二氧化氮（nitrogen dioxide，NO₂）是城市空气中最常见的交通源污染物之一，主要来自机动车尾气、化石燃料燃烧及工业排放。NO₂具有强烈的刺激性，能直接损伤呼吸道上皮细胞，引发炎症和氧化应激反应，诱发哮喘、心血管疾病发作等急性健康事件。2021年，世界卫生组织（WHO）首次在《全球空气质量指南》中设立了NO₂的24小时平均浓度限值（25 μg/m³），以期更好地保护人群健康免受NO₂急性暴露的危害。然而，该限值主要建立在针对全因死亡和少量特定疾病（哮喘）发病风险研究的基础之上，目前有关短期NO₂暴露对除哮喘外呼吸系统疾病、心血管系统疾病、肾脏疾病风险影响的流行病学研究证据尚不充分。与此同时，气候变化已成为当今人类健康面临的最严峻威胁之一。空气污染与气温之间的交互作用可能进一步加剧潜在健康风险，目前尚不清楚气温是否可调节NO₂短期暴露对多系统疾病发作风险的影响。
为此，公共卫生学院劳动卫生与环境卫生学系吴少伟教授团队基于2013-2017年中国城镇职工和城镇居民医疗保险住院就诊记录，应用病例交叉研究设计，评估了短期NO₂暴露对多系统疾病发作住院风险的影响，并探讨了温度的调节作用。研究成果以《The Associations of Short-Term Ambient Nitrogen Dioxide Pollution with Major Cause-Specific Morbidities and the Modifying Effects by Ambient Temperature: A Nationwide Case-Crossover Study》为题发表在环境与健康领域国际权威期刊《Environmental Science & Technology》（IF=10.9，https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.4c10981）上，并被选为该期刊4月15日出版一期的封面论文。
该研究纳入我国291个地级及以上城市2013-2017年期间城镇职工和城镇居民47,182,205例因呼吸系统疾病、心血管系统疾病和肾脏疾病发作住院记录。研究结果显示，入院当天和入院前1天的NO₂两天平均浓度（lag01）每升高10 μg/m³，呼吸系统疾病、心血管系统疾病（出血性脑卒中除外）、肾脏疾病及上述疾病主要亚型住院风险均显著升高，其中慢性肾衰竭住院风险升高最大，为3.28%（95% CI: 2.63%, 3.93%）（图1）。
图1. lag01时间窗NO₂浓度每增加 10 μg/m3对应的各系统疾病发作住院风险变化（结果表示为百分比变化和 95% 置信区间）
研究还发现，在lag01时间窗，与NO₂浓度低于25 μg/m³（WHO 24小时浓度指导值）相比，NO₂浓度超过25 μg/m³和50 μg/m³时均可增加多系统疾病发作住院风险，且总体上超标暴露浓度越高，超额风险越大（图2）。
图2. NO₂暴露浓度超过WHO空气质量指导值时各系统疾病发作住院超额风险（%）及 95% 置信区间
随后，研究进一步评估了研究期间NO2短期暴露（lag01）对应的不同疾病归因住院人数和归因分数（图3）。研究结果显示，与NO2短期暴露相关的不同疾病住院风险归因分数范围从急性冠状动脉综合征的2.01%到慢性肾衰的4.82%不等。
图3. 研究期间NO2短期暴露对应的各系统疾病归因住院人数和归因分数及 95% 置信区间
研究进一步分析了温度在NO2短期（lag01）暴露对主要疾病发作住院风险影响中的调节作用。结果显示，除哮喘、心力衰竭、出血性脑卒中、糖尿病性肾病（DKD）和高血压性肾病（HKD）外，NO2短期暴露与多种疾病发作住院风险在低温条件下要显著高于高温（中位数分层）条件（所有组间差异P值<0.05）。
图4. 在不同温度分层下，lag01时间窗NO₂浓度每增加 10 μg/m3对应的不同疾病发作住院风险变化（结果表示为百分比变化和 95% 置信区间）
研究结果表明，更严格的NO2空气质量指导值和污染控制措施有助于降低与其对应的呼吸系统、心血管系统和肾脏疾病的住院风险和负担。在未来城市化和气候变化背景下，政府应加快制定更为严格的NO₂空气质量指导值与污染控制措施，特别是在低温天气下强化NO₂排放监管。同时，公众也应在低温天气下加强自我防护，以降低污染物暴露叠加低温带来的额外健康风险。
公共卫生学院吴少伟教授为论文通讯作者，公共卫生学院助理教授陈娟、博士研究生姜云星为论文共同第一作者。研究获得国家重点研发计划、国家自然科学基金、西安交通大学青年拔尖人才计划、中国博士后科学基金等资助。
