2020年6月5日，环境健康领域顶级期刊《环境健康展望》（Environmental Health Perspectives）以"Respiratory Inflammation and Short-Term Ambient Air Pollution Exposures in Adult Beijing Residents with and without Prediabetes: A Panel Study"（doi.org/10.1289/EHP4906）为题，在线发表了北京大学环境科学与工程学院朱彤教授团队关于糖尿病前期人群对空气污染易感性的证据。
该项研究依托朱彤团队和北京大学医院合作建立的SCOPE (A prospective Study COmparing the cardiometabolic and respiratory effects of air Pollution Exposure on healthy and prediabetic individuals)定群研究，以人体呼出气一氧化氮为急性呼吸系统炎症指标，以空腹血糖和胰岛素抵抗指数为依据区分糖尿病早期人群和正常人群。研究发现糖尿病早期人群的呼出气一氧化氮和空气中PM2.5浓度的关联性显著高于正常人群，提示糖代谢紊乱会加剧大气颗粒物暴露引发的呼吸系统炎症。
图1. 高空腹血糖（High-FBG）、高胰岛素抵抗指数（High-IR）人群的呼吸系统炎症指标FeNO与PM2.5细颗粒物的关联性强于对照人群（Chen et al., EHP, 2020）
空气污染可造成人体呼吸、心脑血管、免疫、遗传、神经、生殖生育等系统的急慢性损伤，每年导致全球420万人过早死亡，但对其影响的机理还很不清楚。研究特定人群对空气污染的易感性，不仅可对这些人群采取针对性的防护措施，而且能更清晰地揭示空气污染影响人体健康的机理。流行病学研究显示疾病患者，如哮喘、慢性呼吸道阻塞、缺血性心脏病患者等，对于空气污染物暴露更易感。少量研究也提示颗粒物暴露与糖尿病发病及进展有关，糖代谢异常人群可能对污染物暴露更加易感，但相关证据非常有限。
图2. 大气PM2.5细颗粒物影响人体健康的四大要素：易感人群、化学组成、粒径分布、暴露时间 (Han and Zhu, Science China Life Science, 2015)
2013年流行病学调查结果显示，我国成年人中有36.7%处于糖尿病前期状态。糖尿病前期人群是否对大气污染物暴露更加易感，大气污染物暴露是否能够加速糖尿病前期向糖尿病转化的进程，还缺乏相应的研究支撑。
针对这两个问题，朱彤团队在定群（Panel）研究方法的基础上，增加了病例-对照设计。在国家自然基金委重大项目基础上，通过与北京大学医院合作，开展了SCOPE定群研究。该研究招募了60名糖尿病前期及60名健康人群在2013-2015年进行了为期2年、总计589人次的跟踪随访。随访过程中测量每名被试的血压、内皮功能等生理功能指标，并收集血液、尿样及呼出气冷凝液等个体生物样品，分析获得70余种心肺系统及代谢损伤的生物标志物。在空气污染物暴露评估方面，利用北京大学的大气污染观测超级站，对随访时段的常规气态污染物、颗粒物粒径谱分布进行实时测量，同时采集PM2.5的滤膜样品，对其中碳质组分、水溶性离子及有机酸、金属元素等多种化学组分进行全面分析。最终建立起多种颗粒物组分与多种心肺系统生物标志物矩阵之间的关联分析。
北京大学环境科学与工程学院的博士生陈曦、博士后韩逸群（现为英国帝国理工博士后）为该论文共同第一作者，朱彤为通讯作者。该项研究获得国家自然基金委重大项目（21190051）、创新群体项目（41421064、41121004）的支持，获得北京大学生物医学伦理委员会批准（IRB0000105213024）。
相关论文链接：
- Respiratory Inflammation and Short-Term Ambient Air Pollution Exposures in Adult Beijing Residents with and without Prediabetes: A Panel Study：https://doi.org/10.1289/EHP4906
- Susceptibility of prediabetes to the health effect of air pollution: a community-based panel study with a nested case-control design: https://doi.org/10.1186/s12940-019-0502-6
- A prospective study (SCOPE) comparing the cardiometabolic and respiratory effects of air pollution exposure on healthy and pre-diabetic individuals: https://doi.org/10.1007/s11427-017-9074-2
