印度不同排放源细颗粒物空气污染与认知功能下降的关联研究

本研究针对中低收入国家面临的高浓度PM2.5污染问题，通过印度老龄化研究的全国代表性队列数据，首次系统分析了不同排放源PM2.5与认知功能下降的关联。研究发现居民燃烧源PM2.5与认知加速衰退显著相关，而交通和野火源PM2.5反而与较慢认知下降相关。该研究为制定针对性空气污染干预策略提供了重要科学依据，对预防痴呆症具有重大公共卫生意义。

　　

在全球人口老龄化加速的背景下，痴呆症已成为困扰老年人及其家庭的重大健康问题，带来沉重的经济和社会负担。目前全球约有5500万痴呆症患者，其中60%生活在发展中国家，且这一比例预计到2050年将上升至71%。面对这一严峻挑战，识别可干预的风险因素显得尤为重要。2024年《柳叶刀》痴呆症预防委员会将细颗粒物（PM_2.5）空气污染列为12个关键可改变风险因素之一，这在中低收入国家（LMICs）尤其值得关注，因为这些地区由于依赖生物质燃料和使用较少的排放控制措施，PM_2.5浓度通常更高。

然而，现有研究大多将PM_2.5视为一个整体，忽略了其来源的多样性。PM_2.5可来自居民燃烧、工业排放、交通运输、能源生产等多种源头，不同来源的颗粒物具有不同的物理和化学特性，可能对大脑产生不同的影响。特别是在印度这样的中低收入国家，既有与高收入国家类似的污染源（如交通运输和能源生产），也面临着居民燃烧生物质燃料带来的独特污染挑战。为了填补这一知识空白，由密歇根大学Boya Zhang和Sara D. Adar领衔的研究团队开展了一项开创性研究，成果发表在《Environment International》上。

研究人员利用印度纵向老龄化研究（LASI-DAD）在2017-2019年和2022-2024年两轮调查的认知表现数据，结合高分辨率空气污染模型，分析了5699名老年人（平均年龄70±8岁）长期暴露于不同来源PM_2.5与认知功能变化的关系。研究采用了一系列先进的技术方法：通过统一痴呆症诊断评估（Harmonized Diagnostic Assessment of Dementia）对认知功能进行综合测评；使用数据集成空气质量模型（DIMAQ）以1平方公里分辨率估算参与者居住地的PM_2.5浓度；借助GEOS-Chem大气化学传输模型解析9大排放源的贡献比例；应用广义估计方程（GEE）模型分析污染暴露与认知变化的关联，并调整了多种个体和社区水平的混杂因素。

研究结果揭示了几个重要发现：

认知功能与污染暴露的基线关联显示，在调整多种混杂因素后，总PM_2.5浓度与基线认知表现无显著关联，仅风扬尘源PM_2.5与较好的认知功能相关。

认知下降速率的关键发现表明，较高的总PM_2.5浓度与较快的认知下降速度显著相关（每年每SD增加：-0.012，95%CI：-0.021，-0.004）。特别值得注意的是，不同排放源表现出截然不同的效应：来自能源生产、工业和居民燃烧的PM_2.5与更快的认知衰退相关，而来自农业、交通运输、野火和风扬尘的PM_2.5反而与较慢的认知下降相关。其中居民燃烧源和野火源的统计证据最强。

居民燃烧源的突出影响在进一步分析中发现，居民燃烧源PM_2.5每增加一个标准差，认知年下降速度加速0.035个标准单位（95%CI：-0.061，-0.008）。细化来源分析表明，这种效应主要来自生物质燃料燃烧的贡献。

人群异质性分析显示，能源生产源PM_2.5的负面效应在男性中更明显，而居民燃烧源的危害在女性中更显著。地区差异分析表明，西部和南部地区居民表现出较差的基线认知功能，而北部和东部地区居民则经历更快的认知下降。

讨论与结论部分强调了本研究的多重意义。研究发现总PM_2.5与认知下降的关联与既往研究一致，但缺乏基线关联可能反映了印度高污染环境下的"健康幸存者"效应。居民燃烧源PM_2.5的显著危害尤其值得关注，因为这类污染在印度占PM_2.5总浓度的28%，全球约30亿人仍在使用高污染燃料进行炊事和取暖。研究人员从毒理学机制角度解释，居民燃烧产生的颗粒物通常含有有机质（OM）和黑碳（BC），这些成分由于其高比表面积，能够作为有毒化合物的载体进入大脑，激活小胶质细胞中的活性氧物种，抑制大脑抗氧化清除系统。

与预期相反的是，农业和野火源PM_2.5显示出保护性关联，这与美国的研究结果不同。研究者认为可能的原因包括：农业社区居民可能因持续劳动而保持较好的认知功能；或者污染效应在不同浓度范围内存在差异（印度平均PM_2.5浓度为54.9μg/m³，远高于美国的11.2μg/m³）。

该研究的优势包括首次在印度开展全国代表性的污染源解析与认知功能研究、采用先进的源解析方法、详细的混杂因素调整以及高质量的认知评估工具。局限性则包括排放源数据空间分辨率较粗、基于2017年排放清单的假设可能不完全适用、以及样本量可能不足以完全捕捉印度巨大的人口异质性。

这项研究为中低收入国家制定针对性空气污染干预策略提供了重要科学证据。研究表明，降低PM_2.5总体水平，特别是针对居民燃烧源的干预，可能是减缓认知衰退、延迟痴呆症发生的有效策略。未来研究需要更高分辨率的排放数据、更大的样本量和更长时间的随访，以提供更 robust 和可推广的证据，为全球痴呆症预防和健康老龄化促进提供更有力的支持。