。他们整合了26,653名HF患者的电子健康记录(EHRs)和精准的PM_2.5暴露数据，同时辅以高血压心衰易感大鼠的柴油尾气(DE)暴露实验，首次量化了β-blockers对PM_2.5-心血管功能关联的调节效应。

研究主要采用三项关键技术：1) 基于机器学习构建的1km²分辨率PM_2.5暴露模型；2) 线性混合效应模型分析EHRs中2,535,607次生命体征测量数据；3) 大鼠模型通过放射遥测技术监测HR、血压(BP)和HRV指标。

主要结果

1. β-blockers显著改变PM_2.5-HR关联

   在未使用β-blockers的HF患者中，5日平均PM_2.5每增加10μg/m³会使HR升高0.87次/分(95%CI:0.74-1.00)；而使用后该关联逆转为-0.17次/分(95%CI:-0.24至-0.11)。交互作用分析显示β-blockers使关联减弱78%(β_interaction=-0.68)。

2.5-HR关联的调节效应'>

1. 人群亚组差异显著

   女性(β_interaction=-0.88)和白人患者(β_interaction=-0.84)的调节效应更强；住院患者(β_interaction=-0.79)比门诊患者更显著。心脏选择性β-blockers的调节作用略优于非选择性药物。

2. 动物实验验证关键发现

   大鼠实验显示，阿替洛尔(atenolol)使DE暴露导致的HR升高减少57%，与人类数据趋势一致。但PM_2.5对血压的影响未呈现一致性改变。

结论与意义

该研究首次证实β-blockers能显著减弱PM_2.5对HF患者HR的影响，这一发现具有三重价值：

1. 临床层面：解释了既往研究中PM_2.5-心血管关联的异质性，提示评估环境健康风险需考虑药物使用情况；

2. 机制层面：证实β-blockers通过SNS通路而非HRV途径调节PM_2.5效应；

3. 公卫层面：为HF患者提供了降低环境健康风险的新思路，尤其对女性和白人群体更具保护价值。

研究也存在一定局限，如EHRs缺乏用药依从性数据，且动物实验仅使用单一β-blocker。未来需要更多研究探索不同类别β-blockers的环境保护效应，以及这种调节作用是否延伸至住院率等临床终点。该成果发表于《Environmental Health》，为环境医学与心血管病学的交叉研究提供了范式。