研究进展丨颗粒物污染对精神疾病住院患者的健康和经济影响

据我们所知，这项研究是为数不多的在发展中国家关注颗粒物和精神疾病之间关系的研究之一。在这项时间序列研究中，短期暴露于环境颗粒物污染（PM₁₀、PM_2.5和PMc）是调整温度、相对湿度、长期趋势和星期效应后总体和特定精神疾病住院人数增加的部分原因。此外，研究还表明，颗粒物污染导致的精神疾病的住院治疗给社会带来了沉重的经济负担，为145318万元，约占2013-2017年当地国内生产总值的0.026%。这些结果将丰富发展中国家重污染地区空气污染和精神疾病之间联系的证据。

与现有的一些证据一致，我们发现在不同的延迟模式下，颗粒物污染物（PM₁₀、PM_2.5和PMc）与住院的精神疾病之间存在正相关（宋等人，2018；陈等，2018b薛等，2019；Buoli等人，2018年）。这种联系的机制可能是由于某些脑部域区（如海马）炎症增加，这已被证明是动物暴露于空气污染的一种潜在生物途径（郭等人，2012年；Guoe ta l .，2015）。最近在我国的一项研究进一步指出，这种联系可能部分来自于身体活动、邻里互动和阳光照射（王等人，2019年）。另一方面，一些研究得出了相反的结论。

来自上海和北京的两项流行病学研究表明，PM_2.5对精神疾病没有不良影响 （陈等人，2018a；高等，2017）。这种差异可能是由于颗粒物污染物组成的差 异造成的，因为不同的排放源和天气条件会极大地影响PM_2.5的组成，这将明显影响颗粒物污染与精神疾病之间的关联（杨等人，2019年；Morakinyo等人，2016 年）。此外，值得注意的是，在探索颗粒物污染对精神疾病的影响时，我们还在lag6（暴露后6天）发现了所谓的“收获”现象。出现这种现象的可能原因是，对颗粒物污染更为敏感的脆弱人群会更快出现精神疾病症状，从而使更少的易感人群在以后面临风险（张等人，2017年）。因此，总体风险似乎在lag6有所降低。

在性别方面，我们发现颗粒物污染对男性的影响更大。例如，PM_2.5增加 10μg/m³将导致男性精神疾病住院率上升7.56%（95%CI:5.77-9.35%），而女性精神疾病住院率上升4.66%（95%CI:3.35-5.96%）。该结果与以前的研究一致（邱等，2019；宋等人，2018年），可能因为男性更多的体力活动和更强的吸气能力（段等人，2018年；薛等，2019）。至于年龄，对45岁以上人群的有害影响最为明显。中国北方和韩国的研究显示了与我们相似的趋势（宋等人，2018；Lee等人，2019年）。就季节而言，应该注意的是，颗粒物污染的危害只有在冷季才显著。这一结果可能是由于成都较冷季节的颗粒物污染更严重（李等人，2017年）。另一个可能的原因是暖季和冷季的温度不同，这在确定空气污染物的排放、运输、稀释和化学转化方面发挥了重要作用（Macdonald等人，2005年）。

关于三种特定的精神疾病，精神分裂症是一种精神病学综合征，其特征是幻 觉、妄想和言语混乱的精神症状，动机下降和表达能力下降等负面症状，以及涉及执行功能、记忆和精神处理速度受损的认知缺陷（Marder和Cannon，2019）。本研究的发现表明，所有的颗粒物（PM₁₀、PM_2.5和PMc）在lag0至lag3以及所有累积滞后天数都与精神分裂症的住院率显著相关，影响在lag03达到峰值。这一结果与在铜陵、西安、中国和大阪进行的研究一致（段等人，2018年；梁等，2019；江口等人，2018年）。提示PM污染物对精神分裂症的影响可能是急性的、累积性的。背后的原因尚不清楚，可能很复杂，但有证据表明，暴露于PM₁₀15天会导致大鼠大脑炎症和内皮功能障碍（郭等人，2012年）。另一项研究发现，PM₁₀可以激活小胶质细胞，然后小胶质细胞产生的氧化剂物种和促炎细胞因子如IL-6会导致神经元毒性，从而增加精神分裂症的风险（Attademo等人，2017年）。精神分裂症是全球十大残疾原因之一（Fleischhacker等人，2014年）。在国内，精神分裂症的患病率在1990年至2010年间增加了132%（梁等，2019）。需要更多的研究来测试这些机制，如果得到证实，应该制定更有效的环境保护政策来减轻精神分裂症的负担。

痴呆，一种由大脑功能障碍产生的获得性智力障碍的主要神经认知临床综合 征（利文斯顿等人，2017年），据报道与颗粒物污染呈正相关（Attademo和 Bernardini，2017年；陈等，2017c）。在这项研究中，我们再次确认了这一结论，并发现每增加10μg/m³的PM₁₀、PM_2.5和PMc分别导致1.37%（95%CI:0.18-2.56%）、2.12%（95%CI:0.01-4.23%）和2.13%（95%CI:0.02-4.25%）的成都市痴呆住院率上升。与以前的研究结果相比，这些关联相当有限。一个可能的原因是污染物水平和成分的差异。例如，陈宏和他的同事分析了环境空气污染对加拿大安大略省痴呆症发病率的影响，那里的污染物浓度是世界上最低的（陈等人，2017a）。此外，不同的效应大小也可能归因于群体特征的差异。但是现有的证据是有限的，它还有待于世界范围内更多的痴呆症相关研究来证明。此外，在分析这种类型的结果时，应更多地考虑全球当前的老龄化问题。阿尔茨海默病是最常见的痴呆症类型，影响大量老年人。根据我们的数据，89.4%的痴呆症患者年龄在65 岁以上。随着我国老年人比例的不断增加，老年痴呆症将会给未来的社会带来更重的负担。迫切需要阐明痴呆的发病机制并采取相应的预防措施。

与现有的证据相反，我们没有发现PM₁₀、PM_2.5和抑郁症之间的关系。而对 PMc而言，仅在暴露当天显示出对抑郁症的适度有害影响。迄今为止，关于空气 污染和抑郁症之间联系的研究主要在加拿大和韩国进行（Szyszkowicz，2007；Szyszkowicz等人，2009年；Kim等人，2016年）。这些研究的结果证实，PM_2.5浓度的增加，尤其是如果时间延长，可能与抑郁症的新发作有关（Vert等人，2017 年；Kim等人，2016年）。本研究和这些结果之间的差异可能来自不同的研究设计和建模策略，因为我们探索了颗粒物污染的短期影响，而这些研究侧重于长期影响。本研究中空气污染与抑郁症无关的结论与之前在美国和欧洲进行的两项研究一致（王等人，2014；Zijlema等人，2016年）。这表明颗粒物质对抑郁症的影响可能需要长期而不是短期的时间。由于结果的异质性，需要对更大和更具代表性的研究人群进行进一步研究。

就经济损失而言，2013-2017年，整体精神疾病住院总经济负担为145318万元，占同期地方国内生产总值的0.026%。至于不同的污染物，PM_2.5造成了精神疾病患者主要的住院经济负担。这可能是因为PM_2.5更小，更容易穿过血脑屏障，因此容易通过引起神经炎症、神经元信号功能障碍和免疫反应来损害神经系统（贾等人，2018）。在中国，单个患者的精神疾病年度总费用从2005年的1094.8美元增加到2013年的3665.4美元，整个社会的费用从210亿美元增加到888亿美元（徐等人，2016年）。精神疾病给病人、病人的近亲和社会带来了沉重的代价。到目前为止，还没有研究评估由于颗粒物污染导致精神疾病住院的经济负担，但是与该主题相关的研究对于疾病比较和从社会角度制定政策具有重要价值。根据这一部分的结果，类似于呼吸系统和心血管疾病的情况，可以想象减少颗粒物污染水平，尤其是PM_2.5，可以有效降低精神疾病成本。

本研究尚有一些局限性。首先，我们假设成都居民的颗粒物污染水平相同，因为每次住院的具体居住地信息很少。这一假设没有考虑颗粒物污染的空间异质性和人们的时间活动模式，可能会导致低估短期暴露于颗粒物污染和住院治疗之间的联系。其次，颗粒物由多种成分组成，颗粒物的组成和大小根据排放源和主要天气条件而有很大差异（环境保护研究所，2002年）。但是我们只探索了颗粒物污染对总体精神疾病的影响，而忽略了其组成部分的影响。第三，本研究中计算的经济负担包括因住院和生产力损失造成的费用，但没有考虑到运输、护理等造成的费用。最后，由于我们数据的限制，我们这次未能获得初始发病年龄和住院原因。今后续研究需考虑更多因素的分析。

尽管有局限性，这项研究仍然有一些优势。它覆盖了该市95%以上的人口。这个巨大的数据库避免了选择偏差，并保证了足够的统计能力来揭示颗粒物污染和精神疾病住院之间的联系。此外，本研究在分析颗粒物污染的影响时，考虑了总体和具体的精神疾病，这可以提供关于这种关联更全面的结果。最后但并非最不重要的是，这项研究评估了短期暴露于颗粒物污染导致的精神疾病的住院经济损失。货币形式的结果不仅有助于提高人们对精神疾病的关注，而且为决策者分配社会资源用于空气污染控制提供了直接的科学依据。

这项研究表明，在成都，短期暴露于颗粒物污染（PM₁₀、PM_2.5和PMc）与总体精神疾病、精神分裂症和痴呆住院人数增加有关。男性和老年人对颗粒物污染更敏感。此外，与温暖的季节相比，精神疾病更容易发生在寒冷的环境中。此外，因精神疾病而入院的患者不可避免地会给社会带来沉重的经济负担。强烈建议从流行病学和生理学的角度进行进一步的研究，以确定颗粒物污染和精神疾病之间的因果关系。