第三节 大气污染与人群健康的暴露-反应关系

大气污染物作为影响人群健康的危险因素之一，已经众所周知。因此大气污染对人群健康影响流行病学研究的关键目标，应该是对大气污染物引起的特异性人群健康效应终点进行科学和定量评价，而定量评价的基础，离不开大气污染与相应健康效应终点之间定量的暴露-反应关系的建立和评价。

暴露-反应关系（exposure-response relationship）指人群的环境暴露水平与相应人群中发生某种健康效应的人数比例之间的定量关系。在环境流行病学中，由于常常难以真正获得人群暴露水平的真实资料，而多以环境的监测浓度作为替代，常称为浓度-反应关系（concentration-response relationship）。暴露-反应关系是环境流行病学一个非常重要的概念，对定量评估环境因素的人群健康影响，确认环境病因，制定环境卫生标准和预防措施，都具有重要作用。人群对外环境因素的反应总体上呈正态分布，此时的暴露-反应关系曲线一般呈S型，即低暴露水平时的代偿适应期、高暴露水平时的敏感反应期和过高暴露时的饱和适应期三个反应阶段（图1-1）。

现代环境流行病学认为，环境有害因素对人群健康影响的暴露-反应关系有两种基本特征，即非线性（有阈）的暴露-反应关系函数曲线和线性（无阈）的暴露-反应关系函数曲线。后者一般指环境致癌物的暴露-反应关系。目前有关致癌作用机制的研究认为，大量遗传毒性致癌物是无阈值的，即该物质高于零以上的任何剂量都可以产生致癌效应。因此，采用美国环保局在健康风险评价中提出并在国际上通行的致癌强度系数法来推算致癌物的暴露-反应关系，在环境流行病学领域已得到广泛应用。如图1-1所示，其暴露-反应关系曲线就是一条过原点的简单直线。

大量有阈的外环境物质，其对人群健康影响的暴露-反应关系一般遵循S型曲线，其含义如前所述。环境暴露与人群健康效应之间的S型函数曲线至少应包含两个关键特征:一是外环境物质对人群健康的影响有个“阈值”，即理论上低于此阈值浓度的暴露，不会对暴露人群的健康产生任何的不良效应。暴露-反应关系曲线上表现为曲线不过坐标的原点，而是相交于暴露水平横轴上的某个点。阈值的大小及范围取决于暴露个体的易感性（susceptibility）和环境因素本身的特性。人群暴露于外环境因素时，每个个体的反应不同，即反应的“阈值”各有不同。二是外环境物质对人群健康影响的暴露-反应关系在阈值出现之后的群体反应上还存在一个“拐点（turning point）”，表现为拐点前的反应曲线呈现平缓、不规则、非直线（抛物线），拐点后曲线则呈陡直、规则、直线关系显著的特征。近年的环境流行病学研究认为，拐点前的曲线形态反映了一部分对环境暴露的健康效应出现较早、效应较显著、遗传易感性较高的亚人群的反应，即“高敏感人群”的反应。其拐点在何处出现，拐点的形态如何，实质上反映了这部分“高敏感人群”的遗传易感性及其与总体人群的相互关系，此处的曲线形态不规则也不稳定，不宜作为一般人群健康效应定量评价的基础。而拐点后的暴露-反应关系曲线形态规则，线性关系好，实质上反映了一般（总体）人群对环境暴露水平变化的健康效应，也成为环境流行病学人群健康效应定量评价的重要统计学理论基础。