卒中是临床常见的急性脑血管病，其突发性强，致残率及病死率高。致病因素不仅与高血压病、心脏病、糖尿病、肥胖及不良的生活方式等因素有关，大气污染也可能是其急性发作和死亡的潜在环境危险因素^[1]。随着工业化进程加快、城市规模扩大、汽车数量快速增长，悬浮颗粒物（particulate matter，PM）浓度在大中城市呈上升趋势，已成为严重危害人类健康的环境问题。目前已有研究证实卒中的发病和死亡与大气PM污染之间存在相关性^[2]。笔者对近年来关于卒中发病和死亡与空气污染的相关性研究综述如下。

空气污染按照形态分为气态污染和颗粒污染，气态污染物的代表有二氧化硫（SO₂）、二氧化氮（NO₂）、一氧化碳（CO）和臭氧（O₃）等^[3]；颗粒污染物是悬浮在大气中来源不同的固态和液态颗粒混合物，即PM，肉眼不能分辨，在气象学中称为霾。其产源有2个：一是人为排放，包括在生产和生活中煤炭、石油等各种燃料的燃烧、机动车尾气等，排出的二氧化硫、氨、氮氧化物在空气中发生化学反应产生颗粒物；二是自然来源包括火山爆发、森林火灾、沙尘暴等。PM中可以检测出数量庞大的生物组分和化学成分，含有多种有毒重金属，如铅、镉、砷、锌、铜等。按照空气动力学等效直径进行划分：直径 ≤ 100 μm统称为总悬浮颗粒物（total suspended particles，TSP），其中，2.5 μm < 直径 ≤ 10 μm为粗悬浮颗粒物（particulate matter ≤ 10 microns in aerometric diameter，PM10），0.1 μm < 直径≤ 2.5 μm为细悬浮颗粒物（particulate matter ≤ 2.5 microns in aerometric diameter，PM _2.5），直径≤0.1 μm为超细悬浮颗粒物（ultrafine particulate matter，UFP）^[4]。PM最终进入呼吸道的部位取决于直径大小^[5]，粗颗粒物（PM_2.5～10）可沉积在咽喉与气管等上呼吸道；细颗粒物（PM_1～2.5）可侵入支气管等下呼吸道；更细的颗粒物（PM _0.1～1）则能侵入肺深部；超细颗粒物（PM_0.1）直径≤ 0.1 μm则能穿透肺泡进入血液循环。对于直径> 10 μm的颗粒能被呼吸道黏液及纤毛系统排除，对人体危害较小；而直径<10 μm的颗粒物（包括PM₁₀、PM_2.5、PM _0.1）可以侵入下呼吸道，被称为可吸入颗粒物（inhalable particles，IP）。IP是反映空气质量的一个重要指标^[6]。PM_2.5在IP中约占70 %，其直径小，比表面积大，成分复杂，外形各异，富集效应强，表面吸附的有害物质多。比PM₁₀在大气中悬浮时间更长，可达到30～70 d。容易进入下呼吸道，沉积于细支气管和肺泡，并可携带大量有毒的超细颗粒物穿透肺泡壁，最终经气血交换进入血液循环，造成机体多个器官功能的损害，与健康的关系更为密切。因此，中国在2012年颁布了新环境空气质量标准（GB3095–2012），将PM_2.5纳人监测管理。

长期空气污染是指空气污染的时间长达1年或以上，甚至长达数年或数十年^[7]。在目前许多关于长期空气污染暴露和卒中住院率关系的研究表明，长期的空气污染暴露会增加卒中的住院率，尤其是在缺血性卒中表现更明显^{[8 – 10]}，而一些研究结果不支持长期空气污染和住院率的关系，文献结论不如关于空气污染和卒中病死率的研究中结论一致^{[10 – 12]}。Andersen等^[13]对癌症与健康队列中52 215位参与者平均随访9.8年，发现NO₂的长期暴露与卒中的住院率有边缘相关性（HR = 1.05，95 % CI = 0.99～1.11），而与出血性卒中的住院率无相关性，但能增加30 d内死亡的严重卒中者的住院率（HR = 1.22，95 % CI = 1.00～1.50，P < 0.05）。Lipsett等 ^[14]的研究结果表明，PM₁₀、PM_2.5可能与卒中的住院率有关[PM₁₀（RR = 1.06，95 % CI = 1.00～1.13，P < 0.05），PM _2.5（RR = 1.14，95 % CI = 0.99～1.32）]。Atkinson等^[15]的研究结果显示，长期SO₂暴露能增加卒中的住院率，PM₁₀、NO₂、O₃的浓度与卒中的住院率均无统计学关联。有研究探讨了空气污染（PM₁₀，NO₂）和缺血性卒中的亚型、严重程度的关系，Maheswaran等^[10]对伦敦南部一个小范围地区进行生态研究，结果表明，PM₁₀和NO₂的浓度与缺血型卒中各个亚型的住院率均无关，PM₁₀和NO₂浓度与缺血性卒中严重程度之间无显著性统计学关联。

目前，在许多关于长期空气污染暴露和卒中病死率关系的研究中，已经证实长期NO₂污染暴露会增加卒中死亡的风险^[13]，而长期颗粒物污染暴露与卒中病死率的关系未得到证实^{[9，11 – 12]}。Andersen等^[13]未发现长期NO₂暴露与卒中及亚型的病死率有统计学关联。Jerrett等^[11]研究表明，NO₂浓度的升高会使卒中死亡的危险增加8 %（95 % CI = 2 %～15 %，P < 0.05），PM _2.5和O₃对卒中病死率的影响则不明显。Ueda等^[12]的研究未发现PM₁₀与卒中的病死率有关。Scheers等^[9]收集细颗粒物长期暴露和卒中发生或死亡关系的文献进行meta分析，纳入了20篇文献，人群总样本大于1 000万，发现PM₁₀的浓度每升高10 μg/m³，卒中住院率（HR = 1.061，95 % CI = 1.018～1.105，P = 0.005）及卒中病死率（HR = 1.080，95 % CI = 0.992～1.177，P = 0.077）随之升高。

短期空气污染是指空气污染的时间数天或数月，不超过1年^[7]。目前已有很多短期空气污染暴露和卒中住院率关系的研究，有一些文献结论支持短期空气污染暴露能增加卒中的住院率，而有一些文献结果表明两者之间并无统计学关联^{[8，16 – 19]}，关于同一种空气污染物的研究结论也不一致。Yitshak等^[16]对2005 — 2012年以色列南部地区4 837例卒中患者的病例交叉研究中发现，在年龄< 55岁的患者中，PM _2.5和PM₁₀均与缺血性卒中的住院率有密切关系，PM_2.5的浓度每升高6.6 μg/m³，缺血性卒中的住院率平均增加10 %（OR = 1.10，95 % CI =1.00～1.21，P = 0.037），PM₁₀的浓度每升高18.4 μg/m³，缺血性卒中的住院率平均增加11 %（OR = 1.10，95 % CI = 1.02～1.20，P = 0.010）；而在其他年龄阶段没有发现PM_2.5或PM₁₀与缺血性卒中的住院率有关；对于出血性卒中患者，PM_2.5或者PM₁₀对卒中的发作均无统计学关联。Wing等^[17]选择的患者来自居住在墨西哥美裔、非西班牙白人的德克萨斯州地区，研究结果未发现当日PM_2.5浓度和O₃浓度与缺血性卒中的住院率有统计学关联，其OR（95 % CI）分别为1.05（0.98～1.13）和1.05（0.94～1.17）。Matsuo等^[18]在日本的研究结果表明，缺血性卒中发作前1天内的短期PM_2.5暴露与缺血性卒中的发作有关。Chiu等^[19]在医疗保险普遍覆盖的台湾地区进行的研究表明，PM_2.5浓度升高能显著增加缺血性卒中患者的住院率，这种影响在高温和低温时均存在。Alimohammadi等^[8]收集2012年1 — 3月和2013年1 —3月的缺血性卒中患者的资料研究污染物与住院率之间的关系，发现PM ₁₀、PM_2.5、CO、O₃、NO₂、SO₂均与缺血性卒中的住院率有关，其OR（95 % CI）分别为PM10[1.14（1.06～1.22），P < 0.001]，PM _2.5[1.09（1.03～1.15），P < 0.001]，CO[1.09（1.06～1.12），P < 0.001]，O ₃[1.07（1.03～1.11），P = 0.02]，NO₂[1.07（1.04～1.1），P < 0.001]，SO ₂[1.08（1.06～1.1），P <0.001]。Huang等 ^[20]分析了2013 — 2014年北京大气污染物的短期暴露对卒中住院率的影响，结果是在温度 > 13.5°C的时候，PM _2.5、PM_2.5～10和PM₁₀的浓度越高，卒中的住院率越高。

大量研究结果表明，细颗粒物或气态污染物与缺血性脑卒中或者出血性卒中的病死率有关。目前常用的研究方法有时间序列研究、病例交叉研究。张云权等^[21]分析了2003 — 2010年武汉市江岸区大气污染物的短期暴露对人群卒中死亡的影响，结果是PM ₁₀、SO₂的短期暴露与卒中的死亡率无关，NO₂的短期暴露能增加卒中患者的病死率，PM₁₀、SO₂和NO₂滞后1 d的浓度每升高10 μg/m³，人群卒中病死率分别增加 0.67 %（95 % CI = 0.25 %～1.10 %）、0.87 %（95 % CI = 0.13 %～1.63 %）和 2.07 %（95 % CI = 1.08%～3.07%）。Amancio等^[22]对巴西地区污染程度较低的地区居民进行空气污染短期暴露和卒中病死关系的研究中，显示PM₁₀为卒中病死的独立危险因子，PM₁₀每升高一个四分位间距浓度，同日卒中死亡危险增加0.7 %（RR = 1.007，95 % CI = 1.000～1.014）。Qian等^[23]证实了心脏病患者是空气污染引起卒中死亡的易感人群，心脏病患者缺血性卒中的病死率升高7.05 %（95 % CI = 1.92 %～12.17 %），说明空气污染能增加易感人群的卒中死亡率。有研究显示，卒中或缺血性卒中的病死率与PM₁₀、SO₂、NO₂的浓度密切相关，而出血性卒中的病死率仅与SO₂、NO₂的浓度有关；NO₂浓度每升高10 μg/m³，能使心脏病患者缺血性卒中的病死率升高7.05 %（95 % CI = 1.92 %～12.17 %），而非心脏病患者卒中的病死率升高0.6 %（95 % CI =0.49 %～1.68 %）。Yang W S等^[24]收集截止到2013年10月的空气污染对卒中住院率和病死率短期效应的研究进行Meta分析，结果显示PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂、CO浓度的增加均能增加卒中住院率和病死率，这种效应尤其在缺血型卒中表现明显。Lin H L等^[25]分析了2007 — 2011年不同直径的颗粒物（PM ₁₀、PM_2.5～10、PM_2.5、PM_1～2.5 and PM₁）和PM_2.5成分的短期暴露对广州市出血性卒中和缺血性卒中病死率的影响，发现不同直径的颗粒物（PM₁₀，PM_2.5和 PM₁）与卒中的病死率有统计学关联，PM_2.5成分（有机碳、碳元素、硫酸盐、硝酸盐、铵）与卒中的病死率有明显关联，还发现与缺血性卒中相比，颗粒物污染与出血性卒中的病死率有更强的相关性。

流行病学调查已证实PM_2.5与脑血管病的发生发展密切相关，但其脑血管损害的机制尚不明确。可能与以下因素有关：（1）PM_2.5表面富含过渡金属，超细悬浮颗粒物表面有较高水平的多环芳烃化合物（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAH）。PM_2.5暴露可导致全身炎症反应及氧化应激，引发系统炎症反应从而导致血管内皮损伤^[26]。（2）PM_2.5可使血管内皮损伤标志物可溶性细胞间黏附分子–1、可溶性血管细胞黏附分子–1水平明显升高，PM_2.5还可上调内皮素以及金属蛋白酶–9水平^[27]。以上生物标志物可介导内皮损伤或导致动脉粥样硬化的形成，从而导致心脑血管事件的发生。（3）PM_2.5暴露后可引起机体肾素–血管紧张素系统的激活，可导致水盐代谢紊乱，并可诱导氧化应激，经多条路径造成血管内皮损伤^[28]。（4）PM_2.5可引起机体血管性血友病因子、纤维蛋白原、可溶性CD40配体等水平升高，以及血小板的激活，导致机体处于高凝状态。其次，PM_2.5还能抑制组织因子途径抑制物的表达，并通过降低血栓调节蛋白而抑制对蛋白C的激活，阻止体内抗凝机制激活，诱发了凝血/纤溶系统的紊乱，诱发血栓形成^[29]。鉴于短期内我国整体大气环境状况尚无法根本改善，因此研究大气污染对人体影响的机制，对了解大气污染对人体的危害及其与疾病的关系、并寻找有效干预的手段具有重要意义。

迄今为止，我们取得了一些研究结果，大部分研究结果表明高浓度的空气污染暴露会增加卒中的发作风险和死亡风险，长期空气污染和短期空气污染均能明显增加缺血性卒中的发作风险和死亡风险，而空气污染对出血性卒中的效应不明显。但此结果在流行病学研究和环境经济学研究中具有重要的价值，为空气污染防治、干预作用评价、经济损失评估、空气质量标准制定提供了科学依据。

目前仍然需要更多的研究，关于易感人群、个体暴露、卒中亚型、卒中严重程度的文献提供证据。其次，上述研究在暴露测量上多是以群体为单位分析了大气主要污染物与脑卒中的关系，不能测量每个研究对象的大气污染暴露水平，以群体平均暴露水平来代替个体水平，其本质仍是一种生态学研究，且无法控制其他可能导致脑卒中发生的相关因素，如饮酒、吸烟、高血压、糖尿病等，用以评价空气污染的慢性及远期效应仍存在不足。因此，还需要以个体暴露为基础的队列研究加以补充和证实，以验证空气污染与脑卒中发生的因果关联。