细颗粒物暴露如何影响认知功能?中国广场舞者研究给出答案

《BMC Public Health》:The impact of particulate matter exposure on global and domain-specific cognitive function: evidence from the Chinese Square Dancer Study

【字体: 时间:2025年04月06日 来源:BMC Public Health 3.5

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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:

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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:

  1. 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。
  2. 模型构建:利用随机森林(RF)模型估算 PM 浓度。
  3. 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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