目前，空气污染、气象变化是国内外面临的重大公共卫生挑战。尽管部分研究对空气污染物和气象因素与消化系统疾病之间的相关性进行了探索，但研究结果间存在一定差异。因此，本研究就常见空气污染物和气象因素对消化性溃疡发病及其并发症的影响进行介绍，探讨其中的相关性和可能机制，以期为消化性溃疡及其并发症的预防策略和治疗方法提供参考，同时也为相关领域研究提供新视角。

消化性溃疡（peptic ulcer，PU）是指胃肠黏膜发生的炎性缺损，病变可穿透黏膜肌层或达更深层次，其并发症如上消化道出血（upper gastrointestinal bleeding，UGIB）、溃疡穿孔、幽门梗阻以及癌变是导致PU患者住院的主要原因[1-2]。一项针对204个国家和地区的PU流行病学特征研究发现，近15年PU的发病率和死亡率呈逐渐上升趋势[3]。其主要致病因素包括幽门螺杆菌（Helicobacter pylori，HP）感染、长期服用非甾体抗炎药（nonsteroidal anti-inflammatory drugs，NSAIDs）、大量饮酒、长期吸烟、应激等[4]。随着空气污染物和气象因素对公共卫生的影响逐渐引起重视，国内外学者研究发现空气污染物和气象因素与PU发病存在一定相关性，但其关联性尚未得到充分认识，且不同研究结果间存在一定争议。因此，本文就常见空气污染物和气象因素与PU发病及其并发症的关联性和可能机制进行介绍，以期为PU发病及其并发症的预防和相关研究提供参考。

1 常见空气污染物与PU及其并发症的关联性

空气污染物包括空气动力学直径≤2.5 μm的细颗粒物（fine particles matter，PM_2.5）、可吸入颗粒物（particulate matter with an aerodynamic diameter≤10 μm，PM₁₀）、臭氧（ozone，O₃）、二氧化硫（sulfur dioxide，SO₂）、二氧化氮（nitrogen dioxide，NO₂）和一氧化碳（carbon monoxide，CO）等物质[5]。长期暴露于空气污染物会增加人群的患病率和死亡风险，缩短预期寿命[6-9]。最新研究发现空气污染物与风湿免疫系统、心血管系统、神经系统、内分泌系统等多种系统疾病之间存在关联[10-13]。

多项研究对常见空气污染物与PU及其并发症的关联性进行了探索。Wu等[14]对中国浙江省宁波市短期暴露于空气污染和每日因PU住院人数之间的关系进行研究，发现所有研究对象短期暴露于包括SO₂、NO₂、CO、O₃和PM_2.5在内的空气污染物与PU住院率增加显著相关。一项关于烹饪燃料的使用与慢性消化疾病的前瞻性队列研究发现，固体燃料的不完全燃烧排放出的各种有毒污染物，如PM_2.5、PM₁₀、CO或NO₂暴露与PU患病风险升高相关[HR=1.15，95%CI（1.00，1.33）]，固体烹饪燃料使用持续时间越长，PU患病风险就越大[15]。Wong等[16]对中国香港老年人进行前瞻性随访超过10年后发现，长期暴露于PM_2.5与老年人PU、胃溃疡住院风险增加有关，PM_2.5每增加10 μg·m^-3，PU住院风险增加1.18倍，胃溃疡住院风险增加1.29倍，但与十二指肠溃疡住院风险无显著性关系。一项对中国浙江省7个主要城市（总人口＞5 700万）的横断面研究也显示，PM_2.5暴露与PU患病风险增加相关，具体表现为胃镜检查前1个月，PM_2.5的平均浓度每升高10 μg·m^-3，罹患PU的风险会增加5%[17]。另一项对中国252个城市、超1亿例住院病例的环境空气污染数据与PU住院率的研究也报道了类似结果[18]，即PM_2.5每增加10 μg·m^-3，因消化道出血（gastrointestinal bleeding，GIB）住院的人数增加0.34%。

然而，Quan等[19]在一项时间分层病例交叉研究中并没有观察到任何单个污染物与PU继发UGIB的发病率有显著关联,研究者认为空气污染的短期升高并不会增加PU继发UGIB的发病率。Tian等[20]收集2005年至2010年8 566例香港老年人口病例数据,发现PM_2.5、SO₂和O₃的暴露与PU出血急诊入院无显著关联，但NO₂水平的短期升高与PU出血急诊入院人数增加存在相关性，其5天移动平均值每增加一个四分位数间距，PU出血急诊入院人数增加7.6%。徐金兰等[21]对2014年至2020年就诊于兰州大学第一医院的12 066例PU患者研究发现，NO₂与PU就诊人数呈正相关，O₃与其呈负相关，但PM_2.5、PM₁₀、SO₂、CO等因素与PU就诊人数无明显相关性。

由于样本量、地域差异、当地环境污染程度、疾病种类、空气污染物种类等不同导致上述研究结果间存在差异，空气污染物与PU的发生及其并发症的相关性还需要大样本、多中心、前瞻性研究进一步探索。

2 气象因素与PU及其并发症的关联性

2.1 季节因素

多项研究显示，PU的发生具有一定的节律性、周期性和季节性。Yaratha等[22]通过分析2015年至2017年18 829例美国PU患者的临床资料发现，PU的秋季住院率最高（25.9%）,夏季住院率最低（23.9%）。Manfredini等[23]对意大利艾米利亚-罗马涅地区1998年至2005年26 848例PU患者的研究发现，夏季PU住院比例最低（23.3%），秋末和冬季住院比例最高。此外,Yoon等[24]对韩国2012年至2016年14 626例PU患者进行回顾性队列研究发现，5年期间PU发病的季节规律明显，冬季发病率最高，秋季最低。也有研究指出，2013年至2018年在我国新疆地区，维吾尔族春季PU检出率明显较高，冬季汉族PU检出率较高[25]。

PU是UGIB最常见的原因，PU并发出血存在明显的季节差异和昼夜节律[26]。Yuan等[27]回顾性分析了北京朝阳医院2014年至2018年收治的664例因PU引起的UGIB患者与季节因素之间的联系，该研究将PU分为非NSAIDs相关溃疡和NSAIDs相关溃疡，结果发现非NSAIDs相关溃疡发生出血与季节相关，夏季发生率最低，冬季为发病高峰，但NSAIDs相关溃疡并发出血与季节和月份没有明显的相关性。Lenzen等[28]回顾性分析了德国一家三级医院急诊科2007年至2012年因GIB就诊患者数量与季节、天气的关系，Logistic回归分析显示冬季、0 ∶ 00 am至8 ∶ 00 am是GIB的危险因素，与春、夏、秋季相比，冬季GIB的发生风险分别增加50.3%、40.8%、14.4%；与白天、4 ∶ 00 pm至0 ∶ 00 am相比，0 ∶ 00 am至8 ∶ 00 am GIB的发生风险分别增加54.3%、35.0%。Du等[29]通过对北京地区2005年至2007年2 580例急性UGIB患者的临床资料研究也发现，寒冷月份（12月至4月）的病例数明显高于温暖月份（6月至9月），且白天的发病例数显著少于夜间例数。

此外，PU合并穿孔是急性腹膜炎的最常见原因之一，具有较高的发病率和死亡率[30]。Yawar等[31]收集2015年至2020年爱尔兰一家医院50名PU穿孔患者信息，分析发现春季和冬季是发病高峰期。一项研究发现在美国东北部地区,夏季和秋季的溃疡穿孔率最高（14.3%）;在美国西部地区，PU并发穿孔在秋季最高（75.7%），春季最低（73.6%）[22]。Fatih等[32]通过分析土耳其某三甲医院2008年至2020年因PU穿孔住院的135例患者临床资料,发现消化性溃疡穿孔以春季（29.6%）和夏季（29.6%）最为常见。

2.2 气象因素

2.2.1 气压

气压与PU及其并发症的发生可能存在关联性。徐金兰等[21]发现兰州大学第一医院PU就诊人数与平均气压、最高气压、最低气压均呈正相关，通过建立分布滞后非线性模型发现，随着平均气压的升高，发生PU相对危险度呈先下降后上升的趋势。刘建等[33]通过收集2011年至2012年吉林大学第一医院确诊为UGIB的681例住院患者临床资料以及同期气象数据，研究发现UGIB发病与平均大气压相关性最大,将平均大气压代入多元线性回归分析,发现月平均大气压正向影响UGIB的发病数。同样，Prechter等[34]纳入2013年至2016年德国某医院行内镜检查的35 522例患者研究也得到类似结论，即PU出血与气压变化也有显著相关性。

2.2.2 气温

多项研究结果也显示气温因素与PU及其并发症的发生可能存在一定的关联性。Guo等[35]分析2009年至2018年中国香港53 911例UGIB患者与气象资料之间的关系，通过自回归积分滑动平均模型调整阿司匹林、质子泵抑制剂和HP根除治疗处方的影响后发现，UGIB发病率与平均气温、最高气温和最低气温均呈负相关，与温度范围呈正相关。Yuan等[27]研究发现，非NSAIDs相关溃疡出血在平均气温为10 ℃时出现高峰，若平均温度在此基础上升高，溃疡出血发生率将转为下降趋势。李哲等[36]对广州市某三甲医院2010年至2017年确诊为UGIB的2 589例住院患者临床资料研究也得出相似结论，即UGIB的住院人次高峰值分布在冬春季节，且与月平均气温关联最强。此外，Nomura等[37]研究还发现胃溃疡引起的呕血发生率与平均气温呈负相关，相比之下，十二指肠溃疡引起的呕血病例数与气温的相关性较小。

3 空气污染物和气象因素交互作用与PU及其并发症的关联性

各种空气污染物和气象因素还可通过交互作用产生联合效应，共同影响PU及其并发症的发生。Tsai等[38]分析2009年至2013年中国台湾环境保护局的空气污染数据和中国台湾国民健康研究数据库的23 205例PU患者住院数据后发现，条件logistic回归模型纳入一个空气污染物时，当室外温度＞23℃时，PU住院率与PM₁₀、PM_2.5、SO₂、NO₂、CO和O₃均显著相关，当室外温度＜23 ℃时，仅与PM₁₀、NO₂和O₃显著相关；条件logistic回归模型纳入两个空气污染物时，当室外温度＞23 ℃时，PU住院率与NO₂和O₃显著相关，而在室外温度＜23 ℃时，与PM₁₀、NO₂和O₃显著相关。Wu等[14]对浙江省宁波市2017年至2019年204 257例PU患者就诊数据与同期空气污染指标分析后发现，在寒冷季节，当CO、PM_2.5、PM₁₀浓度从参考值上升至最大浓度时，PU就诊的累积风险呈上升趋势。此外，Tian等[20]通过构建多污染物模型对PU出血与空气污染的关联进行研究，发现在温暖季节或寒冷季节环境下，NO₂与PU出血急诊住院的人数存在显著关联。

4 相关机制

空气污染物可能通过增加HP感染率、改变细胞通透性，释放炎症介质，使肠道发生损伤、炎症、氧化应激等诸多不良反应，最终导致细胞损伤或凋亡，进而直接或间接增加PU的发生率。Ma等[39]通过分析安徽合肥市2014年至2021年间9 072例HP感染患者就诊数据和空气污染物浓度的每日数据，发现短期暴露于NO₂、SO₂和CO阈值浓度以上会增加人群的HP感染率。HP作为PU发生的重要危险因素，通过调节胃肠道局部pH值、细胞因子以及产生免疫反应，改变胃肠道微生物区的结构和组成，从而增加PU的发生风险[40]。近期一项研究发现，环境污染物还会导致人体肠道微生物群的改变，通过破坏肠道上皮细胞的通透性，使其产生炎症、氧化等不良反应，进而引起PU等胃肠道疾病[41]。另一研究也发现类似结果，即空气污染暴露与肠道损伤之间存在一定的相关性，与对照组相比，暴露组的肠道损伤、炎症、氧化应激和渗透性更高[42]。空气污染物影响PU发生发展的可能机制见图1。

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  图1 空气污染物影响PU发生发展的可能机制

  Figure1.Possible mechanisms of air pollutants affecting the occurrence and development of PU

  注：该图使用Figdraw软件绘制；PU：消化性溃疡。

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气温、气压等相关气象因素的改变可能引起机体对胃黏膜保护因素的变化，导致人体内分泌紊乱、免疫系统下降，消化道黏膜缺血、缺氧，从而导致PU及其并发症的发生。有研究表明，前列腺素E2、环氧化酶、表皮生长因子等物质，在溃疡愈合中发挥作用[43]。肖育华等 [44]开展的大鼠实验发现，在寒冷应激条件下，NO的生成与释放受到较大的抑制，胃黏膜表皮生长因子受体表达水平下降，胃黏膜完整性受到破坏，从而导致溃疡产生。肖礼祖等[45]采用不同压力条件体外培养人脐静脉血管内皮细胞,发现其对NO以及血管紧张素转化酶（angiotensin converting enzyme，ACE）产生活性，与大气压组（0 mmHg）相比,高压组（180 mmHg）环境下，血管内皮细胞NO含量显著减少，ACE活性明显增加。另有研究发现,高气压环境可以引起机体免疫细胞数量、功能的改变,引起诸多细胞因子、补体、免疫球蛋白、急性期反应蛋白的改变[46]。Yuan等[47]通过研究寒冷气候下PU出血的发病机制，发现一种由分子伴侣诱导的热休克蛋白70（heat shock protein 70，HSP70）参与胃—十二指肠黏膜的防御作用，该蛋白具有多种生物活性，如保护细胞毒性损伤、拯救细胞凋亡、促进溃疡愈合等，提示胃黏膜HSP70的低表达和胃黏液浓度的降低可能在PU出血的发生机制中起关键作用。气象因素影响PU发生发展的可能机制见图2。

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  图2 气象因素影响PU发生发展的可能机制

  Figure2.Possible mechanisms of meteorological factors affecting the occurrence and development of PU

  注：该图使用Figdraw软件绘制；PGE2：前列腺素E2；EGF：表皮生长因子；HSP70：热休克蛋白70；GC:鸟苷酸酶；cGMP：环磷酸鸟苷；NO：一氧化氮；PU：消化性溃疡。

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5 结语

现有研究表明空气污染物和气象因素对PU及其并发症的发生存在一定的相关性。但研究多基于单中心、横断面研究，因果关联强度较弱，未来还需要多中心、大规模队列研究探索排除HP感染、NSAIDs和质子泵抑制剂使用、吸烟、饮酒、应激等因素后空气污染物和气象因素对PU及其并发症的影响。同时，目前相关影响机制的实验性研究较少，未来可开展实验性研究探索空气污染物和气象因素对PU及其并发症影响的内在机制。

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