我院邹小广教授团队研究成果揭示喀什地区环境暴露对肺结核患病风险的影响

肺结核是全球第二大致命传染病，亟需采取有效防控措施以降低其危害。影响肺结核发生的因素众多，其中环境因素不可忽视。已有的研究已发现室外环境因素和肺结核的流行相关，但大多仅关注单个（或单种）环境因素对肺结核流行的影响，尚未兼及人类暴露于复杂环境的现实状况。因此，需要系统地评估多环境因素暴露对疾病的影响，并找到可能与疾病真正相关的因素。本研究采用全暴露组关联研究(ExWAS)方法在中国西北地区200万成年人群中探究多种环境暴露与肺结核患病之间的关联，以及利用多暴露模型结合机器学习方法来选择重要的环境暴露因素，并对其相对重要性进行排序。

图1: 图文摘要

自2017年1月起，邹小广教授团队联合中山大学杨博逸副教授团队，在我院呼吸与危重症医学科、医学检验科以及科研管理科协同下，建立起喀什前瞻性队列，以期评估各类环境暴露与健康的关系。利用该队列的基线资料，研究者首先预测了14种外环境因素的暴露水平(包括6种空气污染物、4种气象因素和4种地理因素)，然后运用全暴露组方法初步分析每个室外环境因素与肺结核患病之间的关联。结果显示，有12个环境因素与肺结核患病显着相关。具体而言，接触空气污染物（包括PM10、PM2.5、NO2和CO）与肺结核患病风险呈正相关，而接触SO2与肺结核患病呈负相关。三个气象因素（即较高的温度、降雨量和风速）显著增加肺结核患病的几率。此外，研究发现居住在高绿地覆盖水平、高海拔、高夜间人造光水平地区的人群，肺结核患病风险降低。

为降低因共同暴露造成的混杂，研究者利用多暴露模型（自适应弹性网模型）筛选出显著影响肺结核患病的环境因素。结果显示，调整了各因素间的相互影响后，有8个环境因素与肺结核患病相关：包括4种空气污染物（即PM2.5、NO2、CO和SO2，其OR值分别为1.01、1.09、1.19和0.95）；1种气象因素（即风速，其相应OR值为1.08）；3个地理因素（即海拔、夜间人造光、以及居住地区的森林，灌木，和草地覆盖比例，其相应OR值分别为0.97、0.98和0.95）。

研究者进一步利用机器学习模型计算上述筛选出的八个环境因素对于预测肺结核患病的重要性并进行排序。结果显示，暴露于NO2被列为最重要的预测因子，然后依次是CO、SO2、夜间人造光、PM2.5、风速、居住区域的森林、灌木、和草地的覆盖比例，以及海拔（图2）。为了估计所研究的外环境因素在所有可能影响肺结核患病的因素（包括传统危险因素如社会人口学因素、生活方式因素和临床因素）中所占重要性的大小，同时为了确定纳入影响肺结核流行的传统因素是否会影响各环境因素的重要性排名，研究者进一步在模型里面纳入传统危险因素。结果显示，环境因素在所有因素中的重要性占比为11.17%，且传统危险因素的加入并没有显著改变环境因素的重要性排名（图3）。

图 3：基于机器学习模型计算的室外环境因素、社会人口因素、生活方式因素和临床因素作为肺结核患病预测因子的相对重要性。注：CVD：心血管疾病；SO2：二氧化硫；NO2：二氧化氮；CO：一氧化碳；O3：臭氧；ALAN，夜间人造光；FSG%：森林、灌木和草地的比例；PM2.5：空气动力学直径≤2.5微米的颗粒物。

该研究为南疆地区首个环境因素和肺结核关联的研究，标志着我院在高质量流行病学研究设计和开展方面取得显著进展，并为以后的类似研究搭建了平台并提供了借鉴。本研究通过系统地评估了多种室外环境因素对肺结核患病的影响，发现一些环境因素，尤其是空气污染物，可能是影响肺结核流行的重要因素。鉴于室外环境因素广泛存在且人群长期暴露的特点，本研究的发现对基于环境干预的肺结核防治具有一定的公共卫生意义。

论文第一作者为中山大学硕士研究生李佳欣以及我院研究生栾其昀和科研管理科副主任李贝贝，通讯作者为我院邹小广教授和中山大学杨博逸副教授。我院呼吸与危重症医学科和医学检验科的多位医生参与了本研究，并在该文章中共同署名。