四种不同暴露指标揭示超细颗粒物对卒中事件的短期影响：一项基于德国奥格斯堡的15年病例交叉研究

为阐明不同超细颗粒物(UFP)指标对卒中风险的影响，研究人员开展了一项为期15年的病例交叉研究，通过监测四种粒径分级的UFP指标（PNC、PMC、PLC、PSC）与19518例卒中事件的关联，发现30-100nm粒径范围的UFP累积暴露（lag 0-6天）显著增加卒中风险4.14%-4.76%，且寒冷天气会强化该效应。该研究为UFP监测指标选择和卒中防控提供了新证据。

　　

随着城市化进程加速，大气污染已成为全球第二大死亡风险因素。其中超细颗粒物(Ultrafine Particles, UFP)因其粒径小（≤100 nm）、数量浓度高、比表面积大等特性，能够穿透肺泡-毛细血管屏障进入循环系统，对心血管和神经系统造成显著威胁。然而，当前研究多集中于颗粒物数量浓度(Particle Number Concentration, PNC)或质量浓度(Particle Mass Concentration, PMC)的健康效应，对不同物理特性指标（如颗粒物长度浓度PLC、表面积浓度PSC）及其粒径分级的健康影响缺乏系统评估。尤其在卒中领域，UFP暴露的急性效应及潜在作用机制尚未明确。

为解答这些问题，由德国赫尔姆霍茨中心Minqi Liao等学者领衔的研究团队，在《Environment International》发表了题为"Short-term effects of ultrafine particles on stroke events: an assessment using four different exposure metrics"的论文。该研究基于德国奥格斯堡大学医院2006-2020年收治的19518例卒中患者数据，采用时间分层病例交叉设计，系统分析了四种UFP指标（PNC、PMC、PLC、PSC）在五种粒径范围（10-100 nm、10-30 nm、30-100 nm、100-500 nm、10-500 nm）与卒中事件的关联，并深入探讨了卒中亚型、严重程度及极端温度事件的修饰效应。

研究主要采用以下关键技术方法：1）基于固定监测站点的粒径分级UFP实时监测技术，获取四种物理指标的高精度数据；2）时间分层病例交叉设计，通过条件Logistic回归控制时间不变混杂因素；3）多维度分层分析，涵盖卒中亚型（TIA、出血性、缺血性）、残疾程度（mRS评分）和严重程度（NIHSS评分）；4）极端温度事件定义系统，采用相对阈值法识别热浪与寒潮；5）多污染物模型与暴露-反应关系曲线验证结果稳健性。

3.1. 描述性统计

研究期间共纳入19518例卒中患者，其中缺血性卒中占67.8%，平均年龄70.9岁。UFP监测数据显示，10-100 nm粒径范围的颗粒物数量浓度均值为7411.5 particles/cm³，且30-100 nm（Aitken模式）的贡献度高于10-30 nm（成核模式）。寒潮期间UFP浓度显著高于热浪期间（sTable 3）。

3.2. UFP与总体卒中事件的关联

滞后单日模型显示，lag 3天暴露与卒中风险升高显著相关，四种UFP指标的风险增幅为2.45%-2.57%。累积暴露（lag 0-6天）效应更强，PNC_10-100、PLC_10-100、PSC_10-100和PMC_10-100每IQR增加分别对应卒中风险升高4.76%、4.52%、4.14%和3.99%。粒径分析表明，30-100 nm颗粒物的效应稳定性优于10-30 nm颗粒物（图2）。

3.3. 分层分析

按卒中亚型分层后，缺血性卒中对UFP暴露最为敏感，lag 0-6天PMC_10-100、PLC_10-100和PSC_10-100的风险增幅达3.83%-4.16%（图3）。轻度残疾（mRS 0-2）和轻度卒中（NIHSS 0-3）患者对UFP暴露的脆弱性更高，提示可能存在"天花板效应"。

3.4. 效应修饰分析

寒冷天气显著增强UFP的卒中效应。在P5.0阈值定义的寒潮期间，lag 3天PMC_10-100、PLC_10-100和PSC_10-100的效应显著增强（交互作用P<0.10），而热浪未观察到显著修饰效应（图4）。

3.5. 敏感性分析

双污染物模型证实UFP效应独立性，排除COVID-19疫情期间数据及温度分层调整后结果保持稳健。暴露-反应关系曲线显示所有关联均符合线性趋势（sFigs. 18-19）。

研究结论部分强调，UFP短期暴露与卒中风险升高显著相关，且四种物理指标（PNC、PMC、PLC、PSC）呈现高度一致的效应模式。30-100 nm粒径颗粒物（Aitken模式）的健康风险尤为突出，表明该粒径范围可能更易穿透生物屏障并引发炎症反应。寒冷天气通过促进UFP富集和抑制大气扩散，进一步加剧其健康危害。

该研究的重大意义在于：首次系统比较了四种UFP物理指标对卒中事件的急性效应，突破传统仅关注PNC或PMC的局限，为UFP健康风险评估提供多维度指标框架；明确粒径分级效应，指出30-100 nm颗粒物应作为重点监控对象；揭示寒冷天气与UFP的协同健康危害，为气候敏感人群提供精准防护依据。研究成果呼吁建立UFP实时监测网络并制定基于多指标的风险预警体系，对推进环境健康政策制定和卒中一级预防具有重要实践价值。