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花粉过敏的环境因素

花匠小妙招
2024-11-07 16:51

花粉过敏是一种因吸入或接触致敏花粉抗原而引起的过敏性疾病。每到花粉季，过敏患者便会出现过敏性鼻炎、过敏性结膜炎、过敏性皮疹及过敏性哮喘等典型症状，并且随着时间推移病情可能会加重[1]。伴随着全球气候变暖与城市化进程加快，加之城市致敏植物不合理种植、严重的环境空气污染及人类工作生活方式的改变，人群花粉过敏状况发生明显的变化，如发病率的逐年增加[2-3]、发病年龄呈年轻化趋势[4-5]、患病症状严重化[6]。

本文针对影响花粉过敏发生的气象因子、绿色空间分布、城市化伴随的空气污染环境因素，以及人们生活习惯改变进行了分析，梳理了花粉过敏的健康危害及其影响，归纳了花粉过敏的健康防护相关措施。在此基础上，提出未来花粉过敏与其环境因素关系的研究建议。

1. 花粉过敏健康危害

花粉过敏对过敏体质人群的健康危害极大。吸入或接触到致敏的过敏人群会出现以下四种情况[7-9]：(1)花粉过敏性鼻炎，出现鼻痒、打喷嚏、鼻子堵塞、呼吸不畅等症状。(2)花粉过敏性结膜炎，表现为眼睛发痒红肿，有黏液性分泌物溢出。(3)花粉过敏性皮疹，主要为皮肤、耳朵等处奇痒，且皮肤上出现风疹块、小红点以及湿疹等。(4)花粉过敏性哮喘，表现为阵发性咳嗽、呼吸困难、并伴随突发性哮喘发作，症状逐渐加重。过敏患者在花粉刺激4~12 h后出现症状，并在48~72 h达到高峰[10]，严重影响人们生活质量和工作效率，甚至危及生命。据2013年世界变态组织统计表明，全球已有10%~30%的人群受过敏相关疾病困扰，其中花粉是最常见的过敏原之一[11]。美国的花粉过敏多由豚草、橡树花粉引起，发病率为2%~10%[12]；欧洲的花粉过敏较为严重，以豚草花粉、青蒿叶、桦树、禾本科植物为致敏源[13-14]，发病率接近35%[12]；据澳大利亚卫生福利研究所报告显示，在2014年至2015年期间，有近1/5的澳大利亚人患有花粉过敏症[6]；中国致敏花粉种类众多，早在2000年城市居民发病率达0.9%左右, 部分地区高达5%左右[15]。致敏花粉已成为我国北方最主要的室外过敏原，发病率占过敏性鼻炎患者的30%~58%，给个人和国家造成了极高的医疗耗费和负担[16]。探究花粉过敏的环境因素与花粉过敏发生之间的内在关系，有助于从源头评估植物致敏性，推进环境生态系统健康与人类健康的协同发展。

2. 花粉过敏环境因素

花粉过敏作为一种环境性疾病, 与空气中致敏花粉的种类、浓度和人体基因等因素密切相关[17]，自然环境(气象因素[18-24]、空气污染物[25-27]、绿色空间[28-32]等)与生活环境(膳食结构[33-34]、抗生素使用量[35]、户外活动时间[36-37]、住房风格[38]等)也会对花粉过敏产生直接或间接影响。

2.1 气象因素

花粉过敏与致敏花粉的浓度、种类、飘散时间会受到气象因素的影响[18]。大气中温室气体(CO2、O3)的浓度升高影响环境温度、降水的变化，从而导致过敏季节变长、花粉浓度增高，过敏症状恶化[19]。气温、湿度、风力等气象因素影响空气中致敏花粉的产生、散播和分布[20]。过高过低的温度都不利于植物花粉囊的成熟和开裂植物花粉囊的成熟和开裂，而适度高温天气却能导致花粉数量增加、致敏性增强[21]。一定的降水量有利于花粉的传播及植物生长，当空气湿度过大，花粉颗粒会因吸水作用而沉降于地面不易飘散，从而会导致空气中的花粉数量降低[22]。实际情况下绝大多数草本花粉数量会受相对湿度的影响，湿度越低花粉数量越多；而木本花粉数量主要受温度影响，温度越高花粉数量越多[23]。此外风速对花粉浓度的影响也不可忽略，较快的风速有助于花粉传播，当风速过大时，花瓣易被吹落到下风向致使局部地区花粉浓度降低[21]。不同种类花粉受风速的影响，传播情况也有所不同，例如多数乔木花粉与风速呈正相关，而常见的草本花粉与风速却呈显著负相关[24]。

气象因素对花粉浓度的影响极大，我国大多数地区的花粉浓度高峰期会在春秋两季出现，春季(3—5月)主要致敏花粉为木犀科、杨属、柳属等树花粉，夏秋季(6—10月)主要为牧草、禾本科及植物杂草类植物花粉[39-40]。通常木本植物一般比草本植物花粉量大、播粉期短，加之春季空气干燥、日照时间相对较长、风速也较大，因此春季花粉高峰期的花粉量普遍高于秋季，但持续时间不及秋季[41]。

依据花粉过敏情况、花粉浓度变化与气象因素三者之间关系的规律，建立花粉浓度回归预报模型[42-43]，可对某地区未来时期的花粉浓度进行监测预警，有助于为花粉过敏症患者出行提供花粉浓度信息。近年来，北京、天津、南京等省市气象部门已将花粉观测预报纳入日常工作中，花粉监测播报成为花粉过敏防御最有效且主要的手段，当地气象部门与医疗机构合作每日定期向公众发布花粉浓度、致敏花粉种类与过敏风险等信息[44-45]，指导花粉过敏患者当日个人防护。国外很多城市早已建立了花粉浓度监测预报平台与系统，例如瑞士联邦气候、气象局面向用户利用模型计算花粉预报并提供花粉日历；美国、澳大利亚及欧美等地区在信息和通信技术以及无线移动设备支持下，开发了为公众提供每日花粉预测和监测过敏症状的智能手机应用程序[46]。

2.2 空气污染

空气污染能够加重花粉过敏症的病情[12]，尤其是交通污染的臭氧、氮氧化物及可吸入颗粒物等大气污染物[25-26]。交通污染物作为花粉载体，可通过改变致敏花粉的化学成分和外部形态，或通过协同作用增强花粉的致敏性，加重花粉致敏症状[12]。有研究通过对杉树花粉污染物过敏实验，发现交通量多的地区，杉树花粉症患病高[27]。欧洲一些城市采取扩大无车区(如布鲁塞尔)、引入电动或混合动力出租车和公共汽车(如都柏林)、限制符合排放限值的车辆进入限制区(如德国)等措施来降低空气污染水平，限制过敏性花粉数量[47]。

不可忽略的是，沙尘暴也成为引发人体花粉过敏的诱因之一，可触发哮喘疾病患者的呼吸困难。由于沙尘暴混杂有大量花粉等过敏原，借助风力向远处飘散，导致沙尘天气时可能会出现许多过敏症状，如过敏性鼻炎、过敏性皮炎等。根据流行病学研究发现，亚洲粉尘期间伴随致敏花粉数量每日升高，眼睛发痒的患者数量显著增加[48]。

2.3 城市绿色空间

城市绿色空间规划的初衷是改善城市环境质量、提高居民生活品质，但管理决策者前期缺乏对城市花粉致敏相关知识的了解，常会忽略植物对城市居民健康的致敏威胁[49]，如行道树和城市绿地植被的不合理种植，植物选择未考虑其致敏性，使得城市内部致敏花粉数量大量增加，加剧花粉症的发生[14]。对住宅绿地的暴露与花粉过敏的关系研究发现，2公里范围内的过敏性树种极易导致居民患上精神疾病并引发严重的过敏症状[28]。1991年同济大学花粉应用研究中心对上海地区20种主要行道树的花粉致敏情况进行的调查发现，悬铃木、白榆、臭椿、桑树、白杨等常见花粉致敏源树种占到了半数之多，导致该地春、秋两季呼吸道过敏反应病人剧增[29]。北京行道树上配植了大量杨、柳属植物，导致春季的花粉浓度急剧上升，花粉症患者比平常增加了50%[30]。我国武汉地区自20世纪50年代开始以悬铃木属作为其主要绿化树种，使得当地春季的花粉症发病率明显升高[31]。针对广州中心城区致敏花粉植物的分布调查，发现有近一半的植物具有致敏性[32]。自20世纪90年代以来，随着城市扩张和绿化建设对外来植物的引入，我国植被构成发生了巨大变化，空气中主要花粉种类及含量也发生了一定程度的改变[50]。表 1为我国城市主要致敏花粉的种类及分布情况。

分区省份春季主要致敏花粉类型夏秋季主要致敏花粉类型参考文献东北地区辽宁、吉林、黑龙江等杨树、榆树、柳树、桦树等蒿属、藜科和葎草 [51-52] 华北地区北京、天津、内蒙古等榆属、松属、杨属、柏科、柳属和桦木科等葎草、蒿、大麻、藜、禾本科等 [51, 53-54] 华东地区江苏、福建、上海等松属、构属、悬铃木属、木麻黄属和苏木科等葎草属、蒿属、禾本科及大麻等 [17, 51] 华南地区广东、广西、海南等松属、杉柏科、构属、木麻黄属和苏木科等蒿、藜、禾本科等 [51, 55] 华中地区湖北、湖南、江西等松属、悬铃木属、柏科、柳属等蒿属、豚草属、禾本科等 [51, 56] 西北地区宁夏、陕西、甘肃等杨属、松科、柏属、构属、悬铃木属蒿属、葎草、藜草等 [17, 51] 西南地区云南、西藏、重庆等松属、悬铃木属、构属和柏属蒿属、豚草属、禾本科 [51, 57]

城市绿色空间花粉致敏研究中常应用城市绿地致敏指数作为植物致敏潜力大小评价的指标，来进行城市公园致敏潜力的评估，植被致敏危害的量化，以及降低绿地致敏性科学措施的选择[58]。有研究利用该指数结合绿地类型、地理位置、物种丰富度、树木数量和树木密度指标量化西班牙一些城市公园过敏性，得到研究区域里12个公园在一年中的任何时候都可能对人体健康不利[59]。综上所述城市绿地的建设和规划要综合考虑城市绿色空间的可能致敏危害，在选种和栽培绿化植物时，应严格控制花粉致敏的植物数量，避免选用抗原性强、致敏率高和散播范围广的植物[25]，从根本上降低花粉症发病的风险。

2.4 生活方式

人们生活方式的改变与花粉过敏发生有着密切关系具体体现在：(1)饮食及药物。生活水平的提高会改善人们的膳食结构，也会影响花粉过敏的影响，摄入过量食用含脂肪酸、蛋白质、抗氧化物的食品，会导致体内产生抗体的能力超过正常情况，可能更容易发生过敏症状[33-34]。大规模开展的疫苗接种、抗生素的滥用，也会促进呼吸道过敏性疾病的发生[35]。(2)户外活动时长。由于近地表花粉浓度峰值与大部分人的户外活动时间重合。致敏花粉主要分布空间在距地面2 m高的人类频繁活动区域，该区域的花粉对人体健康影响最为直接，加之人群暴露在接触环境中的花粉浓度远高于屋顶高度[60]，导致户外活动时间对花粉过敏产生有着密切联系。有研究针对北京城区3个主要树种花期花粉浓度的日变化特征研究发现，每日花粉浓度的峰值在14:00和20:00期间[36]，天坛公园柏树盛花期花粉在清晨(02:00—03:00)和傍晚(07:00—08:00)花粉浓度较高[37]，这两个时间段正是人们进行户外活动的高峰期。因此合理规避花粉浓度高峰期出行能够有效降低致敏花粉对易感人群的影响。(3)住宅层高。研究发现楼房住宅高度对花粉过敏也有一定影响，垂直方向15 m高空花粉浓度比10 m以下的近地面高，高层住宅人群更容易患上花粉症[38]。

3. 花粉过敏健康防护

花粉过敏属于常见病，发病频繁，过敏常致患者身体与精神遭受双重影响，严重者还会出现烦躁、厌世等情绪[61]，因此花粉过敏患者应及时就医治疗，采取正确有效防护措施。国内外花粉症的治疗方法主要有避免接触过敏原、药物对症治疗、免疫治疗、中医治疗等途径(表 2)。其中避免接触变应原比较容易实现，常见措施包括减少户外停留、勤洗手鼻、戴口罩等。研究证实在COVID-19大流行期间，佩戴口罩不仅减少了感染者唾液和呼吸道飞沫传播，很大程度上也对花粉诱发的过敏性鼻炎患者提供了重要的保护[64-65]；药物对症治疗主要是在发病期使用，情况严重时需注入激素缓解病情；免疫治疗方法又称脱敏治疗是治疗最有效的方法，该方法有效缩短过敏病程、阻滞症状恶化、防治患者产生新过敏原，但这个方法需要持续3~5年，导致很多病人很难坚持；中医治疗包括针灸、中药等。

健康防护具体措施优点缺点参考文献免接触过敏原减少户外停留简单方便预防效果一般 [41] 避免花粉入室勤洗手鼻异地疗养戴口罩等防护用品药物对症服用抗过敏药物缩短病程、阻滞恶化治标不治本 [62] 免疫治疗皮下注射缩短病程、阻滞恶化且防治产生新过敏原治疗时间长、成本大 [41, 61] 舌下含服中医治疗针灸简单方便治疗有风险 [63] 中药

4. 展望与建议

致敏花粉及花粉过敏具有典型的区域性与季节性，其浓度、种类及传播规律与温度、湿度、风速等气象因子、空气污染物、城市热岛效应、绿色空间及生活环境(住房风格、膳食结构、户外活动时间等)等环境性因素密切相关。在全球气候变化与快速城市化背景下，花粉暴露影响居民健康的威胁将越来越严重，花粉影响人类健康的问题将有可能持续升级，公众花粉过敏的健康影响是今后花粉过敏研究的热点问题。

花粉对人类健康的影响已引起广泛关注，加强花粉监测预报成为防范花粉过敏的重要途径。当前我国花粉检测技术手段主要是利用显微镜进行花粉观察，精确性低，也易受外界环境因素影响，对花粉浓度的大范围监测尚未开展。其次花粉浓度数据归口气象监测部门，花粉过敏病例数据在公共卫生医疗部门，部门间数据交互不畅，在一定程度上影响着花粉研究的进展。除此之外，目前花粉过敏环境因素影响的研究内容主要围绕临床医学、植物生态学、气象监测与预报角度出发，开展致敏花粉播散规律、致敏过程机理、种类浓度、物候特征等研究，研究内容还比较单一，针对花粉的环境多因素影响及定量化分析尚未广泛开展，有待进一步细化分析。

今后针对花粉过敏与其环境因素之间的关系可从以下几方面进行探索：(1)花粉的监测技术与方法方面应加强遥感数据的应用，遥感卫星覆盖范围广，数据提取方便快捷，可快速精确获取研究区植物物候情况，对花粉浓度预测及过敏危险时空分布分析具有显著优势。已有研究证实通过遥感手段可以预测花粉变化，今后应继续加强这方面研究。(2)环境与健康息息相关，适宜的居住环境是人类生存和发展的基础。城市绿地规划、植物选择与公园布局应纳入健康风险评估内容。城市健康管理部门也应加强投入，推进花粉监测预报与健康风险预警平台建设。(3)环境、健康等管理部门应与地方环境治理决策者以及科研人员加强合作，开展关于环境健康危害的前沿基础研究，建立过敏性鼻炎、过敏性哮喘疾病防控体系，将花粉浓度指标纳入环境监测体系，探寻过敏性疾病的致病原因，正确处理好环境与健康发展之间的关系，实现生态安全与身心健康协调发展。