居住环境空气污染与成年人视力障碍之间的关联：英国生物银行研究

《Asia-Pacific Journal of Ophthalmology》：Association of residential air pollution with visual impairment in adults: The UK Biobank study

联合空气污染暴露与成人视力损伤风险的增加相关，尤其高污染评分下失明和低视力风险显著升高。研究通过UK Biobank数据，采用主成分分析整合PM2.5、NO2等六种污染物指标，多类别逻辑回归显示，每升高一个单位污染评分，失明和低视力风险增加9.2%，社会显著视力损伤增加4.1%，单侧视力损伤增加1.8%。性别和居住地影响风险差异，男性及城市居民风险更高。

　　
### 空气污染物联合暴露与成年人视力损伤关联性研究解读

#### 研究背景与目的
随着全球空气污染问题日益严峻，多项研究证实细颗粒物（PM2.5）、氮氧化物（NOx）等污染物与呼吸系统疾病、心血管疾病存在明确关联。然而，针对空气污染物对成年人视力损伤（VI）的联合效应研究仍较为缺乏。英国生物银行（UK Biobank）作为全球最大的前瞻性队列研究数据库，为开展此类研究提供了理想的数据基础。本研究旨在通过分析95,246名40-70岁成年人的数据，揭示复合空气污染物暴露与视力损伤不同严重程度（如低视力、盲fold）的关联性，为制定针对性防控策略提供依据。

#### 研究方法与设计
1. **数据来源**
研究基于英国生物银行数据库，该数据库包含超过50万人的长期健康追踪信息。研究选取2010年参与者基线数据，排除了未完成视力测试或存在数据缺失的样本，最终纳入95,246名受试者。

2. **暴露评估方法**
采用土地利用回归模型（LUR）估算参与者居住地周围2010年的年度平均污染物浓度，包括：
- **PM2.5**（直径≤2.5微米的颗粒物）
- **PM2.5吸收值**（反映黑碳含量）
- **PM2.5-10**（2.5-10微米颗粒物）
- **PM10**（直径≤10微米的颗粒物）
- **NOx**（氮氧化物总浓度）
- **NO2**（二氧化氮浓度）

为量化复合暴露效应，研究通过主成分分析（PCA）构建综合空气污染评分（Air Pollution Score），保留解释方差68.2%的第一主成分作为暴露指标。

3. **视力损伤分类**
基于世界卫生组织（WHO）标准，将视力损伤分为5类：
- 双眼正常视力（logMAR 0-0.2）
- 近正常视力（logMAR 0.21-0.3）
- 单眼视力损伤（logMAR≥0.31）
- 社会显著视力损伤（SSVI，logMAR 0.31-0.49）
- 盲fold（logMAR≥0.5）

4. **统计分析**
采用多分类Logistic回归模型，评估污染暴露与视力损伤的关联性。通过限制性立方样条（RCS）分析验证剂量-反应关系是否呈线性。研究共调整9个潜在混杂因素，包括年龄、性别、种族、收入水平、教育程度、糖尿病史等。

#### 关键研究发现
1. **复合污染暴露的剂量-反应关系**
- **盲fold风险**：每升高1个污染评分单位（PCA），盲fold风险增加9.2%（OR=1.092, 95%CI 1.057-1.129）。最高暴露组（第4 quartile）风险较最低组升高69.2%（OR=1.692）。
- **SSVI风险**：污染评分每升高1个单位，SSVI风险增加4.1%（OR=1.041）。
- **单眼VI风险**：污染评分每升高1个单位，风险增加1.8%（OR=1.018）。

2. **不同污染物的作用差异**
- **PM2.5及其吸收值**：对视力损伤的OR值最高（OR=1.224-1.845），提示细颗粒物中的黑碳可能具有更强毒性。
- **NO2**：与SSVI的关联性最显著（OR=1.381-1.662），且存在性别差异（男性风险高于女性）。
- **PM2.5-10**：对SSVI的影响较PM2.5弱（OR=1.018-1.276）。

3. **亚组分析揭示的脆弱群体**
- **性别差异**：男性在所有视力损伤亚组中的风险均显著高于女性（P<0.05），可能与职业暴露（如制造业、建筑业）叠加居住暴露相关。
- **城乡差异**：城市居民患SSVI的风险比农村高30.5%（OR=1.305），与交通污染和工业排放浓度相关。
- **收入分层**：低收入群体（<￡18,000/年）的视力损伤风险较高收入群体（≥￡18,000）高2-3倍。

#### 机制探讨与现有证据对比
1. **潜在生物学机制**
- **炎症反应**：PM2.5可诱导角膜和结膜炎症因子（如IL-1β、TNF-α）释放，影响泪膜稳定性。
- **氧化应激**：研究显示PM2.5暴露可导致视网膜神经细胞凋亡，并通过ROS（活性氧）介导的氧化损伤影响视觉功能。
- **血管内皮损伤**：PM2.5和PM10暴露与视网膜动脉狭窄相关，可能影响视网膜供血。

2. **与既往研究的对比**
- **儿童研究差异**：中国儿童研究显示PM2.5每增加10μg/m3，VI风险上升26%（OR=1.267），显著高于本研究成人群体（OR=1.224）。可能因儿童呼吸系统更敏感且处于发育关键期。
- **中国人群数据**：中国成年人中VI患病率（3.3%）显著高于本研究结果（0.79%），提示污染水平与疾病负担的剂量效应关系。

#### 研究局限与改进方向
1. **时间跨度限制**
数据仅反映2010年污染水平，无法捕捉长期累积效应。建议后续研究加入多时间点数据追踪。

2. **混杂因素控制**
尽管调整了糖尿病、高血压等主要混杂因素，但可能存在未测量的职业暴露（如制造业接触化学物质）和基因易感性差异。

3. **人群代表性局限**
英国生物银行参与者以欧洲裔为主（91%），未来需纳入南亚、东亚等高污染地区人群进行比较。

4. **因果关系验证**
需通过队列研究或随机对照试验验证暴露-效应的时间序列关系，特别是PM2.5与视网膜病变的生物学通路。

#### 结论与公共卫生建议
本研究首次在成人群体中证实复合空气污染暴露与视力损伤的剂量-反应关系，且风险随污染水平升高呈非线性增长。具体建议包括：
1. **分级防控策略**
- 对PM2.5浓度＞30μg/m3地区，优先开展儿童近视防控与老年人低视力筛查。
- 建立基于PCA的污染暴露指数，替代单一污染物监测指标。

2. **重点人群保护**
- 针对低收入（<￡18,000/年）、男性、城市居民等高风险群体，加强职业健康防护与居住环境PM2.5治理。
- 在交通枢纽、工业区周边增设PM2.5实时监测站。

3. **多学科协作机制**
- 眼科医生与呼吸科专家联合制定高危人群定期筛查方案。
- 将空气质量指数（AQI）纳入公共健康预警系统，当AQI＞150时启动视觉健康科普宣传。

4. **政策优化方向**
- 推动清洁能源替代政策，减少家庭固体燃料烹饪（如中国农村PM2.5暴露源）。
- 完善建筑规范，强制要求商业建筑配备PM2.5过滤通风系统。
- 将视觉健康纳入空气污染综合防控体系，建立“眼健康影响评估”机制。

#### 未来研究方向
1. **纵向队列研究**
设计10年以上的追踪研究，明确污染暴露与年龄相关性黄斑变性（AMD）、白内障等退行性眼病的因果关系。

2. **分子机制探索**
通过生物样本库分析PM2.5暴露对角膜上皮细胞DNA损伤、线粒体功能障碍等分子通路的影响。

3. **干预效果评估**
试点PM2.5空气净化社区项目（如推广PM2.5净化空调），对比干预前后人群视力损伤发生率变化。

本研究为全球空气质量标准制定（如WHO最新PM2.5指南）提供了重要证据支持，特别提示低至中等污染水平（如英国当前标准）仍可能对视觉系统造成累积性损伤，需引起政策制定者的高度重视。