空气污染如何使囊性纤维化复杂化

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Mother helps her little girl breath with an oxygen apparatus

囊性纤维化是一种遗传性疾病,会引发患者的粘膜产生凝结的粘液,这种粘液会损害人体器官,包括

  • 肺(主要受影响器官)
  • 消化道
  • 胰腺
  • 肝脏

这种疾病的并发症包括受影响部位的堵塞、感染和炎症。在肺部,浓稠的粘液会堵塞呼吸道,增加患肺炎和支气管炎等疾病的风险,并最终导致呼吸衰竭 (1)。

因此,囊性纤维化患者特别容易受到空气中污染物的危害也就不足为奇了。

请继续阅读,了解空气污染对囊性纤维化患者的影响程度和范围。

早期研究

2004 年,华盛顿大学的研究人员试图量化空气污染对囊性纤维化患者的影响。这项研究参考了囊性纤维化基金会全国患者登记册中的 11,484 名患者,并与全国各地监测站收集的空气污染数据进行了比较(2)。

该研究将患者的肺功能测量值及其医疗需求与该患者所在社区一年内测得的污染颗粒浓度进行了平均比较。

结果发现,空气污染暴露水平越高,肺功能水平越低,肺部感染病例越多,两者之间存在直接关联。

结果发现,暴露于臭氧、二氧化氮等空气污染的程度越高,

肺功能

水平越低

肺部感染病例越多

  • 肺功能下降
  • 肺部感染病例增加
  • 需要静脉注射抗生素治疗感染的风险增加 21

空气污染与囊性纤维化儿童

2017 年进行的另一项研究,根据暴露于空气污染的增加量,评估了儿童感染增加的风险(3)。

研究对象是六岁以下患有囊性纤维化的儿童。

研究人员计算出,每增加接触10微克/立方米(μg/m3)的PM2.5(直径为2.5微米或更小的污染颗粒),患耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的风险就会增加68%,MRSA是一种由对抗生素有抗药性的细菌引起的感染。

2015 年的一项研究对一组类似的受试者进行了调查,发现受试者首次检测出铜绿假单胞菌的年龄与受试者暴露于空气污染的程度之间存在关联(4)。

患有囊性纤维化的人更容易受到铜绿假单胞菌的危害。

铜绿假单胞菌常见于自然界,尤其是潮湿的环境中,很少引起健康人的疾病(5)(6)。但囊性纤维化患者在接触到这种细菌时,更容易出现健康问题(7)。

研究发现,接触 PM2.5 浓度增加 10 μg/m3 会导致囊性纤维化患儿在更小的年龄首次感染这种细菌的风险增加 24%。

另一项针对囊性纤维化婴儿的研究表明,那些在 6 个月大之前就被检测出带有铜绿假单胞菌的婴儿,在 6 个月大时感染这种细菌的风险比 6 个月大时高出 24%。 与 6 个月后检测到的细菌相比,学龄前儿童的肺功能下降幅度更大(8)。

空气污染对囊性纤维化患者的短期影响

肺部恶化是囊性纤维化患者的常见病,通常必须口服或静脉注射抗生素治疗,它与以下因素有关(9)

  • 咳嗽加剧
  • 痰液分泌增多
  • 呼吸急促
  • 肺功能急剧下降

2013 年的研究评估了空气污染水平的上升是否会对肺部恶化产生直接影响(10)。

该研究将患者开始接受抗生素治疗的事件与事件发生当天和前两天当地的空气污染水平相匹配。

结果发现,患者的肺部恶化与开始使用抗生素当天空气中二氧化氮、臭氧和可吸入颗粒物的增加有明显关联。

对数据进行分析后发现,患者肺部恶化与事件发生当天空气中二氧化氮臭氧PM10(直径为 10 微米或更小的污染颗粒)的增加有明显关联。

在肺部疾病加重的前一天,PM10 和臭氧的上升也有相关性。

室内空气污染对囊性纤维化的影响

2022 年,一项研究试图补充有关室内空气污染如何影响囊性纤维化患者的有限数据(11)。

该研究对一项单独研究--双胞胎和兄弟姐妹研究--中患者的数据进行了评估,这些患者自我报告了他们暴露于四种容易识别的室内空气污染来源的情况

  • 二手烟
  • 强制热风
  • 木柴炉产生的烟雾
  • 火炉烟雾

在长达四年的时间里,对接触过一种或多种指定室内空气污染来源的研究参与者和未接触过这些污染来源的研究参与者的肺功能、住院率和肺部恶化次数进行了跟踪调查。

肺功能是根据患者的 FEV1(用力呼气容积)测试得分计算得出的,该测试测量的是一个人在一秒钟内能从肺部排出的空气量。

与不接触热空气的儿童相比,接触强制热空气的儿童肺功能每年下降 0.46%,接触二手烟的儿童肺功能每年下降 0.60%。

研究结果显示,接触二手烟的成年囊性纤维化患者住院治疗的几率要高出 46%。

结果还包括,接触二手烟的成年囊性纤维化患者住院治疗的几率比不接触二手烟的患者高出 46%。

启示

暴露于空气污染不会导致囊性纤维化。囊性纤维化是通过父母双方的囊性纤维化跨膜传导调节器(CFTR)基因突变而遗传的。

但是,暴露于空气污染中会使囊性纤维化的症状极度恶化,最终缩短囊性纤维化患者的寿命,因为他们的未来已经受到影响。

为了帮助改善囊性纤维化患者的生活质量,医学界正在尽一切努力:

  • 更好地识别囊性

    纤维化

    的基因。 尤其是在儿童中
  • 开发新的疗法
  • 建立强化的、有针对性的疗法
  • 进一步开展空气质量评估研究,以更好地了解室内外空气污染对囊性纤维化的影响
  • 更多关于其他非遗传诱因的研究

为了帮助保护您或您所爱的囊性纤维化患者免受空气污染的有害影响

我们每个人都可以减少个人的空气污染输出,倡导清洁空气法,帮助改善每个人的健康。

文章资源

[1] Cystic Fibrosis Foundation. (n.d.). About cystic fibrosis.

[2] UW News. (2004). Air pollution hurts people with cystic fibrosis.

[3] Psoter K, et al. (2017). Air pollution exposure is associated with MRSA acquisition in young U.S. children with cystic fibrosis. BMC Pulmonary Medicine. DOI: 10.1186/s12890-017-0449-8

[4] Psoter K, et al. (2015). Fine particulate matter exposure and initial Pseudomonas aeruginosa acquisition in cystic fibrosis. Annals of the American Thoracic Society. DOI: 10.1513/AnnalsATS.201408-400OC     

[5] Iglewski B. (1996). Pseudomonas. Medical Microbiology

[6] Centers for Disease Control and Prevention. (2019). Pseudomonas aeruginosa in healthcare settings. 

[7] Bhagirath A. (2016). Cystic fibrosis lung environment and Pseudomonas aeruginosa infection. BMC Pulmonary Medicine. DOI: 10.1186/s12890-016-0339-5

[8] Wexler M. (2022). P. aeruginosa in infancy tied to poor lung function by preschool age. Cystic Fibrosis News Today.

[9] Flume PA, et al. (2009). Pulmonary exacerbations clinical care guidelines. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine.  DOI: 10.1164/rccm.200812-1845PP

[10] Goeminne P, et al. (2013). Impact of air pollution on cystic fibrosis pulmonary exacerbations: A case-crossover analysis. Chest Journal. DOI: 10.1378/chest.12-1005

[11] Carson S, et al. (2022). Indoor air pollution exposure is associated with greater morbidity in cystic fibrosis. Journal of Cystic Fibrosis. DOI: 10.1016/j.jcf.2021.08.015

 

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