空氣污染對COVID-19 發生率、致死率和死亡率研析與預防:病原、宿主和環境全面探討

2021年12月13日疫情新聞

根據約翰霍普金斯大學統計分析發現,今年不到6個月,全球新冠肺炎的死亡人數已經超過了2020年的數字188萬人。 亞洲疫情不容樂觀,不單是變種病毒來勢洶洶,不少國家地區更甩不開空氣污染的陰霾,而科學家陸續示警,空污會提高染疫風險。
PM2.5為病毒開啟快車道
台灣陽明交通大學急重症醫學研究所所長許瀚水和中國大學新藥開發研究所主任洪士杰研究團隊發現,空氣污染中的細懸浮微粒PM2.5,會提高細胞膜表面蛋白ACE2和TMPRSS2的表現量,而這兩者正是新型冠狀病毒感染細胞的表面受體和蛋白酶,今年3月這份研究刊登在國際毒理學期刊《Particle and Fibre Toxicology》。
新冠肺炎(COVID-19)從2019年自中國武漢蔓延,迄今病毒大規模擴散至201個國家,意大利北部是歐美的第一波重災區,這一帶也是工業重鎮。”所以我們把空污和新冠肺炎結合在一起,在肺纖維化動物實驗中,注入細懸浮微粒PM2.5,結果這些動物表現更多的ACE2和TMPRSS2。”許瀚水說明研究動機和方法,“在肺纖維化的病人情況下,空污可能會增加COVID-19的感染風險。”
這意味著生活在高空污地區的民眾,可能會成為 COVID-19 的高風險族群。”我們研究想要強調,空污對肺部影響可能被低估,因為在我們的實驗結果中,沒有肺纖維化的老鼠,使用空污去刺激,ACE2和TMPRSS2的表現量並沒有很明顯的增加,而肺纖維化動物則有大量表現。”許瀚水點出兩者的交互作用,“所以如果病患本身有一些共病症,在感染後,容易導致重症發生。”
科學研究接連提出證據,空污扮演新冠病毒的”幫兇”角色。中國醫藥大學公共衛生學院教授何文照和洪士杰研究團隊在國際期刊《Environmental Research》發表論文“空氣污染之短期和長期暴露對COVID-19風險和致死率之影響:意大利北部地區第一波傳染流行分析”,研究結果表明,空氣污染之暴露對COVID-19大流行具有重大影響。
SO2、NO2提高染疫風險
何文照表示,當時意大利的疫情遠高於初發地中國大陸,世界衛生組織宣告意大利的COVID-19嚴重致死率和空氣污染的關係亟待探討,以便進行預防,洪士杰主任日前發表的動物實驗數據和臨床研究發現,空氣污染有些成分會刺激 COVID-19 的通道,SO2(二氧化硫)會增加 ACE2 的表現量,研究團隊進一步結合意大利的空氣污染數據、每日病例數和死亡人數,進行環境流行病學研究 分析。
在調控氣候影響和封城的實施之後,何文照指出,PM2.5和PM10呈現短期、急性的效應,短期暴露會增加COVID-19感染發生率和致死率的影響;SO2無論長期和短期暴露都會增加感染發生率和致死率的風險,而NO2(二氧化氮)的長期暴露影響較為明顯,這也反映空氣污染物質的基本認知,NO2在環境中的存留時間很長且散佈很廣。
空污打開了人體細胞接受新冠病毒的通道,陽明交大研究團隊進一步找到對症下藥的解方。許瀚水指出,我們先前在肺纖維化的動物實驗發現,老鼠氣管的細胞激素中有一個叫“介白素8”(interleukin 8)的分泌物比較高,這次最新研究以“介白素8”拮抗劑來治療肺纖維化的老鼠,發現它可以抑制ACE2和TMPRSS2的表現量,由此推斷這類藥物有助於降低COVID-19的感染和重症風險,這是過去沒有人發現的。
空污罩頂的亞太風暴
今年3月,瑞士空氣品質科技公司IQAir發布“2020年全球空氣品質報告”,以PM2.5年均濃度作為基準,調查分析顯示,空氣品質最差的前148名城市都在亞太地區,印度新德里連續3年蟬聯全球空污最嚴重的首都。今年6月刊登在國際期刊《Nature Communications》的研究再顯示,中國和印度因為PM2.5致死的人數最多,如果兩國不再使用化石燃料如煤炭,全球相關疾病負擔可以減少近20%。
“PM2.5如同抽菸造成全身廣泛性發炎的效應。”何文照說,“它不只讓人體慢性發炎,造成全身性反應,同時開啟新冠病毒的感染通道,PM2.5濃度高的地區,染疫風險相對高。”
“PM2.5不光是引清兵入關,還裡應外合,讓新冠病毒在身體更容易繁殖、更容易跟細胞緊密結合,一路長驅直入。”長期投身反空污運動的台灣健康空氣行動聯盟理事長、本身也是醫師的葉光芃這麼打比方,他大量閱讀國際期刊針對空污和染疫關聯性的研究,疾聲呼籲空污奪命不容輕忽。
葉光芃表示,美國肺臟醫學會回顧今年和去年的國際論文,全球新冠肺炎的死亡病例有15%與長期暴露在空氣污染有關,中國比例約為27%,美國和英國分別為18%、14 %,PM2.5是造成這次死亡的重要原因之一,而全球新冠肺炎死亡有15%是化石燃料的工業污染所造成,此外,他們也引用哈佛大學的研究,這個研究涵蓋美國98%地區、3000多個城郡,研究分析發現,PM2.5每立方米增加1微克,新冠肺炎的死亡率就增加11%。
不只PM2.5加劇疫情,交通污染源造成的氮氧化物,甚至臭氧也是推波助瀾的兇手。葉光芃指出,美國加州最新研究顯示,在NO2排放嚴重的地區,新冠肺炎死亡率會增加60%;去年美國紐約爆發嚴重疫情,耶魯大學的分析發現,臭氧濃度每增加1ppb,就會增加10.43 %新冠肺炎死亡率,研究團隊甚至認為臭氧濃度低於美國標準同樣具有危害。
嬰兒潮世代深陷重症
出生在工業崛起的嬰兒潮世代,環境污染種下禍端,無形中罹患心血管、糖尿病等空污相關疾病,也成為新冠肺炎的主要受害者。
葉光芃表示,嬰兒潮世代大多已邁入60、70歲,這個世代碰上全球工業化,年輕時暴露在化石燃料、工業污染、汽車移動污染源下,造成本身就有慢性共病,由於免疫力被削弱,新冠肺炎很容易入侵,目前台灣死亡人數超過500人,大部分是高齡且有共病的患者,不只是台灣、印度和中國,歐美先進國家也有相同現象。
“傳染性疾病和非傳染性疾病是互為因果,兩者是共犯結構、狼狽為奸。”葉光芃生動形容兩者的加乘作用,“如果非傳染性疾病沒有控制好,當傳染性疾病爆發,受到傷害的不是只有人,整個社會和國家都會受到影響。”
不過,從SO2 暴露量刺激ACE2的機轉來看,何文照發現,西方工業國家的老年人和年輕人重症比例不同於中國等開發中國家,因為西方國家工業化來得早,老年人的SO2累積暴露量跟年輕人差異很大,反觀開發中國家,兩者的累積暴露量則差不了多少。
印度專家曾指出,長期空污是印度疫情失控的原因之一。許瀚水指出,印度科技大學的研究發現,德里發生的新冠病例與空污、氣候條件具有關聯性,這跟台灣團隊的研究結果不謀而合。葉光芃語重心長說,印度非常淒慘,一下子死了那麼多人,遺體無法好好焚化,露天焚燒屍體加重空氣污染,再加上新冠疫情,讓印度的疫情更難以控制。
空污防線築起公衛堡壘
“空污對人的影響很大,就像抽菸的病人,我們開刀的時候常看到病患的肺部,抽菸病人的肺基本上都很黑。”許瀚水從臨床病例提出省思,“減少空污對健康有實質幫助。”
葉光芃說,澳大利亞的空氣品質是全球優等生,疫情也控制住了,今年當地研究團隊發表的論文也提出新冠肺炎的全面省思,探討如何從政策面改善空污,因為澳大利亞的森林大火不光造成經濟損失,也更容易發生新冠肺炎這一類傳染性疾病。
空污重災區無可避免陷入公共衛生危機的泥沼,“今年初哈佛大學的研究論文指出,2018年化石燃料產生的PM2.5造成全球870萬人死亡,這個死亡人數遠高於新冠肺炎的死亡人數。”葉光芃憂心說,“全球在封城期間,NO2移動污染明顯下降,工業污染也降低,這表示空氣污染是可以管控的,各國加嚴控管空氣品質標準,不但可以減少非傳染性疾病,也可以減少傳染性疾病的死亡和疾病負擔。”
葉光芃再點出後續的潛在隱患,新冠肺炎患者即使復原了,肺部、全身也受到傷害,後面再加上空污的危害,無疑是雪上加霜。空污防治是防疫的最前線,沒守住這道防線,公衛體系難免不斷潰堤了。

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