主要完成单位:北京大学环境科学与工程学院、北京大学公共卫生学院
空气污染尤其PM2.5是危害人类健康的重要风险因素,每年导致全球667万人过早死亡。为实现“健康中国”战略,科学和精准治理空气污染是关键,为此亟需强化从污染源到健康效应的证据链和因果关系以提供科学支撑。聚焦这一重大任务,北京大学环境健康团队开展了长期的研究工作;2021年度针对从污染源到健康的全证据链条和因果关系,取得如下主要进展:
1 针对空气污染来源繁多且组成复杂的难题,开展全组分暴露分析,以健康效应为导向,识别危害健康的关键组分及化学过程:基于在线质谱技术构建新型分析方法,揭示臭氧在低浓度水平下仍能引发非均相氧化反应,可显著影响室内空气有机组分,是危害健康的关键化学过程(Liu et al. PNAS);开发非靶向暴露组学技术,从上千种个体暴露的PM2.5组分中识别新型促炎组分,发现大气燃烧源组分的显著危害(Jiang et al. Environ Sci Technol);融合卫星遥感和大气化学模式模拟技术,首次量化全球生物质燃烧源PM2.5对全球儿童死亡的暴露反应关系及疾病负担(Xue et al. Lancet Planet Health)。
2 针对空气污染健康效应复杂的关键难题,结合暴露、转录和代谢等多组学技术开展定组人群研究,揭示健康危害的生物学机制:自主研发氧化脂质组学技术,发现空气污染影响脂质代谢调控的关键生物学证据(Wang et al. Environ Int; Yao et al. J Hazard Mater);揭示臭氧短期暴露导致人体氨基酸代谢扰动并造成尿素循环紊乱的机制(Hu et al. Environ Int);采用个体自对照和双重差分“准实验”设计强化因果性,发现PM2.5是人群精神健康和流产、死胎等新型健康结局的危害因素(Xue et al. Lancet Reg Health Wes Pac; Nat Commun)。
3 针对科学评估防控效果的难题,以污染控制措施实施前后中国大气污染和人群健康的对比,基于人群实证研究,建立评价大气污染治理健康效益的新范式:发现大气污染治理在减少医疗开支、改善肺功能和老龄健康等多方面的效益 (Xue et al. PloS Med; Ann Am Thorac Soc; Wang et al. J Gerontol A Biol Sci Med Sci)。
上述系列研究强化了从污染源到健康效应的因果关系证据,为空气污染的精准防控提供了关键科学依据,学术和社会影响广泛。在PNAS、Nature Communications和Lancet子刊等环境与健康领域高影响期刊上发表近40篇论文,被多家知名媒体报导,为WHO工作报告提供了重要理论支撑;朱彤教授受联合国亚太经社会组织邀请做空气污染与新型健康结局的报告;团队受邀将研究成果编制成多份咨询报告和政策建议,并呈送国家决策机构。
北京大学自2000年与原北京医科大学合并之时,率先在国内开展环境健康交叉研究,于2007年成立环境健康研究中心,于2015年在环境科学与工程一级学科下设立国内首个环境健康二级学科并招收和培养环境健康方向的博士与硕士研究生,于2021年初正式成立环境健康系,在北京大学形成“科学-工程-健康-管理”的完整环境学科布局。经过20余年发展,已形成一支精干的具有国际影响的环境健康研究团队,核心成员包括中国科学院院士一人,国家青年人才计划入选者五人次。团队面向国家和社会重大需求,立足环境与健康交叉学科前沿,以真实环境中的人群健康效应研究为核心任务,围绕大气污染“来源-全组分-人体暴露-健康效应-政策建议”的全链条体系,涵盖大气污染的来源解析(郑玫)、大气化学过程(尚静、刘颖君、叶春翔)、暴露分析(邱兴华)、健康效应和机制(宫继成、朱彤)、以及政策评估(朱彤、薛涛)等关键环节。自2008年以来,共培养了25名博士和32名硕士,出站12名博士后,多成为相关领域的优秀青年学者,持续推动中国环境健康学科的发展。
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