环境污染伤肺也伤肾

一、空气污染与肾脏疾病

全球疾病负担研究估计2015年约有640万死亡病例是由空气污染所导致。流行病学研究和实验室研究都清楚地证实空气污染和来自肺内外的颗粒物，导致了心血管疾病的发生和死亡。颗粒物通常根据其平均空气动力学直径分为PM10（颗粒物直径<10μm）、PM2.5（颗粒物直径<2.5μm）或超细颗粒（UFPs < 0.1 μm）。在2015年，暴露于PM2.5导致了420万死亡病例。大约60% PM2.5有关的死亡都发生在南亚和东亚。颗粒物质（主要是由煤、汽油和柴油燃料燃烧产生的固体颗粒）是空气污染的主要元素，对动物和人类造成不利的健康影响。在大城市中，大部分颗粒物质的产生来自于道路交通和工业燃料的燃烧。颗粒物质在肺中引起的不良反应包括：破坏气道上皮细胞屏障和细胞信号通路、产生氧化应激、破坏吞噬作用、炎症细胞浸润、细胞免疫失调、表观遗传修饰和自噬。由PM2.5所介导的肺部炎症可以渗入到循环中，导致全身炎症、氧化应激和远处器官的损伤。沉积在肺泡中的PM2.5激活自主神经系统反射，引起自主神经系统失衡，并促进全身氧化应激和其它器官损伤。此外，沉积的UFPs可直接进入循环或淋巴系统，导致凝血和/或纤溶系统功能不全，随后在非肺组织中产生细胞反应。值得注意的是，如果吸入颗粒的直径<30nm，可以从肺转移到循环，被肾脏过滤和排泄，并选择性地聚集在动物和健康男性的血管炎症部位。吸入的非颗粒物质是否导致了CKD患者心血管疾病的进展还需要进一步的研究。上海国际医学中心肾病内科龙泉

气态化合物，如二氧化碳、一氧化碳、臭氧和硫氧化物等，是空气污染的另一重要组成部分。氮氧化物和一氧化碳主要来自于道路交通和燃料的工业燃烧，而硫基产品的工业生产是二氧化硫的主要来源。已充分认识到暴露于这些气态污染物会导致成人多种健康问题，包括慢性阻塞性肺病、哮喘、白内障和失明。而气态污染物在成人和儿童中可引起急性呼吸道感染。

1.流行病学研究

纳入美国波士顿大都会地区因急性缺血性卒中而住院的1103名患者的一项研究发现，患者的家与主干道的接近程度与其估测的肾小球滤过率（eGFR）水平之间存在关联。离主干道50m的个体比离主干道1000m的个体eGFR水平低3.9ml/min/1.73m2。另一项纳入波士顿地区669名老年人的队列研究发现，1年的PM2.5暴露量与较低的eGFR水平和较快的eGFR年下降速度有关。PM2.5暴露量每增加2.1ug/m3，与eGFR降低1.87ml/min/1.73m2和肾功能每年降低0.60ml/ min/1.73m2有关。

一项纳入中国282座城市938家医院，2004年-2014年期间共计71161例肾活检标本的全国性研究显示：282座城市的PM2.5暴露水平从6ug/ m3~114ug/m3不等。在过去的10年里，膜性肾病（MN）的发病率从12%增加至24%，而其它几种主要类型肾小球病的发病率保持相对稳定。长期暴露于高水平的PM2.5与MN的风险增加呈非线性相关。在PM2.5水平>70ug/m3的地区，PM2.5水平每增加10ug/m3，MN发生的可能性就增加14%。这一效应在PM2.5水平<60 ug/m3的地区就明显减小。这项研究的结果证实，长期暴露于PM2.5的患者更容易发生MN。

一项纳入超过200万之前没有肾脏病史的美国退伍军人的队列研究发现，长期暴露于PM2.5、PM10、二氧化氮和一氧化碳与CKD发病率增加、CKD进展以及发生终末期肾病（ESRD）有关。PM2.5水平每增加10 ug /m3，CKD发病和进展以及ESRD的风险增加26%-28%。

2.机制研究

空气污染和肾脏病之间关联的潜在机制还没有被完全阐明。柴油机排气颗粒（DEPs）是PM2.5和人口密集的城市区域UFPs的主要来源，占大气中颗粒物质总量的30%。发生MN与暴露于PM2.5的水平有关，但是这一关联背后的机制还有待阐明。

遗传因素在特发性MN的易感性方面也有一定作用。多个危险等位基因，如PLA2R1、HLADQA1和HLADRB1等，都与PLA2R相关MN的风险增加强烈相关。还需要更多的研究来明确遗传背景和环境污染物之间的关系，以及遗传因素在IMN的致病机制中所起的作用。

二、重金属和肾脏疾病

在所有饮用水和食品污染的类型中，重金属对人类健康的影响是最大的，因为它们在环境中持续存在，可通过吸入和皮肤接触等途径，从饮食和饮用水中被吸收入人体内。

重金属污染对肾脏的影响

金属

暴露来源

肾脏损伤

机制

镉

受污染的食品（大米）；吸烟；工业废物；职业暴露（采矿、电池生产、钢铁和塑料制造）

近端肾小管功能不全（糖尿、氨基酸尿和低分子量蛋白尿）；GFR降低

氧化应激；DNA修复受损；抗氧化能力降低；

细胞凋亡

铅

受污染的食品；石油；污染的空气；工业废物污染的水和土壤

近端肾小管功能不全；间质纤维化、肾小管萎缩；GFR降低

氧化应激；TGFβ表达和脂质氧化；线粒体功能障碍；DNA断裂

汞

受污染的水、来自于污染水中的鱼；燃料燃烧；皮肤美白霜；采矿

继发性膜性肾病；间质性肾炎；急性肾小管坏死；GFR降低

DNA损害；线粒体功能障碍；酶活性降低；

砷

职业暴露（采矿、木材防腐剂、冶炼金属矿石和杀虫剂）；受污染的海鲜和水；特别的药物

小管间质性肾炎；急性肾小管坏死；GFR降低

氧化应激；RKIP表达降低；DNA甲基化和组蛋白乙酰化；DNA氧化；抗氧化防御能力降低

三、其它环境污染物

1.马.兜铃酸：是一种致癌和肾毒性化合物，通常存在于马鞭草科植物中。马.兜铃酸是巴尔干地方性肾病的致病原因。巴尔干地方性肾病是一种慢性进展性肾小管间质性疾病，聚集在欧洲东南部多瑙河沿岸支流偏远山村的村民中，其显著特点是尿道上皮癌的发生率很高（>50%）。巴尔干地方性肾病呈现家族聚集性但非遗传性，提示了环境因素的重要性。目前认为巴尔干地方性肾病主要是由于食用了被马兜.铃属污染的田地里所种植的小麦所制成的含有马.兜铃酸的面粉而引起。数百名服用了含有马.兜铃酸中药的比利时妇女发生了肾衰竭，后来证实了这些化合物的肾毒性。由于马.兜铃属植物在世界范围内分布广泛，含有马.兜铃酸的中草药使用广泛，尤其是在东亚国家中，因此马.兜铃酸很可能是未知病因肾脏病的原因。

2.农业杀虫剂：暴露于杀虫剂可导致多种健康问题，从腐蚀皮肤到更加严重的后果，如神经系统疾病、生殖系统问题和癌症。许多被广泛应用的杀虫剂都被证实对人类具有肾毒性。百草枯是一种被广泛使用的杀虫剂，在动物研究中可引起肾小球损害和肾小管坏死。美国的一项大型前瞻性研究发现，暴露于6种杀虫剂与ESRD的风险增加有关。

3.工业化学品：公众在日常消费活动中不知不觉地就暴露于工业化学品中，如邻苯二甲酸酯、双酚A和全氟烷基酸。这些化学品广泛用于香波、化妆品和食品包装中。许多交叉研究将暴露于这些工业化学品与肾脏病发病率增高联系起来。2009年的三氯氰胺中毒事件就说明了广泛暴露于化学污染物对人体健康的影响，尤其是对肾脏疾病的影响。在中国，超过30万的婴儿和儿童暴露于含有三氯氰胺的配方奶粉，在这些孩子中导致肾结石形成、肾功能不全和肾脏发育延迟。

4.儿童暴露于二手烟：烟草的烟雾含有超过4000种有毒的化学物质和颗粒，具有肾毒性，包括：尼古丁、一氧化碳、砷、镉和铅。吸烟与成人CKD和ESRD的风险增加有关。一项纳入15个前瞻性队列共计65064位CKD患者的荟萃分析显示，吸烟是CKD发生的一项独立危险因素。虽然成人的吸烟率有所降低，但是高达20%-40%的儿童仍暴露于含有二手烟的成长环境中。在儿童中，暴露于二手烟与血压升高、血脂异常、CRP水平增高和内皮功能失调有关。有项研究报道，在轻度~中度CKD的儿童中，即使校正了其它危险因素，暴露于二手烟仍与肾病范围的蛋白尿有关。

四、全文关键信息

1.全球高达22%的疾病负担和23%的死亡是由于环境污染所导致的。普通公众不可避免地会暴露于环境污染物。

2.由于环境毒素在过滤过程中被肾脏浓缩，因此肾脏尤其易受到环境污染物毒性效应的影响。环境和职业暴露于污染物仍然是全世界范围内肾脏疾病的主要原因，尤其是在发展中国家中。

3.长期暴露于PM2.5与膜性肾病风险增加以及肾功能下降较快有关。

4.暴露于重金属会导致急性和慢性肾损伤。肾小管功能不全是重金属肾毒性最常见的表现。

5.由于马.兜铃属在世界范围内广泛分布，而且仍在广泛使用含有马.兜铃酸的中草药，尤其是东亚一些国家，因此马.兜铃酸可能是不明原因肾病的病因。

6.暴露于工业和农业的化学物质，生物毒素和二手烟是肾脏疾病的其它危险因素。

我们应该努力控制环境污染并限制个体的暴露以预防或避免环境的危险因素。在污染地区，尤其是发展中国家。