第一作者：李赛 博士

通讯作者：段小丽 教授

通讯单位：北京科技大学

合作单位：战略支援部队特色医学中心

项目支持：北京市自然科学基金面上项目

论文DOI：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.158151

一、图文摘要

二、名词解释

• Allergic rhinoconjunctivitis（ARC），变应性鼻结膜炎

• Immunoglobulin E（IgE），免疫球蛋白-E

三、创新点

• 首次研究了个体颗粒物短期暴露对ARC患者肺功能的影响。

• 与PM_2.5和PM₁₀相比，PM₁与肺功能下降的相关性更强。

• 使用固定监测站数据可能低估了颗粒物暴露的影响。

• 血清IgE水平较高的ARC患者肺功能更易受到颗粒物暴露的影响。

• 本研究首次确定了血清IgE调节颗粒物对肺功能不良影响的阈值。

四、导读

    过敏性鼻结膜炎（ARC）通常指鼻部和眼部过敏反应同时发作，导致鼻塞、流鼻涕、眼睛发痒和发红。过敏性鼻炎（AR），或伴有过敏性结膜炎（AC），是影响全球约40%人群的常见过敏性疾病之一。流行病学研究报道，AR相关门诊就诊量和发病率增加与暴露于空气污染相关。然而，空气污染对ARC患者肺功能的影响，以及对易感人群的识别，尚未得到很好的研究。血清IgE浓度在过敏性疾病患者体外诊断中具有重要的临床价值，也被用作过敏性疾病患者气道炎症的标志物。我们假设血清IgE可以作为颗粒物影响肺功能指标的修饰因子，并将其作为识别易感个体的生物标志物。

五、研究方法

        数据来自于2020年-2021年在北京市开展的一项关于成人ARC患者的定组研究，研究期间对受试者进行三次随访，每次随访期间进行连续三天个体暴露监测，之后进行肺功能测试和血清IgE检测。在控制社会人口特征、季节、气象、用药史等因素的条件下，采用线性混合效应模型评估颗粒物暴露与肺功能指标的关系，并进一步探讨血清IgE浓度对颗粒物暴露与肺功能关联的调节作用和阈值。

六、研究结果

       本研究共纳入48名受试者，平均年龄为32.8±7.01岁。研究期间个体暴露PM₁、 PM_2.5和PM₁₀浓度分别为15.1（±28.9）μg/m³、23.8（±31.9）μg/m³ 和 26.7（±33.3）μg/m³，FVC、FEV₁、 FEV₁/FVC、PEF和FEF_25–75平均水平分别为3.90 L、3.46 L、8.92 %、7.22 L/s和 4.07 L/s。

       研究发现，个体颗粒物暴露与ARC患者肺功能下降有显著关联，并且PM₁的影响大于PM_2.5和PM₁₀（图1）。PM₁浓度每升高10μg/m³分别与FEV₁/FVC、PEF 和FEF_25–75下降1.36 % (95 %CI: −2.29，−0.43)、0.23 L/s (95 %CI: −0.42，−0.03) 和0.18 L/s (95 %CI: −0.30，−0.06)有关。进一步将受试者根据血清IgE浓度进行分组，分析发现血清IgE浓度高于100 IU/mL的患者肺功能受颗粒物暴露的影响更强（图2）。

图1 不同暴露时间窗口下PM₁、PM_2.5和PM₁₀浓度每增加10μg/m³肺功能指标的变化估计值（β和95%置信区间）

图2 血清总IgE浓度分组下（<100 IU/mL vs. ≥100 IU/mL）PM₁、PM_2.5和PM₁₀浓度每增加10μg/m³肺功能指标的变化估计值（β和95%置信区间）

       为探索血清IgE浓度对颗粒物暴露与肺功能关联的调节阈值，我们将受试者根据IgE浓度从低到高排序，编号从1到71，每30名研究对象标记为1组，共计42组，分析每组研究对象颗粒物暴露浓度与肺功能指标的关系。应用Mann-Kendall趋势检验来分析IgE浓度下这些效应值的趋势和单调性（图3）。

       整体而言，在IgE平均浓度为33.6 IU/mL时颗粒物对肺功能开始出现消极影响，之后随着平均IgE浓度的增加，颗粒物的负向效应进一步增大并且出现统计学显著性。在平均IgE 浓度为46.8 IU/mL时，PM₁与FEV₁/FVC的关联出现显著负相关关系，之后随着IgE高于46.8 IU/ml，PM₁的负向影响效应值保持显著并单调增加（Tau = -0.8）。同样地，在平均IgE 浓度为59.6IU/mL时PM_2.5和PM₁₀对FEV₁/FVC的显著负面影响出现并随着IgE浓度升高而呈单调增加趋势（Tau = -0.9）。在IgE 平均浓度达到59.6 IU/mL的受试者中发现了颗粒物暴露和PEF之间的显著关联。同样地，在IgE分别达到46.8 IU/mL、49.8 IU/mL和49.8 IU/mL时发现了PM₁、PM_2.5和PM₁₀与FEF_25-75之间的显著关联，并且随着TIgE浓度的增加负向效应值单调增加（|Tau| ≥ 0.7）。血清IgE浓度超过一定阈值的ARC患者其肺功能可能更易受到颗粒物暴露的影响。

图3 不同血清IgE水平下颗粒物暴露对肺功能的影响及阈值

七、研究结论

       本研究深入探讨了ARC患者个人颗粒物暴露与肺功能下降之间的关系，并对比不同粒径颗粒物发现PM₁的影响最强。较高的血清IgE水平可以加强颗粒物浓度与肺功能的关联性，超过IgE 的潜在调节阈值颗粒物对肺功能下降的影响稳健且呈单调增加趋势。这些发现提示我们减少个体颗粒物暴露对保护ARC患者下呼吸道健康的重要性。