《BMC Public Health》:The impact of particulate matter exposure on global and domain-specific cognitive function: evidence from the Chinese Square Dancer Study
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为探究颗粒物(PM)暴露与认知功能的关系,研究人员以中国广场舞女性参与者为对象开展研究。结果发现,PM 暴露与全球认知功能及特定认知领域显著相关,65 岁以上女性更易受影响,注意力功能最敏感。该研究为防治认知衰退提供依据。
随着全球老龄化进程的加快,与年龄相关的认知能力下降和痴呆问题愈发引人关注。在中国,据估计约有 983 万人患有阿尔茨海默病,392 万人患有血管性痴呆。痴呆作为一种神经退行性疾病,治疗难度大,因此,早期预防认知能力下降意义重大。
众多研究表明,空气污染与认知能力下降存在关联,尤其是长期暴露于颗粒物(Particulate Matter,PM)。然而,目前的研究在诸多方面存在差异和不足。一方面,不同研究的队列组成、评估标准、暴露特征等各不相同,导致结论不一致。例如,有的研究使用简易精神状态检查表(Mini-Mental State Examination,MMSE)评估认知功能,有的则侧重记忆和注意力方面的评估;另一方面,现有研究对空气污染程度的考量也存在差异。多数针对欧美人群的研究,关注的是符合世界卫生组织(WHO)标准的 PM2.5 和 PM10 浓度,暴露期通常为 3 - 10 年;而在发展中国家,PM 浓度远超 WHO 标准,但相关研究多聚焦于 30 天至 1 年的短期暴露。此外,针对 PM 暴露与特定认知领域功能关系的研究较少,且针对相对健康个体认知障碍风险因素的研究也不多。
为了解决这些问题,来自武汉科技大学等机构的研究人员开展了一项关于 PM 暴露与认知功能关系的研究。该研究成果发表在《BMC Public Health》上。
研究人员从中国广场舞者生活方式与健康老龄化研究(The Lifestyle and Healthy Aging of Chinese Square Dancer Study)中选取了 2668 名女性参与者。该队列注重健康老龄化,符合 WHO 的相关建议。研究人员收集了参与者的空气污染数据,包括 PM2.5 、PM10 、SO2 、NO2 和 O3 等,这些数据通过中国国家环境监测中心获取,并利用随机森林(Random Forest,RF)模型进行估算。
在认知功能评估方面,研究人员让参与者完成一系列神经心理学测试,包括听觉词语学习测试(Auditory Verbal Learning Test,AVLT)评估记忆功能、动物词语流畅性测试(Animal Verbal Fluency Test,AFT)评估语言功能、数字符号替换测试(Digit Symbol Substitution Test,DSST)评估注意力功能、连线测试 B(Trail Making Test-B,TMT-B)评估执行功能。通过这些测试结果计算出综合 Z 评分,以评估全球认知功能。
研究人员还考虑了多种可能影响认知功能的混杂因素,如社会人口学信息、生活方式和疾病史等,并将其纳入统计分析模型。统计分析采用线性混合模型,以探究 PM 暴露与认知功能之间的关联,同时设置城市为随机效应,以消除不同地区暴露浓度差异的影响。
研究结果:
参与者基本特征 :参与者来自中国多个城市,平均年龄为 61.60 ± 5.95 岁,多数参与者接受过中学教育,经常锻炼,吸烟和饮酒的比例较低。研究人群的空气污染暴露水平差异较大,PM2.5 和 PM10 的平均浓度远超 WHO 标准。
PM 浓度与认知功能的关联 :在调整基本社会人口学因素后,3 年的 PM10 暴露增加 10 μg/m3,与 DSST 得分下降 0.05(95% 置信区间 [CI]: - 0.11,0)和 TMT-B 得分增加 0.05(95% CI:0.01,0.1)显著相关;调整气态污染物后,3 年的 PM2.5 或 PM10 暴露与全球认知功能和特定认知领域的表现关联更强。例如,在调整 SO2 的模型中,3 年的 PM2.5 暴露与全球认知功能综合 Z 评分(β = - 0.15,95% CI: - 0.25, - 0.04)、AFT(β = - 0.24,95% CI: - 0.36, - 0.13)、DSST(β = - 0.16,95% CI: - 0.32, - 0.01)和 TMT-B(β = 0.16,95% CI:0.01,0.32)均显著相关。此外,1 年的 PM10 暴露在调整相关因素后,也与全球认知功能和 DSST 子域显著相关。
年龄分层分析结果 :分层分析发现,65 岁以上女性对 PM 暴露更为敏感,1 年和 3 年的 PM2.5 和 PM10 暴露均与该年龄组的全球认知功能和特定认知领域显著相关。在所有年龄组中,3 年的 PM2.5 和 PM10 暴露与 DSST 认知领域始终存在强关联,表明注意力功能对 PM 暴露尤为敏感。
研究结论与讨论: 该研究表明,PM 暴露与中国女性的全球认知功能以及记忆、语言、注意力和执行功能等特定认知领域显著相关。暴露时间越长,对认知功能的负面影响可能越强。65 岁以上女性可能更易受到 PM 暴露的影响。在四个认知领域中,注意力功能对 PM 暴露浓度的增加最为敏感,即使在中年人群中也是如此。这一发现提示,注意力受损可能是认知能力下降的早期预警信号。
研究的优势在于参与者来自中国多个具有代表性的城市,结果更具说服力;研究考虑了气态污染物的共同暴露,并分析了不同暴露时长以及特定认知领域的功能,为深入了解 PM 暴露与认知功能的关系提供了更丰富的信息。然而,研究也存在一些局限性,如为横断面研究,无法观察认知功能随时间的变化;参与者均为女性,可能存在性别偏差;且未评估其他环境因素(如温度)的潜在混杂或交互作用。
总体而言,该研究为进一步了解 PM 暴露对认知功能的影响提供了重要依据,有助于政策制定者制定更有效的空气污染干预策略,以减轻老年人群认知能力下降的风险,对公共健康领域具有重要意义。
研究中用到的主要关键技术方法:
数据收集 :从中国广场舞者生活方式与健康老龄化研究中获取参与者信息,收集中国国家环境监测中心的空气污染数据。
模型构建 :利用随机森林(RF)模型估算 PM 浓度。
统计分析 :运用线性混合模型,调整多种混杂因素,探究 PM 暴露与认知功能的关联。
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