近日，西安交通大学公共卫生学院教授吴少伟团队在《生态环境与健康》上发表研究成果。研究依托全国274个城市城镇人群医保门诊就诊记录发现，空气颗粒物暴露浓度越高，主要疾病的门诊就诊风险随之上升。在校正其他主要组分混杂干扰、采用多种统计方法验证后，团队发现，在细颗粒物（PM₂.₅）各主要组分中，黑碳和疾病门诊就诊风险的关联最为稳定，是驱动空气颗粒物人群健康损害的关键组分。

初次从门诊就诊记录中捕捉到黑碳的显著效应时，团队成员颇感欣喜。该发现不仅和团队既往针对住院记录分析得到的总体趋势吻合，也印证了团队此前的猜想。“黑碳颗粒粒径小、吸附能力强，不仅可以进入血液影响心血管系统，还能通过血液循环抵达其他靶器官，如大脑、肾脏等，诱发多器官损伤。本次在大样本人群门诊就诊记录中观察到的与颗粒物黑碳组分相关联的多系统疾病患病风险，与既往本团队及其他学者团队针对心血管等系统损伤的毒理机制研究证据相互呼应，使我们的研究结论更扎实。”吴少伟说。

黑碳是核心贡献者

空气颗粒物污染，是全球疾病负担评估认定的主要环境危险因素之一。2013年，我国出台了《大气污染防治行动计划》（以下简称《大气十条》），实施多项空气污染综合治理措施，使全国空气质量得到明显改善。在空气质量持续改善的背景下，如何精准识别不同污染物组分的健康危害，支撑更高效、更精准的空气污染防控政策的制定，依然是重要科学问题。

放眼全球，既往多数空气污染健康效应研究主要以住院、死亡这类重症结局为研究终点事件，较少通过门诊就诊记录捕捉与空气污染有关的疾病初发早期信号；同时，究竟是PM₂.₅中的哪一（些）种类组分主导了其早期健康损害，仍缺少全国范围的大样本人群流行病学研究证据。除此之外，门诊与住院风险对污染暴露的响应时间窗口是否存在差别、门诊就诊变化可否用于空气污染早期健康风险预警，也尚未得到明确解答。

针对上述科学问题，吴少伟团队先后从住院、门诊两个维度，系统量化了2013—2017年《大气十条》落地后，空气质量改善带来的人群健康效益。

这项研究覆盖全国274个城市，纳入超过2.12亿条各级医院城镇人群多种疾病医疗保险门诊就诊记录，研究过程中对门诊就诊数据做了严格质量控制。“我们依据国际疾病分类第十次修订本（ICD-10）确定12种主要疾病结局，同时利用自然语言处理模型对门诊文本主诉做匹配识别，结合编码和文本信息，提高了病例识别的准确性，从而降低疾病编码差错对研究结果的影响。”团队成员、西安交通大学公共卫生学院副教授兰阳介绍。

吴少伟教授（左一）和团队成员在实验室调试仪器。受访者供图

研究证实，黑碳是与PM₂.₅相关联的多系统疾病门诊风险的主要驱动组分。兰阳解释，“主要驱动组分”意味着黑碳可能是PM₂.₅健康危害的核心贡献者。研究结果显示，黑碳和门诊风险的关联强度甚至高于PM₂.₅总质量浓度，在模型中校正空气PM₂.₅中其余组分的干扰后，黑碳与多系统疾病门诊就诊风险上升的关联依旧稳健。反过来，在校正黑碳的影响后，多数其他主要组分和门诊风险的关联不再显著。

吴少伟向《中国科学报》介绍，黑碳是PM₂.₅里重要的碳质组分，主要来自化石燃料、生物质（如秸秆、木柴）等含碳物质的不完全燃烧。富含黑碳的颗粒粒径大多小于1微米，易于进入呼吸道并沉积在肺泡，能够穿透肺泡-毛细血管屏障进入血液。同时黑碳具有高比表面积和多孔结构，容易吸附多环芳烃、重金属等有毒物质，把这些污染物一同带入人体深处，放大颗粒物的健康损伤效应。

“已有实验证据表明，黑碳能够影响多个器官系统。”吴少伟举例，黑碳可通过“肺-脑”通路或嗅觉神经元直接进入大脑，并通过全身循环到达肾脏等远处器官。世界卫生组织已认识到黑碳的重要性，但针对黑碳健康危害的支持性证据仍然相对有限。

精准识别关键组分

对比前后两项研究，团队有一个意外发现：门诊就诊风险对颗粒物污染暴露的响应比住院风险更为敏感。“这或许和公众健康意识提升有关，污染较重时，人们出现轻微症状就会主动选择门诊就诊；而住院往往对应急性、重度的不受自主意识控制的疾病发作。”吴少伟解释。

该研究最大的困难在于，PM₂.₅各组分之间存在高度共线性，既要从中精准识别出和各类疾病门诊就诊风险存在强关联的关键组分，也要厘清在空气质量改善进程中，究竟是哪种（些）组分浓度下降，真正带来了人群健康效益。

团队成员在实验室更换颗粒物采样滤膜。受访者供图

为破解这一难题，团队采用多维度分析方案，运用多种统计模型交叉验证PM₂.₅组分与门诊就诊风险的关联，最大限度降低由污染物共线性、混杂因素带来的偏倚。研究设计多层级验证策略：先把剔除黑碳后的其余PM₂.₅组分作为混杂变量纳入模型；再借助简单线性回归提取与PM₂.₅不相关的组分残差，构建新的暴露变量开展分析；最后逐一将其他组分纳入模型，观察黑碳的危害效应是否依然稳健。

多轮验证结果一致：黑碳的健康效应在不同模型中保持显著，而其余组分在校正黑碳的影响后，效应大多不再显著，从而印证了黑碳在PM₂.₅/span>健康危害中的主导作用。

在吴少伟看来，这套“门诊+住院”双维度评估体系的优势清晰：门诊就诊风险变化适合捕捉早期健康损伤信号，住院风险则反映严重疾病结局发生情况，二者相互结合，能够更完整评估空气质量改善带来的人群健康效益。“各地也可以依托本地门诊、住院记录搭建同类评估框架，量化空气污染治理的健康效益。”吴少伟说。

转变防控策略

吴少伟建议，公众出行尽量避开交通拥堵路段、可见黑烟区域；长时间通勤或是重污染天气外出时，优先佩戴气密性更好的N95口罩做好防护。

“我们欣喜地看到，我国空气污染治理成效显著，公众健康水平明显提升。”吴少伟说。目前团队正在梳理政策建议，拟提交相关部门：空气治理思路可从单纯管控PM₂.₅总量，转向对黑碳等关键组分的精准防控，推动治理策略由“总量控制”向“组分靶向控制”转变。针对散煤、秸秆、木柴燃烧等生活源，柴油车等交通源，以及工业锅炉燃烧等工业源，分类实施减排，更高效降低人群健康风险。

他同时提醒，在削减颗粒物浓度的过程中，还要防范PM₂.₅下降引发的臭氧反弹问题，后续需要推进PM₂.₅与臭氧协同防控。

下一步，团队计划从空气污染物复合暴露健康效应、损伤机制、干预策略三个方向持续深耕。在复合暴露方向，一方面探究多种污染物组分共同暴露的健康效应规律，另一方面评估空气污染物与极端气象因素叠加带来的复合健康风险；机制层面，深入研究黑碳等空气污染物诱发心血管、神经及精神系统损伤的分子通路，重点围绕循环外泌体、表观遗传调控通路，以及污染物越过血脑屏障造成脑部损伤的生物学机制展开研究；干预层面，依托现有健康风险预警模型，测算精准减排、人群防护措施的健康收益，为空气污染治理和公共卫生干预提供科学支撑。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.eehl.2026.100283