长期空气污染暴露对体力活动与COPD住院关联的效应修饰：一项50万中国成年人的前瞻性队列研究

为解决高污染环境下体力活动对慢性阻塞性肺病（COPD）保护作用是否被削弱的问题，研究人员开展了一项大规模前瞻性队列研究。结果显示，在低PM2.5、NO2和O3暴露人群中，高强度体力活动可降低18-23%的COPD住院风险；而在高污染环境中，这种保护作用显著减弱甚至消失（p-interaction <0.001）。该研究为污染地区公共卫生策略制定提供了重要依据。

　　

随着工业化进程加速，空气污染已成为全球性的健康威胁。细颗粒物（PM_2.5）、二氧化氮（NO₂）和臭氧（O₃）等污染物被证实与呼吸系统疾病密切相关。与此同时，适度体力活动被认为是预防慢性阻塞性肺病（COPD）的少数保护因素之一。然而，在高污染环境中进行体力活动是否会因增加污染物吸入而抵消其健康益处，一直是公共卫生领域的重要科学问题。

此前在低污染西方国家开展的研究显示，空气污染并未显著改变体力活动与COPD风险之间的负相关关系。但在中国这样同时面临高污染负荷和高COPD疾病负担的国家，这一相互作用可能呈现不同特征。中国拥有全球最多的COPD患者（约1亿人），2021年因COPD死亡人数达130万。在此背景下，阐明空气污染与体力活动的交互作用对制定有效的公共卫生策略具有重要意义。

研究人员利用中国嘉道理生物银行（China Kadoorie Biobank, CKB）的前瞻性队列数据，开展了一项大规模研究。该研究招募了来自中国10个地区的467,944名基线无气流受限的成年人，通过多变量Cox回归模型，分别按长期暴露于环境PM_2.5（中位数：58.7 μg/m³）、NO₂（33.3 μg/m³）和O₃（87.8 μg/m³）水平进行分层，考察总体力活动水平（代谢当量任务-小时/天；MET-h/d）与COPD住院之间的暴露-反应关系。

研究采用了几项关键技术方法：基于卫星遥感和高分辨率随机森林模型估算1km×1km网格的PM_2.5、NO₂和O₃浓度；使用经过验证的体力活动问卷计算总MET-h/d；通过连接死亡和疾病登记系统以及国家医疗保险数据库（覆盖率>96%）追踪COPD住院事件；应用多变量Cox比例风险模型分析数据，并针对回归稀释偏倚进行了校正。

研究结果

研究设计及参与者特征：研究最终纳入467,944名成年人（平均年龄51.8岁，女性占60%），平均随访12.5年，记录了14,688例COPD住院事件。按空气中位数浓度分层后，高污染暴露人群更多居住在城市地区，具有较高的规律饮酒率和较低的年平均温度、相对湿度。

暴露-反应关系：体力活动与COPD的关联在低空气污染暴露参与者中呈负相关，而在高污染暴露参与者中显示微弱或无关联（所有p-interaction <0.001）。比较体力活动最高（≥29.8 MET-h/d）与最低四分位数组（<10.7 MET-h/d），低空气污染暴露者的COPD风险显著降低18-23%，而高污染暴露者仅显示边际显著性风险升高（针对PM_2.5和NO₂）。

按上三分位数分层分析：当使用上三分位数切点（PM_2.5：61.5 μg/m³；NO₂：35.7 μg/m³；O₃：94.7 μg/m³）分层时，效应修饰作用进一步增强。在高PM_2.5暴露组中，体力活动高于约25 MET-h/d时与COPD风险呈正相关。

亚组分析：按吸烟状态和性别进行的亚组分析显示，效应修饰模式基本一致。在女性和非规律吸烟者中，空气污染对体力活动-COPD关系的分层作用更为明显，尤其是在PM_2.5和NO₂方面。

敏感性分析：排除随访初期3-8年事件、自我报告健康状况差者、基线有结核或哮喘者、特定高COPD发病率地区参与者或极端肺功能值者后，结果保持稳健。按教育水平分层分析显示，不同教育组均观察到体力活动的显著负相关，未出现高风险MET-h/d下的关联减弱或风险逆转。

研究结论与讨论表明，长期暴露于高浓度环境PM_2.5（≥58.7 μg/m³）、NO₂（≥33.3 μg/m³）或O₃（≥87.8 μg/m³）会显著削弱增加体力活动水平对中国成年人COPD发病风险的潜在益处。这是首次在高污染、高COPD负担人群中开展的相关前瞻性研究，填补了长期存在的知识空白。

与低污染环境下的既往研究相反，本研究表明PM_2.5、NO₂和O₃的长期暴露显著减弱了体力活动与COPD风险之间的负相关关系。这与一个常见假设一致：只要污染水平足够高，长期空气污染暴露就可能超过体力活动对抗COPD的潜在益处。这为具有显著COPD负担的低收入和中等收入国家的体力活动指南和公共卫生保护策略提供了重要参考。

研究的潜在机制可能涉及多个方面：体力活动通过建立和维持呼吸健康、减缓肺功能下降、降低感染风险以及减少全身和呼吸道炎症和氧化应激来预防COPD发展；而空气污染物则通过长期增加全身和呼吸道炎症和氧化应激，以及短期触发呼吸道症状和COPD急性加重来促进COPD风险。增加体力活动同时会增加个体的通气率，进而增加空气污染物的吸入剂量，可能抵消高强度体力活动对抗COPD的潜在益处。

该研究存在一些局限性：体力活动水平基于基线自报信息估算，存在测量误差；无法区分室内外体力活动，缺乏人们在户外时间的数据；COPD事件仅捕获需要住院的较重病例；空气污染暴露评估存在误差等。尽管如此，通过各种敏感性分析，主要发现保持稳健。

综上所述，在中国成年人中，虽然总体力活动与降低首次COPD住院风险相关，但增加长期环境空气污染暴露似乎减弱了体力活动的潜在益处。需要进一步研究来阐明这种联合关联背后的机制，这将为污染地区的体力活动公共卫生指南提供重要信息。改善空气质量和促进体力活动的政策行动是中国和其他类似人群减少COPD负担的有前景的策略。

该研究由中英奖学金信托基金、中国国家重点研发计划、嘉道理慈善基金会、惠康基金会、非传染性慢性病-国家科技重大专项、国家自然科学基金、英国医学研究委员会、英国癌症研究中心和英国心脏基金会共同资助。研究成果发表在《The Lancet Regional Health - Western Pacific》期刊上。