王广发、马靖专家团队揭示环境空气污染对中国人群睡眠特征的影响

3月8日，北京大学第一医院呼吸和危重症医学科王广发教授、马靖主任医师团队在《BMC Medicine》上发表文章《The long-term and short-term effects of ambient air pollutants on sleep characteristics in the Chinese population: big data analysis from real-world by sleep records of consumer wearable devices》（Q1区，IF 11.806）。论文基于可穿戴设备睡眠记录的大数据分析，揭示了长期和短期空气污染对中国人群睡眠的不利影响。

该研究共收集了经可穿戴设备记录的超过120万晚的睡眠数据，探索中国人群暴露于环境空气污染物与睡眠的关系，主要关注6种常见空气污染物：颗粒物（PM2.5，PM10）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）和臭氧（O3）。研究发现长期（1年）和短期（1周）的空气污染暴露都会影响睡眠，两者影响类似，长期暴露较短期暴露的影响更显著，其中二氧化氮和一氧化碳对于睡眠的影响尤为强烈。随着环境空气污染的加剧，人们的总睡眠时间往往延长，但深度睡眠时间明显减少，因此睡眠质量仍然不佳。此外，环境空气污染对女性、年轻人群（<45岁）、较长睡眠时间者（≥7小时）和寒冷季节的睡眠影响更为明显。

研究在揭示空气污染对睡眠不利影响的同时，为探索空气污染所致健康问题的机制研究提供线索，为数字医疗和健康大数据领域的应用拓宽前景。

睡眠是影响人体健康的重要因素之一，高质量的睡眠对维持人体健康和生活质量至关重要。睡眠障碍与许多疾病密切相关，如心血管疾病、糖尿病、精神障碍和癌症等。

空气污染是备受关注的全球公共卫生问题，尤其是室外空气污染，全球约91%的人口生活在世界卫生组织（WHO）环境空气质量指南未达标的地区。既往研究报道了空气污染与睡眠的关系，但其结果并不一致，差异可能来自于不同人群、研究设计、污染物类型以及睡眠评估方法，大部分研究仅使用问卷调查进行评估。新型可穿戴设备具备了记录包括睡眠在内的多种人体健康数据的功能，从而为全面睡眠评估提供了一种可靠且便捷的方法。

图1：两种分层分析方法。为减少对结果和暴露的重复测量同时考虑个体差异，本研究采取抽样和平均值计算两种分层分析方法以验证整体结果的稳定性。

图3：长期空气污染暴露与睡眠参数的混合效应分析。显示随空气污染物浓度增加，总睡眠时间和浅睡眠时间延长、但深睡眠时间缩短。

图4：短期空气污染暴露与睡眠参数的混合效应分析。显示1周的短期暴露效应与长期暴露类似。

本研究基于超过120万条睡眠记录的大数据分析，揭示了环境空气污染对人体睡眠的不利影响，发现了易受空气污染影响的高危人群。

该研究的创新点在于：

一  、研究是首个基于可穿戴设备睡眠监测的大数据分析，全面揭示了环境空气污染对睡眠的不利影响。

二  、研究分析了长期和短期空气污染暴露对睡眠的影响，为从机制角度破解空气污染与人体健康的关系提供线索。

三  、发现易受空气污染影响的高危人群以及不同空气污染物对睡眠的影响程度，为国家空气污染治理和个体化防护提供依据。

研究结果有利于未来开展针对空气污染暴露与人体健康的机制研究，并利用大数据进行健康管理和疾病防控。

王广发教授和马靖主任医师是论文通讯作者，周沛宁博士研究生是论文第一作者。研究获得国家重点研发计划的资助，同时得到华米科技（Zepp Health Corp）的大力支持。

作者简介

王广发，主任医师，教授，博士生导师，第十四届全国政协委员，国家卫生健康委新冠病毒感染联防联控机制专家组成员，北大医院呼吸和危重症医学科主任，美国胸科医师学会（ACCP）资深会员、中国区理事（Governor），世界支气管和介入呼吸病学会（WABIP）董事（2012-2016）、执行委员会委员（2016-2020）,国家卫生健康委呼吸内科内镜诊疗技术专家组副组长（2020-至今），中华医学会呼吸病学会前常委、第1-3届介入呼吸病学学组组长，中华医学会卫生学会常委，中华老年医学会呼吸病学会副主委，中国医师学会呼吸学会常委，中国医师协会内镜医师分会副会长、呼吸内镜专委会主任委员，中国医师协会呼吸内镜学院院长，北京呼吸内镜和介入学会主任委员，北京医师学会呼吸医师分会理事，北京医师协会介入专科医师分会常务理事。

先后主持首都发展基金重点项目2项、北京市自然科学基金重点课题1项、北京大学临床研究项目1项、科技部慢病专项1项；主持十五攻关子课题、863子课题、985子课题3项；主持国家自然基金面上项目6项、北京市自然科学基金面上项目1项、北京市科委重大研究培育项目1项、北京市科技计划首都十大危险疾病成果推广项目1项；参与美国健康效应研究院（HEI）及美国国立卫生研究院（NIH）资助项目。

在慢阻肺的气道炎症机制、大气PM2.5导致全身和肺脏炎症反应的调控、5-HT及其受体对TASK-1的影响及与睡眠呼吸暂停综合征发生的机制、SARS肺损伤机制探讨均有深入研究；对肺功能快速下降的生物标记物探索、慢阻肺高危人群筛查和社区综合防控适宜技术、阻塞性睡眠呼吸暂停早期识别和干预防治心脑血管疾病的临床规范推广进行了大规模临床研究。累计国内核心期刊及SCI文章近百篇，先后发表在《JAMA》、《American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine》等国际期刊。

先后获得北京市五四奖章、教育部科技进步二等奖、北京科技进步二等奖、三等奖、中国医师协会2018年十大优秀呼吸医师、第二届国家名医盛典（2018年度）国之名医•卓越建树奖、2020年全国卫生健康系统新冠肺炎疫情防控工作先进个人等。

马靖，主任医师，副教授。现任北大医院呼吸和危重症医学科副主任、党支部书记，中华医学会呼吸分会睡眠呼吸障碍学组委员、中国医师协会呼吸医师分会睡眠呼吸障碍工作委员会委员、中国医师协会睡眠医学专委会委员等。

主要研究方向为睡眠呼吸暂停（OSA）的基础与临床。在国内较早建立清醒内镜辅助的上气道半定量评价系统，开展交叉学科研究、生物信号分析、数字医疗、OSA中枢调控等研究，合作建立房颤、肺癌睡眠健康队列。发现OSA是房颤患者右房重塑的独立影响因素，其嗜睡表型、肠道微生态改变都与心血管疾病密切相关；睡眠中连续心率加速力/减速力与自主神经张力和呼吸事件具有不同关系。通过单细胞膜片钳和细胞内pH值测定，提出中枢NHE3/TASK通道可能是OSA潜在药物治疗靶点。在医工合作方面，使用机器学习技术进行单导脑电自动睡眠分期获得良好表现；开发多个脑电和心电信号原创参数，分别与疾病严重程度、心脏应激代偿有关。

周沛宁，北大医院呼吸和危重症医学科博士研究生，导师为王广发教授、副导师为马靖副教授。研究方向包括：睡眠呼吸暂停（OSA）与肿瘤的关系、空气污染与睡眠质量的大数据研究、ANCA相关小血管炎肺部受累的临床研究。以第一作者发表SCI论文5篇、中文核心期刊2篇，论文被《European Respiratory Review》等引用。在2022年度中华医学会呼吸病学年会做论文发言。参与国家重点“研发计划”项目1项。获得2019年度北京大学优秀科研奖。

图  文：呼吸和危重症医学科 周沛宁

编  辑：宣传中心

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