Eur Heart J 重庆医科大学附属儿童医院梁小华团队揭示环境暴露和气象因素对儿童心血管结构和功能重塑的影响及机制

2026年1月9日，重庆医科大学附属儿童医院梁小华教授团队在国际心血管顶刊European Heart Journal 发表题为“Air pollution, meteorological factors, and cardiac remodelling in children: a multi-omics cohort study”的研究论文。该前瞻性多中心队列研究首次系统地探讨了中国西南地区环境暴露(PM2.5)和气象因素(温度、相对湿度、极端温度事件)对儿童心血管结构及功能重塑的影响，并探索了潜在的多组学生物学机制，强调了从生命早期进行心血管疾病预防的重要性。 

1. 研究背景

环境暴露和气候变化对健康状况(尤其是心血管疾病)的深远影响已得到广泛研究和认可。以往的研究表明，与所有已知的环境风险因素相比，大气中的细颗粒物(PM)对全球发病率的贡献最大，而超过一半的死亡病例与心血管疾病有关。同时，越来越多的证据表明，空气污染与极端温度事件协同可以产生1+1>2的效果，进一步加剧心血管相关的死亡率和疾病负担。尽管已经有大量研究关注到空气污染等环境因素与心血管发病及死亡的关联关系，环境暴露与亚临床心血管重塑之间的关联尚未得到深入探究。更为重要的是，与发育完善的成年人相比，儿童由于其器官系统和心血管系统的快速发育、未成熟的免疫系统以及有限体温调节能力，更容易受到环境危害的影响，需要更多来自临床的研究证据。基于此，因此，在本研究旨在：(一) 评估PM2.5、TE (温度)、RH (湿度)和ETE (极端温度事件)暴露与不同暴露时段内心血管参数之间的关联；(二) 研究PM2.5与TE、RH、ETE暴露对异常心血管重塑的累加交互作用效应；(三) 提出并确定潜在脂质组和蛋白质生物标志物，探究环境暴露与儿童心血管重塑之间的生物学机制。

2.研究方法

●研究人群(图1)：基于前瞻性多中心队列“西南健康儿童队列”，研究共纳入2029名6-17岁基线儿童，并进行了多次随访，共分析了5528人次心血管参数测量(2021-2025年)。同时，病例对照研究纳入51例心脏异常重塑儿童和118例正常对照儿童用于多组学分析。 

图1. 研究设计

●暴露评估：

PM2.5：基于TAP数据集估算每日居住地浓度。

气象因素：基于ECMWF再分析数据，通过地理插值估算每日温度和湿度。

极端温度事件(ETEs)：结合强度(如第90、95百分位数温度)和持续时间(≥2, 3, 4天)定义了12种热浪和12种寒潮。

暴露窗口：从孕期(出生前10个月)到随访日期的累积平均暴露(全暴露窗口)。

●结局测量：通过高质量超声心动图测量13个心血管参数，分为四个功能域：

血管结构：颈动脉内膜厚度(cIMT-R, cIMT-L)、冠状动脉中膜直径(CAMd-R, CAMd-L)。

心室结构：左心室收缩/舒张直径(LVDs, LVDd)、室间隔舒张末期厚度(IVSd)、左心室后壁舒张末期厚度(LVPWd)。

心脏收缩功能：射血分数(EF)、短轴缩短率(FS)。

心脏张功能：二尖瓣E波速度(E)、E/A比值、早期舒张二尖瓣环心肌速度(e')。

●统计分析：使用混合线性回归模型分析关联性，采用相加交互作用指标(RERI, AP, S)评估协同效应，并通过多组学整合分析(脂质组+蛋白质组)识别生物标志物和中介效应。 

3.研究结果

3.1 环境暴露与心血管重塑的显著关联

PM2.5和高温(TE)：与血管和心室结构参数(如cIMT、LVDd)的增厚呈正相关，与心功能参数(如EF、E/A)的下降呈负相关，且这种关联随暴露时间延长而增强(累积效应)。相对湿度(RH)：与PM2.5/TE对多数结构参数的影响模式相反，表明适度增加湿度可能减轻病理增厚(图2)。 

图2. 不同暴露窗口下PM2.5、TE、RH暴露水平与13项心血管结构功能指标的关联关系

极端温度事件(ETEs)：无论是热浪还是冷浪，其暴露水平(尤其是高强度、长持续时间)均与cIMT、LVDd等结构参数增厚显著相关。ETEs对心功能(尤其是舒张功能)的损害关联比结构改变出现得更早、更一致(图3)。

同时，在亚组分析中，研究发现低收入家庭儿童和血压升高儿童对环境暴露(全暴露窗口的PM2.5、TE、RH、ETEs)导致的心血管重塑风险更高。 

图3. 不同暴露窗口下热浪、寒潮暴露水平与13项心血管结构功能指标的关联关系

3.2 PM2.5与极端温度事件的协同效应

研究发现PM2.5与高强度热浪(如P95、P97.5)和强冷浪(P2.5)之间存在显著的正向相加交互作用(RERI>0, AP>0, S>1)，表明两者共同暴露对促进儿童异常心血管重塑有协同效应，风险高于各自独立效应之和(图4)。 

图4. PM2.5与TE、RH、ETEs暴露水平的协同作用分析

3.3 多组学生物标志物的识别

通过整合分析，研究确定了6种脂质分子和1种蛋白质作为连接环境暴露与心血管重塑的关键生物标志物(图5)。其中，脂质：三种Hexosylceramide (HexCer)、两种Triacylglyceride (TAG)、一种Phosphoenolpyruvate (PE-P)；蛋白质：肌球蛋白轻链3 (MYL3)。中介分析表明，这些生物标志物部分介导了环境暴露对心血管参数的影响。例如，HexCer(18:1-16:0)介导了PM2.5对LVPWd影响的10.4%。 

图5. 多组学联合分析

4.结论和意义

长期暴露于PM2.5、高温、低湿度和极端温度事件会导致儿童心血管结构和功能的异常重塑，这种影响具有累积性和协同性，并可能通过特定的脂质和蛋白质分子机制实现(图6)。研究结果强调了心血管疾病的长期预防应从生命早期开始，并着重关注多种心血管风险因素。最近的一项研究报告称，当前的年轻一代预计将面临前所未有的气候极端事件暴露，如极端温度事件、洪水、干旱和野火等，这些已被证明对个人心血管健康构成威胁。未来，预计政府和社会将出台更多以促进健康为目的的政策策略，包括更严格的排放限制、增加绿地面积、改善医疗基础设施以及为弱势群体提供适应设施等。此外，在科学研究上，还需要更多来自低收入国家和儿童等弱势群体的精确证据，以清晰地阐明气候变化与其他社会健康决定因素之间的相互作用机制。我们呼吁政府、学校和家庭采取紧急、果断的行动，通过改善环境质量、加强脆弱儿童监测和制定气候适应策略等方法，降低空气污染和气象因素对儿童心血管健康的危害，从而降低成年期心血管疾病负担。 

图6. 研究图形摘要

文章链接：

https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehaf1086