Long-term air pollution exposure and cardio- respiratory mortality: a review

Background

There is growing evidence of mortality effects related to long-term exposure (i.e., exposures of a year or more) to ambient air pollution . Skutki sercowo-naczyniowe krótko- i długoterminowego narażenia na zanieczyszczenie powietrza pyłem zawieszonym, koncentrujące się na PM2.5, zostały ostatnio poddane kompleksowemu przeglądowi. Badania eksperymentalne i epidemiologiczne w ostatniej dekadzie znacznie zwiększyły naszą wiedzę na temat mechanizmów, które mogłyby wiarygodnie wyjaśnić związki obserwowane w badaniach epidemiologicznych między zanieczyszczeniem powietrza atmosferycznego i śmiertelnością.

Większość badań zgłosiła związki związane z pyłem zawieszonym, często reprezentowanym przez stężenie masowe cząstek mniejszych niż 10 μm (PM10) lub 2,5 μm (PM2,5). W wielu obszarach miejskich, emisje z ruchu samochodowego są ważnym źródłem cząstek stałych i zanieczyszczeń gazowych, takich jak tlenki azotu (NO2 i NO). Kontrast narażenia związany z emisjami komunikacyjnymi jest zwykle słabo reprezentowany przez stężenie PM10 lub PM2.5, ze względu na wysokie regionalne stężenie tła tych cząstek pochodzących z innych źródeł. Istnieją jednak bardziej specyficzne markery zanieczyszczenia powietrza związanego z ruchem drogowym, do których należą węgiel elementarny i liczba cząstek ultra drobnych. Janssen i współpracownicy wykazali ostatnio, że oceny wpływu na zdrowie zanieczyszczeń związanych z ruchem drogowym oparte na PM2.5 znacznie zaniżają ryzyko zdrowotne w porównaniu z oceną opartą na węglu elementarnym. Istnieje również coraz więcej dowodów na istnienie skutków zdrowotnych związanych z ultradrobnymi cząstkami. Wreszcie, skutki grubych cząstek (frakcja cząstek pomiędzy 2,5 i 10 μm) przyciągnęły nową uwagę. Kontrole emisji w ruchu drogowym obecnie znacznie zmniejszyły emisje z rur wydechowych, a zatem emisje nie z rur wydechowych, w tym emisje ze skrzyni korbowej silnika (spalony olej smarowy), zużycie dróg, opon i hamulców stają się coraz ważniejsze. Ostatnie badania przeprowadzone w Holandii wykazały podobny wzrost stężeń na głównych drogach w porównaniu z tłem miejskim dla metali związanych ze zużyciem hamulców i opon (Cu, Zn), jak w przypadku sadzy i ultradrobnych cząstek, które są związane z emisjami z rur wydechowych. W przeglądzie ograniczonej literatury, gruboziarniste cząstki były związane z krótkoterminowych skutków śmiertelności i przyjęć do szpitala, ale nie znaleziono dowodów na długoterminowe skutki narażenia . Liczba badań dotyczących długoterminowego narażenia na grube cząstki poddanych przeglądowi była niewielka, jednak w tym czasie.

Celem obecnego przeglądu jest ocena dowodów epidemiologicznych dotyczących skutków śmiertelności z przyczyn sercowo-naczyniowych i oddechowych długoterminowego narażenia na drobny pył zawieszony, w tym metaanaliza. Skupiliśmy się na badaniach epidemiologicznych dotyczących śmiertelności, ponieważ badania eksperymentalne i mechanizmy działania zostały szczegółowo omówione wcześniej. Przegląd American Heart Association został zaktualizowany o znaczną liczbę nowych badań opublikowanych w latach 2009 – 2012. Ponadto w przeglądzie uwzględniliśmy więcej zanieczyszczeń, w szczególności NO2, węgiel pierwiastkowy i cząstki grube. Oceniliśmy wyniki dotyczące potencjalnie podatnych podgrup w badaniach nad PM2,5. Ponadto uwzględniliśmy badania dotyczące bardziej specyficznych przyczyn zgonów z przyczyn sercowo-naczyniowych, zwłaszcza śmiertelnego zawału serca i udaru mózgu.

Metody

Wykonaliśmy wyszukiwanie w bazach danych Medline i Scopus z hasłami: zanieczyszczenie powietrza, kohorta i śmiertelność do stycznia 2013 roku. Wyszukiwanie uzupełniliśmy o badania uwzględnione w przeglądzie Brooka i współpracowników oraz przeglądając listy referencyjne zidentyfikowanych prac. W przypadku, gdy zidentyfikowano więcej niż pięć badań, przeprowadziliśmy metaanalizę. Testowaliśmy heterogeniczność oszacowań efektów specyficznych dla kohorty i uzyskaliśmy łączne oszacowania efektów, stosując metody efektów losowych DerSimonian i Laird . Statystyka I2 została obliczona jako miara stopnia heterogeniczności między badaniami. I2 mieści się w zakresie od 0 do 100% i może być interpretowana jako zmienność oszacowań efektów specyficznych dla poszczególnych badań, którą można przypisać prawdziwym efektom między badaniami. W niektórych badaniach dostępnych było wiele prac, np. w badaniu Six Cities. W metaanalizie wykorzystano tylko najnowszą pracę, która miała dłuższą obserwację. Do metaanalizy ilościowej włączyliśmy tylko te badania, które bezpośrednio dostarczały szacunków narażenia na PM2.5. W przypadku NO2 uwzględniono tylko te badania, które uwzględniały wewnątrzmiejskie zróżnicowanie przestrzenne za pomocą np. modeli dyspersji, modeli regresji użytkowania terenu lub interpolacji przestrzennej. Do metaanalizy użyto programu STATA wersja 10 (Stata Corp, College Station, Texas). Szacunki efektów przedstawiono jako nadwyżki ryzyka wyrażone na 10 μg/m3 kontrastu w narażeniu, z wyjątkiem węgla pierwiastkowego, dla którego ryzyko wyrażono na 1 μg/m3.

PM2,5 a śmiertelność z wszystkich przyczyn i z przyczyn sercowo-naczyniowych

Tabela 1 i ryciny 1 i 2 podsumowują badania dotyczące długoterminowego narażenia na zanieczyszczenie powietrza i śmiertelności z wszystkich przyczyn i z przyczyn sercowo-naczyniowych przy użyciu PM2,5 lub PM10 jako metryki narażenia. Większość, ale nie wszystkie badania donoszą o znaczących związkach między PM2,5 a śmiertelnością z wszystkich przyczyn. Od czasu opublikowania autorytatywnego oświadczenia naukowego American Heart Association, w okresie od 2009 do stycznia 2013 roku opublikowano szesnaście nowych badań kohortowych. Badania te były często prowadzone w bardziej wyselekcjonowanych grupach, np. wśród nauczycielek lub kierowców ciężarówek. Zakres geograficzny również uległ znacznemu rozszerzeniu – opublikowano kilka nowych badań z Japonii i Chin. Inną tendencją jest publikowanie dużych badań opartych na dużych próbach populacyjnych (np. spisach powszechnych), często z mniejszą ilością informacji na temat zmiennych zakłócających, takich jak indywidualne nawyki palenia. W dużych badaniach kohortowych wykorzystano status społeczno-ekonomiczny sąsiedztwa i choroby współistniejące silnie związane z paleniem tytoniu jako przybliżenie rzeczywistych danych dotyczących palenia. Szacunki efektu różniły się znacznie w poszczególnych badaniach, przy czym większość badań wykazała mniej niż 10% wzrost śmiertelności dla przyrostu 10 μg/m3 PM2.5. Sumaryczne oszacowanie efektów losowych dla procentowego nadwyżkowego ryzyka na 10 μg/m3 PM2.5 dla śmiertelności z wszystkich przyczyn wynosiło 6,2% (95% CI: 4,1 – 8,4%). Formalny test heterogeniczności był statystycznie istotny, z wartością I2 równą 65% wskazującą na umiarkowaną heterogeniczność. Wartość I2 można interpretować jako zmienność w oszacowaniach efektu wynikającą z rzeczywistej zmienności między badaniami, a nie z przypadku. Sumaryczne oszacowanie efektu randomizacji dla śmiertelności z przyczyn sercowo-naczyniowych wynosiło 10,6% (95% CI 5,4, 16,0%) na 10 μg/m3. Tak więc, całkowite oszacowanie efektu było większe dla śmiertelności z przyczyn sercowo-naczyniowych niż dla śmiertelności z wszystkich przyczyn. Taki schemat stwierdzono w większości poszczególnych badań, z wyjątkiem holenderskiego badania kohortowego, amerykańskiego badania kohortowego przemysłu ciężarowego i krajowego badania kohortowego z Nowej Zelandii. Stwierdzono znaczną i dużą heterogeniczność efektów w poszczególnych badaniach, ze statystyką I2 wynoszącą 61%. Po wykluczeniu badania Millera, pozostała umiarkowana heterogeniczność (I2 = 40%). Ogólnie rzecz biorąc, nowe badania potwierdziły związek między PM2,5 a śmiertelnością stwierdzony po raz pierwszy w badaniach US Six City i ACS. Warto zauważyć, że waga badania ACS w łącznym oszacowaniu efektu wynosi 12% dla śmiertelności z wszystkich przyczyn, co dokumentuje, że łączne oszacowanie nie opiera się na jednym lub dwóch badaniach. Ponadto szacunki efektów z trzech dużych kohort populacyjnych bez danych dotyczących indywidualnego palenia nie były wyższe niż szacunki z poszczególnych badań kohortowych. Ważnym pytaniem jest, jakie jest wyjaśnienie obserwowanej heterogeniczności oszacowań efektów. Różnice w populacji badanej, ocenie narażenia, mieszaninie zanieczyszczeń, okresie badania, ocenie wyników i kontroli czynników zakłócających mogły przyczynić się do tych różnic.

Meta-analiza związku między PM 2,5 a śmiertelnością z wszystkich przyczyn (ryzyko względne na 10 μg/m3). Overall uses random effects.

Meta-analysis of the association between PM 2.5 and cardiovascular mortality (Relative risk per 10 μg/m3). Overall uses random effects.

Effect modification

Differences in the fraction of susceptible subjects may have contributed to the observed differences. Brook zasugerował, że kobiety mogą być bardziej podatne na zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego. The studies with higher PM effect estimates, particularly the WHI-study have indeed been performed in women only. Jednak wyciąganie wniosków na temat podatnych podgrup na podstawie porównań między badaniami jest problematyczne, ponieważ wiele czynników różni się między badaniami. Porównanie oszacowań efektu PM między mężczyznami i kobietami w obrębie badań nie dostarcza jednoznacznych dowodów na to, że u kobiet występuje silniejsza odpowiedź (tab. 2). Wyniki badania AHSMOG są trudne do zinterpretowania, z większymi efektami u mężczyzn w większym wcześniejszym badaniu i większymi efektami u kobiet w mniejszej kohorcie z dłuższą obserwacją. Większy szacowany efekt dla BC u mężczyzn w badaniu kanadyjskim należy interpretować ostrożnie ze względu na brak danych dotyczących wielu ważnych zmiennych, w tym danych dotyczących indywidualnego palenia tytoniu, chociaż autorzy twierdzą, że palenie tytoniu prawdopodobnie nie wpłynęło na związek ze śmiertelnością. We francuskim badaniu PAARC szacunki efektów dla ocenianych zanieczyszczeń (TSP, BS i NO2) były podobne wśród mężczyzn i kobiet. Istnieją również jedynie słabe dowody na to, że oszacowania efektów są większe wśród osób nigdy niepalących, chociaż we wszystkich ocenianych badaniach stwierdzono (granicznie) istotny związek u osób nigdy niepalących (Tabela 2). Asocjacje u aktualnych palaczy były bardziej zróżnicowane w poszczególnych badaniach, co jest zgodne z większym „szumem” generowanym przez palenie. We wszystkich czterech badaniach oszacowania efektu dla PM2,5 były wyższe u osób z najniższym wykształceniem, a u osób z wyższym wykształceniem niewiele wskazywało na istnienie związku. Brak związku w badaniu (wysoko wykształconych) pracowników służby zdrowia jest spójny z tą obserwacją. Z kolei we francuskim badaniu PAARC oszacowania efektów dla czarnego dymu były bardzo podobne we wszystkich warstwach wykształcenia, przy czym istotny efekt stwierdzono również u osób z wyższym wykształceniem. Ponadto oszacowania efektu dla PM2,5 (nadwyżki ryzyka) w rozszerzonej analizie ACS różniły się mniej niż pierwotnie podawano: 8,2%, 7,2 i 5,5% na 10 μg/m3 odpowiednio dla osób z niskim, średnim i wysokim wykształceniem . Jeśli zostanie to potwierdzone w dalszych badaniach, prawdopodobne jest, że wiele czynników związanych ze stylem życia może odgrywać rolę w silniejszych efektach obserwowanych u osób gorzej wykształconych. Mogą one obejmować czynniki dietetyczne, takie jak niższe spożycie owoców i antyoksydantów, wyższe ryzyko otyłości lub innych wcześniej istniejących chorób, wyższe rzeczywiste narażenie niż zakładane w badaniach, brak klimatyzacji i być może interakcję z innymi czynnikami ryzyka, takimi jak gorsze warunki mieszkaniowe, np. wilgoć.

W dwóch badaniach oszacowania efektu PM2,5 były istotnie wyższe wśród badanych z wysokim wskaźnikiem masy ciała .

Prawdopodobnie charakterystyka badanych może wyjaśniać część zmienności oszacowań efektu zanieczyszczenia powietrza w badaniach, w których analizy podgrup są ograniczone przez moc do wykrycia różnic. W związku z tym konieczne są dalsze badania nad wpływem zanieczyszczenia powietrza na kobiety, palaczy, otyłych uczestników i cukrzyków z lepszymi pomiarami ekspozycji. Interakcje gen-środowisko zostały wykazane dla (krótkoterminowego) wpływu zanieczyszczenia powietrza na markery zapalenia Zapalenie prawdopodobnie odgrywa ważną rolę w mechanizmie zdarzeń sercowo-naczyniowych. Interakcje gen-środowisko nie zostały jeszcze zbadane w ramach badań kohortowych dotyczących śmiertelności.

Kwestie związane z ekspozycją

Jednym z ważnych źródeł zmienności szacunków efektów między badaniami jest prawdopodobnie związana z definicją ekspozycji i błędną klasyfikacją. Chociaż najważniejszym środowiskowym czynnikiem predykcyjnym, który należy rozważyć, jest rzeczywiste narażenie na poziomie indywidualnym na otaczające cząstki, które przypuszczalnie napędza skutki zdrowotne, większość badań wykorzystuje stężenia zewnętrzne w miejscach odległych od dokładnej lokalizacji uczestnika. Wykorzystanie ekspozycji zewnętrznych prowadzi do błędnej klasyfikacji ekspozycji. W badaniach kohortowych narażenie zostało scharakteryzowane na podstawie stężenia zewnętrznego na poziomie miasta w oparciu o monitoring centralny lub najbliższy monitor, lub modelowanie na poziomie indywidualnego adresu. Tabela 1 pokazuje, że skala przestrzenna oceny i metoda oceny narażenia różniły się znacznie w poszczególnych badaniach, co prawdopodobnie przyczynia się do różnic w szacunkach efektów. Różnice w zasięgu zanieczyszczeń w poszczególnych badaniach (Tabela 1) również mogły się do tego przyczynić. Te szacunki narażenia nie uwzględniają wzorców aktywności czasowej, takich jak czas spędzony w domu lub w ruchu ulicznym oraz czynników wpływających na infiltrację cząstek w pomieszczeniach. Istnieje obszerna literatura dokumentująca znaczenie szybkości wymiany powietrza na infiltrację cząsteczek w pomieszczeniach. Co ważne, czynniki te mogą różnić się między domami w obrębie badanego obszaru i między obszarami badań w różnych klimatach. W badaniu skutków krótkoterminowych wpływ PM10 na liczbę przyjęć do szpitala był większy w miastach USA o niższym odsetku klimatyzacji, co było związane z wyższymi wskaźnikami infiltracji cząstek. Wpływ stosowania klimatyzacji nie został jeszcze zbadany w ramach badań kohortowych. W badaniu Multiethnic study of Atherosclerosis Air przeprowadzono pomiary wewnątrz pomieszczeń i na zewnątrz w celu dostosowania szacunków ekspozycji, a każdy uczestnik dostarcza informacji o aktywności czasowej w celu ważenia ekspozycji pomiędzy czasem spędzonym w pomieszczeniach i na zewnątrz. Dowody na znaczenie wzorców aktywności czasowej uzyskano w badaniu dotyczącym kierowców ciężarówek w USA, w którym wykazano wyższe szacunkowe wartości wpływu PM2,5 na otoczenie w populacji z wyłączeniem kierowców dalekobieżnych, którzy spędzają więcej czasu poza domem. Inne czynniki mogą jednak również wyjaśniać wyższy efekt oszacowany po wyłączeniu kierowców dalekobieżnych. W badaniu WHI szacowane efekty były zwykle wyższe w przypadku osób spędzających ponad 30 minut na świeżym powietrzu. W badaniu walidacyjnym w Holandii kontrast osobistego narażenia na sadzę dla osób dorosłych mieszkających przy głównej drodze w porównaniu z osobami mieszkającymi w miejscu tła był większy w przypadku osób spędzających więcej czasu w domu. Ze względu na oparcie się na szacunkach dotyczących narażenia otoczenia, nie jest zaskakujące, że stwierdzono pewną heterogeniczność w szacunkach dotyczących skutków w poszczególnych badaniach.

Różnice w składzie cząstek lub źródła przyczyniające się do ich powstawania bardzo prawdopodobnie wyjaśniają niektóre z heterogeniczności w szacunkach dotyczących skutków, jak zaobserwowano w przypadku badań dotyczących śmiertelności krótkoterminowej i przyjęć do szpitala w odniesieniu do PM2,5 i PM10. W celu uzyskania wyczerpującego przeglądu odsyłamy do niedawnej oceny dokonanej przez Światową Organizację Zdrowia (http://www.euro.who.int/en/what-we-do/health-topics/environment-and-health/air-quality/publications/2013/review-of-evidence-on-health-aspects-of-air-pollution-revihaap). Wpływ składu cząstek stałych nie był systematycznie badany w badaniach kohortowych, z wyjątkiem badania przeprowadzonego przez nauczycieli w Kalifornii. W ostatnim przeglądzie wykazano, że w przeliczeniu na mikrogramy na m3 , szacunki efektu śmiertelności były około 10 razy większe dla EC niż dla PM2.5. Stąd w miejscach o wyższym poziomie cząstek pochodzących z pierwotnego spalania można oczekiwać wyższych efektów dla PM2.5. W następnej sekcji, dowody na EC są dalej omawiane.

Kolejną ważną kwestią jest to, dla którego okresu ekspozycja jest scharakteryzowana. Dane dotyczące zanieczyszczenia powietrza mogą nie być dostępne dla całego okresu obserwacji. Na przykład w badaniu ACS dane dotyczące PM2,5 były dostępne na początku i na końcu obserwacji. Gdy istotne (często spadkowe) trendy w zanieczyszczeniu występują przy zmieniających się (często malejących) kontrastach przestrzennych w badaniu, może wystąpić tendencyjność w szacowanym związku między zanieczyszczeniem a śmiertelnością. Badanie uzupełniające z badania Harvard Six City oraz dwa badania w populacjach potencjalnie zagrożonych sugerowały, że istotną ekspozycją dla efektów sercowo-naczyniowych może być ekspozycja w ciągu ostatnich kilku lat. Autorzy ci stwierdzają, że nie potrzeba dziesięcioleci, aby zniwelować różnicę między krótko- i długoterminowymi szacunkami skutków ekspozycji, co jest zgodne z efektem badań interwencyjnych wykazujących zmniejszenie śmiertelności w roku po interwencji. Badania te wykorzystały długoterminowy kontrast czasowy w obrębie miast, dostosowując się do trendów sekularnych. Szacunki efektu PM były podobne do poprzednio omówionych badań wykorzystujących kontrasty przestrzenne.

Kolejnym problemem czasowym w badaniach, które wykorzystują modele regresji użytkowania gruntów do oceny narażenia, jest to, że modele te często opierają się na bieżących kampaniach pomiarowych i są powiązane z wynikami zdrowotnymi, które wystąpiły w przeszłości. Trzy badania przeprowadzone w Holandii, Rzymie (Włochy) i Vancouver (Kanada) wykazały, że dla okresów około 10 lat obecne modele LUR dobrze przewidywały historyczne kontrasty przestrzenne. Nawet jeśli stężenia zmniejszyły się z upływem czasu, kontrasty przestrzenne często pozostają stabilne. Kontrasty przestrzenne mogą nie być stabilne na obszarach o szybkim rozwoju gospodarczym, jak wskazano w jednym z chińskich badań kohortowych, w którym ranking badanych obszarów zmieniał się w trakcie obserwacji. Nawet jeśli ranking badanych nie uległ zmianie, ilościowy kontrast przestrzenny na badanym obszarze mógł ulec zmianie, np. ponieważ różnica między głównymi drogami a lokalizacjami tła zmniejszyła się w czasie. Zmienione kontrasty przestrzenne będą miały wpływ na szacowane nachylenie asocjacji zanieczyszczenia śmiertelności. Moving of subjects may further complicate the assessment.

An important question to address for the traffic pollution studies is potential confounding by road traffic noise, which has been shown to be related to cardiovascular disease including MI as well. W kilku badaniach podjęto próbę rozdzielenia zanieczyszczenia powietrza i hałasu związanego z ruchem drogowym. Badania te wykazały umiarkowane korelacje pomiędzy zanieczyszczeniem powietrza i hałasem. Te trzy badania różniły się nieco w swoich wnioskach dotyczących niezależnych skutków zanieczyszczenia powietrza i hałasu. Potrzeba więcej pracy w tym obszarze.

Cząstki grube i węgiel pierwiastkowy

Tabela 3 przedstawia badania, które wykorzystały węgiel pierwiastkowy lub grube PM jako metrykę narażenia. Tabela 3 ilustruje, że nie ma dowodów na to, że długoterminowe narażenie na gruboziarnisty PM jest związane ze śmiertelnością. W trzech z czterech badań kohortowych, które nie wykazały istotnego związku z gruboziarnistym PM, stwierdzono istotny związek z PM2.5. Jednakże ocena narażenia na cząstki gruboziarniste jest trudniejsza niż w przypadku PM2.5 ze względu na wpływ lokalnych źródeł, stąd też monitory w centralnym miejscu mogą mieć większe błędy w przedstawianiu stężeń w budynkach mieszkalnych. Dlatego możliwe jest, że przy zastosowaniu metod oceny narażenia o większej rozdzielczości przestrzennej, takich jak modele regresji użytkowania gruntów lub modele dyspersji, wykryte zostaną potencjalne długoterminowe skutki narażenia. W badaniu California Teacher’s nie oceniano gruboziarnistych cząstek PM i nie stwierdzono istotnych związków między śmiertelnością z wszystkich przyczyn a stężeniami pierwiastków Si, Fe i Zn, pierwiastków obficie występujących w gruboziarnistych cząstkach, ale zgłoszono związek między Si a chorobą niedokrwienną serca.

Konsekwentnie, podsumowujące oszacowanie dla PM10 było mniejsze niż dla PM2.5 z sumarycznym oszacowaniem efektu na 10 μg/m3 wynoszącym 3,5% (95% CI 0,4%, 6,6%) przy znacznej heterogeniczności (I2 = 69%) badań uwzględnionych w tabeli 1, z wyłączeniem trudnego do interpretacji chińskiego badania retrospektywnego z powodu zmieniających się wzorców przestrzennych. Analiza PM10 została dodana, ponieważ kilka badań zgłasza tylko PM10.

Efekty szacunkowe dla EC były bardzo spójne w różnych badaniach. Sumaryczny szacunek efektów losowych dla śmiertelności z wszystkich przyczyn na 1 μg/m3 EC wynosił 6,1% (95% CI 4,9%, 7,3%), z wysoce nieistotną heterogenicznością szacunków efektów (I2 = 0%). Większość z włączonych badań oceniała narażenie na EC w skali miasta, co odpowiada zmienności tła miejskiego, ale nie uwzględnia zmienności w małej skali związanej z bliskością głównych dróg. Wiele badań udokumentowało znaczące kontrasty wewnątrzmiejskie dla EC, związane zwłaszcza z głównymi drogami. Najprawdopodobniej EC i NO2 powinny być uważane za przedstawicieli złożonej mieszaniny zanieczyszczeń powietrza związanych z ruchem drogowym, a nie za jedyne składniki przyczynowo związane ze śmiertelnością.

Istnieją dość spójne dowody na powiązania śmiertelności z dwutlenkiem azotu (Tabela 4). Sumaryczny szacunek efektów losowych dla śmiertelności z wszystkich przyczyn na 10 μg/m3 dla NO2 wyniósł 5,5% (95% CI 3,1%, 8,0%), ze znaczącą i dużą heterogenicznością szacunków efektu (I2 = 73%). W tej analizie nie uwzględniono badania chińskiego, ponieważ narażenie było oceniane na poziomie powiatu. Włączenie zasadniczo zerowych wyników badania ACS – nadmierne ryzyko wynoszące 0,3% (95% CI -0,8, 1,3%) – dało tylko nieznacznie mniejszy łączny szacunek wynoszący 4,7% (95% CI 2,4, 7,1%). W badaniu ACS nie uwzględniono również zróżnicowania wewnątrzmiejskiego. Ponieważ zanieczyszczenie powietrza związane z ruchem drogowym zmienia się w małej skali przestrzennej, jeszcze bardziej krytyczna niż w przypadku PM2,5 jest ocena narażenia w małej skali przestrzennej, takiej jak adres zamieszkania.

Szczególne przyczyny zgonów z przyczyn sercowo-naczyniowych

Tabela 5 przedstawia związki między zanieczyszczeniem powietrza atmosferycznego a śmiertelnością z powodu choroby niedokrwiennej serca lub zawału serca (MI), w tym badania oparte na świadectwach zgonu, bardziej szczegółowe badania wykorzystujące dane z rejestrów lub najlepiej badania kohortowe z epidemiologicznym przeglądem dokumentacji medycznej, pozwalające na bardziej precyzyjne określenie częstości występowania choroby. Kilka badań case-control opartych na rejestrach M.I. lub badaniach epidemiologicznych z przeglądem klinicznym wykazało związek między NO2 a śmiertelnym M.I., ale nie śmiertelnym M.I. . Jak dotąd, stwierdzenie związku tylko dla śmiertelnego zawału serca było interpretowane jako dowód na to, że zanieczyszczenie powietrza szczególnie wpływa na osoby słabe lub nasila progresję choroby spowodowaną przez inne czynniki. Z drugiej strony, możliwe jest również, że wyniki chorób niedokrwiennych serca są błędnie klasyfikowane i łączone jako wyniki złożone, gdzie wyniki śmiertelne są uchwycone bardziej precyzyjnie. Chociaż istnieje coraz więcej dowodów na to, że zanieczyszczenie powietrza jest związane z markerami wczesnej miażdżycy, możliwe jest, że zanieczyszczenie powietrza wpłynie na podstawowe procesy biologiczne, które predysponują do aterotrombozy (która prowadzi do MI i udaru) w porównaniu z miażdżycą . Innym wyjaśnieniem jest to, że rodzaj wyników, na które wpływa zanieczyszczenie, to te, które mają wyższy wskaźnik śmiertelności (np. nagła śmierć arytmiczna ma wyższy wskaźnik śmiertelności niż ogólny MI).

Niewiele badań oceniało śmiertelność z powodu chorób mózgowo-naczyniowych. W holenderskim badaniu kohortowym oraz w badaniu Women’s Health Initiative Study stwierdzono silny związek. Z kolei w badaniu ACS, norweskim badaniu kohortowym i szwajcarskim narodowym badaniu kohortowym nie stwierdzono związku. Możliwe, że do tych niespójności przyczyniło się gorsze rejestrowanie śmiertelności z przyczyn naczyniowo-mózgowych w aktach zgonu. Istnieją również pewne dowody pochodzące z badań ekologicznych, że zanieczyszczenie powietrza może przyczyniać się do śmiertelności z powodu udaru mózgu.

Dwa badania wykazały istotne związki między zanieczyszczeniem powietrza pyłem zawieszonym a dysrytmią, niewydolnością serca i zatrzymaniem akcji serca łącznie. Wyniki te oparte są na mniejszej liczbie zdarzeń i wymagają dużych badań kohortowych w celu dalszej weryfikacji. Wyniki są zgodne z kilkoma badaniami dokumentującymi znaczące związki między krótkoterminowym narażeniem na PM lub NO2 a śmiertelnością z powodu niewydolności serca i dysrytmii oraz wyładowań defibrylatora .

Zanieczyszczenie powietrza a śmiertelność z powodu chorób układu oddechowego

Tabela 6 przedstawia oszacowania efektu dla śmiertelności z powodu chorób układu oddechowego. W dwóch pierwszych amerykańskich badaniach kohortowych nie stwierdzono związku między PM2,5 a śmiertelnością z powodu chorób układu oddechowego. W przeciwieństwie do wyników tych badań amerykańskich, silne związki stwierdzono w holenderskim badaniu kohortowym, badaniu norweskim i badaniu chińskim. Zbiorcze oszacowanie efektu losowego na 10 μg/m3 dla PM2.5 wyniosło 2,9% (95%CI -5,9, 12,6%), co jest wysoce nieistotne. Niejednorodność pomiędzy badaniami była statystycznie istotna ze statystyką I2 wynoszącą 59%, co wskazuje na umiarkowaną niejednorodność. Asocjacje dla PM były słabsze w holenderskim i chińskim badaniu kohortowym niż dla NO2 lub NOx. Śmiertelność z powodu chorób układu oddechowego może być bardziej związana z pierwotnymi zanieczyszczeniami związanymi z ruchem drogowym niż z cząstkami przenoszonymi na dalekie odległości, choć potrzebne są dalsze prace w celu sprawdzenia tej hipotezy. Mniejsza liczba zgonów z powodu chorób układu oddechowego w porównaniu z chorobami układu krążenia przyczyniła się do zwiększenia przedziałów ufności w poszczególnych badaniach i większej zmienności oszacowań efektu głównego w poszczególnych badaniach. W badaniach szeregów czasowych, w tym w kilku dużych badaniach wielkomiejskich w USA i Europie, stwierdzono istotne związki między dzienną zmiennością PM a śmiertelnością z powodu chorób układu oddechowego. Wyrażone na 10 μg/m3 PM nadwyżkowe ryzyko około 1% jest zwykle zgłaszane dla krótkoterminowych ekspozycji, większe niż dla śmiertelności z wszystkich przyczyn. W przeciwieństwie do chorób układu krążenia, obecne dowody nie wskazują na dodatkowe ryzyko związane z długotrwałym narażeniem, prawdopodobnie związane z przesunięciem śmiertelności. Potrzeba więcej badań, aby dokładniej ocenić długoterminowe narażenie na śmiertelność z powodu chorób układu oddechowego.

.