高旭课题组发现长期空气污染可提高抑郁和焦虑风险 | Environmental Health Perspectives

　　

2023年1月4日，环境健康领域顶级期刊《Environmental Health Perspectives》（IF：11.035）在线发表了北京大学劳动卫生与环境卫生学系高旭课题组的研究成果，论文题为 “Long-Term Air Pollution, Genetic Susceptibility, and the Risk of Depression and Anxiety: A Prospective Study in the UK Biobank Cohort”（长期空气污染、遗传易感性以及抑郁和焦虑的风险：英国生物银行队列的前瞻性研究 https://ehp.niehs.nih.gov/doi/10.1289/EHP10391），研究利用来自英国生物银行（UK Biobank）的老年研究人群，进行了一项横断面和前瞻性研究，以探索暴露于直径≤2.5μm (PM_2.5)，≤10μm (PM₁₀），和2.5–10μm (PM_coarse），氮氧化物（NO_X）和二氧化氮（NO₂）与抑郁和焦虑之间的风险。研究提示了精神健康障碍与长期空气污染之间的关联，遗传易感性可以进一步增强这种关联。

抑郁和焦虑作为常见的精神健康障碍，可以通过影响与衰老相关的疾病来影响寿命。随着抑郁和焦虑的患病率的增加并且其病因不明，确定精神障碍的可改变危险因素和制定相关预防的策略越来越受到关注。一方面，由于研究设计的异质性，以前基于人群的长期空气污染暴露影响的研究结果仍存在争议。另一方面，既往关于空气污染与抑郁或焦虑风险之间关联的研究也主要集中在每种空气污染物的单独影响上，尚未在前瞻性队列研究中评估污染物的协同作用。此外，精神健康障碍受到遗传和环境因素的影响，但是关于遗传易感性是否可以改变多种空气污染物与精神障碍之间的关联的研究很少。因此，本研究旨在利用UK Biobank的空气污染和遗传易感性的详细记录，构建空气污染指数，以探究暴露于多种空气污染物在多大程度上与更大的抑郁和/或焦虑负担有关，并评估可能的基因-空气污染相互作用。

研究首先基于UK Biobank中的398，241名参与者，通过患者健康问卷（PHQ-4和PHQ-9）评估抑郁和焦虑，并建立与抑郁和焦虑相关的遗传风险评分（GRS），利用土地回归模型计算空气污染物浓度并构建空气污染指数，分别使用逻辑回归和Cox回归模型探索空气污染与精神障碍的关联。

研究结果发现，除PM_coarse，PM_2.5、PM₁₀、NO_X、NO₂以及空气污染指数与PHQ-4评分和精神障碍几率较高密切相关。每IQR的PM_2.5增加与PHQ-4评分增加0.051 [SE=0.005]相关，与精神障碍、抑郁和焦虑的比值比分别为1.07 (95% CI: 1.06, 1.09)、1.08 (95% CI: 1.07, 1.10)和1.07 (95% CI: 1.05, 1.08)。在7年在线心理健康调查中，研究了环境空气污染与精神障碍几率以及抑郁和焦虑症状的前瞻性关联。基线PM_2.5、PM₁₀、NO_X和NO₂与大多数抑郁症状和焦虑症状、精神障碍发生率以及7年调查时的心理健康状况评分(总分、PHQ-9和GAD-7评分)呈正相关。这一发现表明，长期暴露于PM_2.5、PM₁₀、NO_X和NO₂与精神障碍的患病率有关。（图1）

图1 在128,456名参与者的7年调查中基线空气污染物水平与精神障碍发生率和精神健康得分的前瞻性关联

完全调整的Cox回归模型显示，在中位数8.7年的随访期间，基线空气污染水平与基线无精神障碍的345,876名参与者的精神障碍发病率存在相关性。PM₁₀和NO₂与精神障碍发病风险具有很强的相关性。基线时PM₁₀的每IQR增加与精神障碍风险增加6% (95% CI: 1.04, 1.08)，抑郁风险增加5% (95% CI: 1.02, 1.07)，焦虑风险增加7% (95% CI: 1.04, 1.10) 相关。空气污染指数与精神障碍风险之间的剂量-反应关系表现出单调递增的模式(图2)。

图2 对345,876名无精神障碍的参与者基线空气污染指数与后续精神障碍事件之间关系的最佳拟合模型

另一个重要的发现：GRS和空气污染指数都可能与精神障碍的患病率和风险独立相关。GRS与空气污染指数之间的相互作用与基线时精神障碍的患病率或随访期间精神障碍的发生率无显著相关。研究使用空气污染指数的五分位数和二分类GRS测试了空气污染和遗传易感性的联合效应。研究发现，GRS和空气污染指数越高的参与者，患精神障碍的几率和风险就越高。GRS和空气污染指数第五分位数较高的参与者在基线时精神障碍的几率高~20% (OR=1.20;95% CI: 1.15, 1.26)，随访期间发生精神障碍的风险增加约15% (HR=1.15;95% CI: 1.06, 1.23)，高于GRS较低和空气污染指数前五分位数的参与者。(图3)

图3遗传风险和空气污染水平对398,241名参与者的精神障碍发生率以及随访时345,876名无精神障碍的参与者的基线和意外精神障碍发生率的联合关联。

在这项使用英国生物银行队列的前瞻性研究中，阐明了五种主要空气污染物与抑郁和焦虑这两种常见的精神障碍的单独和联合关联。研究确定了基线PM_2.5、PM₁₀、NO_X、NO₂暴露不仅与基线时精神障碍有关，而且在中位随访8.7年期间与精神障碍的风险有关。在随访期间，由四种污染物构建的反映综合暴露的空气污染指数与精神障碍、抑郁和焦虑的发生率升高密切相关。尽管空气污染指数与GRS之间没有观察到强烈的相互作用，但精神障碍的遗传易感性可能会加剧空气污染的不利影响。

该研究结果提示，空气污染可能是一个可改变的因素，用于减轻心理健康负担。除此之外，该研究不仅利用空气污染指数支持空气污染物与精神障碍的综合关联，而且还强调了长期空气污染暴露下抑郁和焦虑发展的潜在剂量反应。未来需要做出更多努力以揭示环境暴露于其他空气污染物对心理健康的影响，并采用多学科方法探索潜在的生物学机制。

高旭副研究员为本文第一及通讯作者，本研究得到国家重点研发计划（2022YFC3702704），中国CDC环境与人群健康重点实验室开放基金（2022-CKL-03）和北京大学医学部科研启动经费（BMU2021YJ044）

(北京大学公共卫生学院)