公卫学院吴少伟教授团队在空气污染与人群健康领域获新进展 ——揭示二氧化硫对多系统疾病住院风险的影响特

近日，西安交通大学公共卫生学院吴少伟教授团队在环境健康领域******期刊《环境与健康展望》（Environmental Health Perspectives）发表研究成果，基于我国292个城市住院数据，全面评估了主要空气污染物之一——二氧化硫（sulfur dioxide，SO2）对12种人群主要疾病（包含呼吸、心血管、精神/神经和肾脏系统疾病）住院风险的影响特征，并进一步在校正PM2.5的影响后，量化了我国2013–2017年SO2污染改善对应的人群健康效益及其区域异质性。西安交通大学公共卫生学院雷剑助理教授、刘卉萌博士为论文共同第一作者，吴少伟教授为通讯作者。

SO2是主要气态污染物之一，其污染源主要为化石燃料（尤其是低品质石油和高硫煤）和生物质的燃烧。呼吸系统是空气污染进入机体的首要门户，SO2具有高水溶性和刺激性，易被上呼吸道黏膜吸收并造成损伤，并可深入支气管和肺泡，经过气血交换进入血液循环。与此同时，SO2的衍生产物可经血液抵达远端器官，产生下游损伤反应。既往流行病学研究证据发现，SO2与全因、心血管、呼吸疾病等死亡风险增加密切关联。相对于死亡风险，住院风险是一种可以捕捉环境暴露急性效应的更敏感健康指标，然而相关研究证据仍十分缺乏，尚未全面刻画SO2对多系统疾病住院风险及对应住院负担的影响特征。目前，SO2是否具有独立于PM2.5的健康危害仍存在一定争议。此外，2013–2017年，我国实施了《大气污染防治行动计划》（简称《大气十条》），在此期间，空气SO2浓度显著下降，为评估SO2污染改善带来的人群健康效益提供了宝贵契机。

研究率先系统评估了SO2对我国人群主要疾病住院风险和负担的影响特征，进一步在校正PM2.5的影响后，量化了《大气十条》实施期间SO2污染改善所对应的归因住院负担降低情况，并探究SO2下降幅度和对应健康效益的区域（城市和省份）异质性。

研究基于我国292个地级及以上城市2013–2017年城镇人群每日住院就诊记录，包含呼吸、心血管、精神/神经和肾脏等系统12大类疾病及其主要亚型。研究采用两阶段时间分层的病例交叉设计，评估SO2（lag 01）与主要疾病住院风险的暴露-反应关系。通过构建多种模型（双污染物模型、残差模型、交互作用模型）探索SO2的危害效应是否独立于PM2.5。在此基础上，进一步评估《大气十条》实施期间，与SO2浓度下降相关联的人群健康效益（以每年可归因于SO2的住院负担相对降低程度表示）。

2013–2017年间，我国292个地级及以上城市SO2和PM2.5的平均浓度分别为25.0 ± 19.4 μg/m3和48.2 ± 31.1 μg/m3。2013–2017年SO2平均浓度相对降幅（44.6%）高于PM2.5（28.6%）。单污染物模型结果显示（图1），SO2（lag 01）每升高10 μg/m3，呼吸疾病、心血管疾病、精神/神经疾病、肾脏疾病及其主要亚型的住院风险显著增加，风险增幅范围在2.53%（哮喘）到5.83%（慢性肾脏病）之间。校正PM2.5的影响后（双污染物模型），上述正向关联依然显著。根据PM2.5浓度进行分层分析、残差模型和交互作用分析发现，SO2具有独立于PM2.5的健康危害。

图1. 2013–2017年中国292个地级及以上城市SO2（lag 01，每增加10 μg/m3）

与主要疾病住院风险的关联（单污染物及双污染物模型）

研究期间，SO2对应的不同疾病住院归因百分比变化范围在3.37%（焦虑障碍）到9.88%（心力衰竭）之间（图2），其中排名前三的疾病为心力衰竭（9.88%）、慢性肾脏病（9.69%）和冠心病（8.81%）。《大气十条》实施期间（2013–2017年），与SO2相关联的主要疾病的年度住院归因百分比均呈明显降低趋势，平均相对下降幅度（2017年与2013年相比）为48.3%（图3）。其中，慢性肾脏病的归因百分比从2013年的14.67%降至2017年的7.64%（相对下降幅度为47.9%）。

图2. 2013–2017年中国292个地级及以上城市校正PM2.5后SO2对应的主要疾病住院总体归因百分比

图3. 2013–2017年中国292个地级及以上城市校正PM2.5后SO2对应的主要疾病住院年度归因百分比变化

研究发现，《大气十条》实施期间，我国不同区域SO2下降幅度及其对应的人群健康效益存在一定空间异质性。整体而言，SO2浓度降幅较大的地区，人群健康效益更大，表现为SO2对应的住院归因百分比降幅更大。具体而言，天津、山东、河北的SO2浓度下降明显，对应的人群健康效益较高，而SO2浓度降幅有限的地区（如山西、江西）对应的人群健康效益相对较低。

图4. 研究期间（2017年相对于2013年）中国292个地级及以上城市SO2年均浓度的绝对降幅（A）

及校正PM2.5后SO2对应的主要疾病住院平均归因百分比降幅（B）的地理分布

研究基于真实世界自然实验场景，率先揭示了SO2对主要疾病住院风险的影响特征，发现SO2与呼吸、心血管、精神/神经及肾脏等多系统疾病的住院风险和负担存在正向显著关联，且上述关联独立于PM2.5。与此同时，在《大气十条》实施期间（2013–2017年），我国SO2污染改善带来了显著的人群健康效益，但SO2下降幅度和对应的人群健康效益存在一定的地区异质性。研究提示，SO2治理应因地制宜，聚焦高排放地区与重点污染行业，并将人群健康效益评估纳入政策调整考量。本研究为进一步推进我国空气污染的精准治理及人群健康促进提供了重要流行病学研究证据。

雷剑，西安交通大学公共卫生学院助理教授，主要研究方向为空气污染、气候变化与人群健康。入选西安交通大学“青年优秀人才支持计划”、第十二届“十大学术新人”。研究聚焦空气污染对呼吸系统的健康危害，综合宏观人群与微观个体研究，系统揭示细颗粒物（PM2.5）及其关键组分对呼吸系统健康的多层次影响；成果发表于Nature Medicine、JAMA Pediatrics、Am J Respir Crit Care Med、Environ Health Perspect、Int J Epidemiol等国际******期刊，含封面论文1篇、ESI高被引论文1篇。主持国家自然科学基金青年科学基金、中国博士后科学基金特别资助等项目。现任陕西省环境卫生专业委员会委员、Environmental Health编委等学术职务。

刘卉萌，西安交通大学公共卫生学院流行病与卫生统计学博士，主要从事空气污染等环境因素对心肺系统健康影响研究。入选2026年国家“博士后创新人才支持计划”。获西安交通大学优秀共产党员、2025年优秀研究生标兵、腾讯奖学金（公共卫生）等荣誉奖励。以第一或共同第一作者在Nature Medicine、Lancet Regional Health-Western Pacific、Am J Respir Crit Care Med、Environ Health Perspect 等国际期刊发表SCI论文9篇，相关研究成果被写入2026年联合国人权理事会第61届会议专题报告和国家卫健委“十四五”本科规划教材。

吴少伟，西安交通大学公共卫生学院院长助理、劳动卫生与环境卫生学系主任，教授、博士生导师，西安交通大学领军学者。主要从事空气污染等环境因素对人群健康影响、早期效应标志及预防措施研究。主持国家自然科学基金青年科学基金A类项目（原国家杰出青年科学基金）、国家重点研发计划等*********项目多项。近年来在Nature Medicine、Eur Heart J、Lancet Public Health 等国际******期刊发表通讯作者论文60余篇，2020–2026年连续7年入选斯坦福大学“World’s Top 2% Scientists”榜单。担任西安交通大学环境与疾病相关基因教育部重点实验室副主任、中国环境科学学会环境医学与健康分会副主任委员、国际环境流行病学学会（ISEE）政策委员会委员等学术职务。