文/本刊记者 池文淑 于宝源
2025年07月21日
当清晨的第一缕阳光穿透薄雾,照亮城市天际线时,很少有人会想到,这束光里可能藏着数以亿计的PM2.5等颗粒;当矿工结束一天的劳作,他们或许未曾意识到,鼻腔和肺中残留的粉尘正在悄悄损坏他们的身体健康。
环境是人类生存发展、追求美好健康生活的必要条件。在人类与环境的和谐共处中,总有一些人选择直面环境因素的“健康杀手”。中国工程院院士、华中科技大学同济医学院院长邬堂春,就是那位手持科学利剑的“环境健康侦探”。他带领团队随访7.4万接尘工人大型人群队列,追踪51万居民的环境与健康轨迹,将实验室的精密测算化作丈量生命的标尺,让论文中的数据成为修订国内外标准的科学证据。从矽尘致癌的分子迷宫到室内空气污染的民生与健康账本,从职业防护标准的大国共识到新冠疫情的科技突围,他的每一次突破,都在扩展“健康中国”的内涵——科学不只是象牙塔里的学术钻研,更是守护亿万生命的坚实铠甲。
邬堂春长期从事环境与健康的研究,在揭示环境病因、阐明发病机制和制定预防对策等方面做出突出贡献,他在《美国医学会杂志》(JAMA)、《自然》(Nature)、《临床肿瘤学杂志》(Journal of Clinical Oncology, JCO)、《循环》(Circulation)等权威期刊发表论文400余篇,主编全国高等学校预防医学专业教材《职业卫生与职业医学》和《环境卫生学》,著有《环境与精准预防》等,获国家自然科学奖二等奖、国家科学技术进步奖二等奖各1项,获国家级教学成果奖二等奖2项。邬堂春的科研经历,在中国乃至全球预防医学实践中,具有示范引领作用。
修订职业卫生标准的“中国方案”
矽尘,即结晶型游离二氧化硅含量超过10%的无机性粉尘,是一种常见的工业粉尘,广泛存在于煤炭、建筑、陶瓷、玻璃等行业。在这些领域工作的工人长期吸入矽尘,将导致肺功能损害等问题,是我国最严重的职业性危害因素。
此前,矽尘是否引起肺癌和冠心病是长期悬而未决的世界难题。为回答此难题,在前人建立的现阶段世界最大的7.4万接尘工人队列基础上,邬堂春带领团队进行了关键10年的前瞻性随访研究:阐明了矽尘暴露与矽肺、肺心病等发生的剂量反应关系;证实了矽尘暴露可致肺癌、心血管病和总死亡率分别增加1.53、1.86和1.58倍;发现了在矽尘暴露低于原国家卫生标准的环境下工作仍可导致肺癌、心血管病和总死亡率分别升至1.45、1.08和1.17倍,并将此项研究结果发表在《公共科学图书馆·医学》(PLoS Medicine, 2012)。
国际权威期刊《柳叶刀·肿瘤学》(Lancet Oncol)刊登了专门评价此项研究结果的文章。文中显示,“这项重要结果,为开展矽尘致肺癌机制研究提供了充分人群证据。”“根据该结果,美国标准已过时,因为它不能保护工人不患肺癌。”
这些研究证据被世界卫生组织(WHO)、欧美地区的国家和相关劳工组织修订卫生标准时大篇幅采用,是国际癌症研究机构认定矽尘为致癌物的主要依据。如,2013年美国国家卫生标准修订中引用该队列的10篇论文(共11页),将矽尘暴露限值从0.1降至0.05 毫克/立方米(mg/m3)。《临床医师癌症杂志》(CA: A Cancer Journal for Clinicians)于2014年以《矽尘:致肺癌物》为题,阐述了美国标准限值下调的理由,大篇幅指出,“该研究结果回答了矽尘致肺癌的关键科学问题,是美国标准修改最重要的新证据。”
在国内,该研究成果应用于修订我国矽尘限值等7项国家卫生标准,如《工作场所职业病危害作业分级 第1部分:生产性粉尘》(GBZ/T 229.1-2010)、《工作场所空气中粉尘测定 第1部分:总粉尘浓度》(GBZ/T 192.1-2007)等。凭借此项研究贡献,该团队荣获“2014年国家科技进步奖二等奖”。
邬堂春在考察居民厨房与空气污染
51万居民的“生命账本”
来自《柳叶刀》的一项最新研究显示,截至2021年,全球仍有26.7亿人依赖煤炭、木材等固体燃料。其中,中国约有5亿人。那么,家用固体燃料造成的空气污染对居民将产生多大危害?是否可预防?这是全球尚未破解的重大公共卫生难题。为此,邬堂春带领团队对国内5个农村地区和5个城市地区现阶段样本量全球最大的共计51万多居民,展开了研究工作。
经过追踪随访,最终,邬堂春团队率先量化了家用固体燃料产生的室内空气污染是居民的重大死因,提供了有效干预对策,为国家加快推广清洁能源、实施改灶通风、延长预期寿命提供了依据。
该研究结果表明,与使用电或燃气等清洁燃料者相比,使用固体燃料烹饪者每10万人每年增加338例总死亡数,含135例心血管病死亡数。用固体燃料取暖者每10万人每年增加392例总死亡数,含175例心血管病死亡数。并且研究显示,随使用者使用固体燃料的使用时间延长而死亡风险增加。通过研究样本的数据比例推算中国5亿固体燃料使用者,则每年增加约150万的过早死亡人数。从而研究证实,此类污染是导致居民过早死亡的重要病因,急需国家出台预防及改善措施。
与此同时,研究结果显示,与仅用固体燃料相比,改用清洁燃料烹饪和取暖者,总死亡风险分别减少了13%和33%。转用清洁能源烹饪将有显著的健康获益,从而揭示固体燃料向清洁能源转型,是减少居民死亡的有效预防措施;
研究结果还显示,有效通风可使所有燃料类型的烹饪者总死亡风险减少约19%。即使未改用清洁能源但采用有效通风设施,预估每年可减少约40万人过早死亡,从而表明使用清洁燃料烹饪和有效通风是减少危害的有效对策,也是未来烹饪的发展方向。
此项研究结果发表在《美国医学会杂志》(JAMA,2018)和《柳叶刀·全球健康》(The Lancet Global Health, 2020),期刊随文设置了专栏推介和专家评语。国际专家的评价为,“该研究不仅定量回答了室内空气污染致健康损害的难题,且揭示了多种空气污染的联合危害。”
此外,研究成果中提及的室内空气污染作为病因预防,被写入2019年《国际肺部健康促进行动北京宣言》。此项行动由世界卫生组织联合多个国际组织发起,旨在推动各国将呼吸疾病防控指标纳入可持续发展目标。
空气污染导致心肺损害的新证据
煤炭资源仍是我国主要能源之一,然而煤炭的燃烧会产生大量污染物和温室气体,对环境和人类健康造成严重影响。邬堂春围绕燃煤产生的污染物及其成分对心肺损害的机制展开研究,成果显著。
邬堂春发现,燃煤污染物引发的高浓度抗热休克蛋白-60(HSP-60)抗体导致血压和心电图异常增加,揭示高浓度HSP-60抗原、抗体水平与高血压、糖尿病协同作用,增加冠心病发病风险。此项研究成果发表在《循环》(Circulation, 2008),论文内容被《新英格兰医学杂志》(NEJM)综述文章大篇幅引用。同时,此项研究的系列成果还被写入国内相关领域的教科书和国内国外参考书。
在此项研究中,邬堂春领衔建立“东风-同济”人群队列,发现多个化学成分改变心率变异性。例如,钛和砷成分增大冠心病发生风险,硒成分则减少冠心病发生风险,由此证明硒成分可预防冠心病。
邬堂春还发现,萘等化合物通过修饰DNA甲基化而调节80个基因异常表达。他构建了中国人群甲基化预测衰老模型,率先发现多环芳烃类暴露会加速人群衰老,其与衰老基因甲基化和表达相关。他还注意到,参与萘、低密度脂蛋白等代谢通路的基因,其甲基化修饰参与冠心病发生。这些成果不仅发表在国际权威期刊,获得国际同仁的肯定,还为制订国家环境质量标准和精准预防提供新证据,由此荣获“2013年国家自然科学奖二等奖”。
除了在环境与健康相关领域的研究,在公共卫生领域,特别在新冠肺炎的防控工作中,邬堂春运用专业所长,领衔评价了新冠肺炎的武汉防控效果和研判疫情趋势,揭示了病毒传播的高传染和高隐蔽特性,证实了联防联控、医疗卫生学科协同作战的巨大成效,向全球彰显了武汉抗击新冠疫情的中国经验和智慧,为我国疫情防控提供了科技支撑,并将研究成果发表在《美国医学会杂志》、《自然》等国际权威期刊。
邬堂春不仅要埋头科研攻关,还需兼顾管理和教学工作。自2019年起,他领衔建设国家重点学科,推动学院多学科协同发展。他在教学上,注重理论与实践紧密结合,先后两次获得“国家教学成果奖二等奖”。
面对“健康中国2030”规划纲要的要求和国家生态文明建设的需要,邬堂春表示,在科研路上还将继续前行,追求卓越,为守护人民健康、追求美好生活贡献力量。
邬堂春主要研究成果展示墙