霧霾里的基因組學

嘿，小夥伴們。冬季來了，霧霾還會遠嗎？有道是我在南方的冬季里艷陽高照，你在北方的冬季里霧霾繚繞。世界上最遠的距離，不是生與死的距離，而是我在北京街頭牽著你的手，卻看不見你。

所以本著「厚德載霧，自強不吸」的精神。今天要講一講這個會呼吸的痛——霧霾。

首先，咱得給霧霾一個明確的定義。要知道，霧和霾是不一樣的。文藝點說，霧是「氣蒸雲夢澤」，準確點說霧是自然天氣現象。空氣里水蒸氣太多，形成小雨滴、小冰晶組成的「雲」。這雲不在天上飄著，而在地上蓋著，就是霧。霧除了潮點、悶點之外，對人體並沒有什麼害處，因此今天也就忽略不提了。

反過來，霾就不一樣了。《詩》曰，『終風且霾』。而《說文解字》釋義說：「風雨土也。從雨貍聲。」指狂風席捲揚塵，並發出尖利聲音，很可能就是指今天人們所說的沙塵暴（跟今天的霧霾有所不同）。

不過不管怎樣，有一點是從古到今不變的，那就是「霾」里是夾雜著顆粒的。顆粒多、密度大，再加上氣溫低、風小、無雨，不能擴散，就成了「霾」。霾里的顆粒不是一種物質，而是包括了煙、灰塵、重金屬、微生物等等。當然，顆粒有大有小。大一點的PM10，比如灰塵、沙子，雖然能讓口罩和鼻shi變得不可描述，對人體的影響還算小。而小的PM2.5（直徑小於2.5μm），則「暢通無阻」地進入到呼吸道、肺葉，並且在裡面安家落戶，產生長遠的負面影響。

因此，霧霾對健康的影響。主要還是在於PM2.5的濃度和成分。PM2.5的來源是老生常談了，咱不多說，無非就是燒煤、尾氣、城市建設、廢棄物燃燒，等等。從成分上講，包括臭氧、重金屬離子、硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽；包括氮氧化合物(NOx)、NH3、烴(如甲烷)、甲醛、CH3Cl、有機碳和無機碳（這些都是與生物質燃燒有關的成分，佔到40~95%）；包括細菌、 真菌、病毒、孢子和細胞碎片等生物性物質。這些成分，有的是排放出來的污染物，有的是在污染物上「老化」生長出來的二代、三代甚至四代產物。

所以，擁有這麼多妖魔鬼怪的霧霾，你會天真地以為它只是讓你鼻子堵、不舒服、看不清路那麼簡單嗎？

目前能夠拍著胸脯打著包票說的，至少包括呼吸系統和心血管的負面影響。在北京，誰家（或親戚家）沒個有鼻炎、有哮喘、有過敏的孩子？對中老年，那就更別提了。有數據說， PM2.5每增加10μg/m3，心肺疾病死亡率增加6%，肺癌死亡率增加8%。作為已經榮登「世界十大污染城市」之一的北京，肺癌的發病率從2002年的39.56/10萬上升至2011年的63.09/10萬，已遠遠高出全國平均水平。最糟糕的是，疾病的發生是有「滯後性」的，也就是說，霧霾帶來的遠期影響，可能還要再等10年、20年甚至更久才會顯現出來。所以霧霾的副作用到底有多少，誰也說不好。也許我們現在所看到的、知道的，只不過是冰山一角。

再講一個真（xiao）事（hua）。美國有個爵士女歌手佩蒂·奧斯汀（PattinAustin），2013年10月原本要在北京演（lao）出（jin）。沒想到一到北京就不行了（當天是霧霾天氣，重度污染），咳個不停，送醫院一瞧，嘿。呼吸道嚴重感染，哮喘。得，沒法演了，回吧。

相比之下，同樣的10月，同樣的霧霾天，一年以後的瑪麗亞凱莉（Mariah Carey）則「健壯」得多。那一天，霧霾嚴重，不少觀眾都是帶著口罩「觀看」這場或許「只聞其聲，不見其人」的演唱會。而瑪麗亞凱莉，除了海豚音失色（不知道這沙啞乾枯和霧霾有沒有關係）和倉皇離開的背影外，似乎並未受到多大影響。

那麼問題就來了，同樣的霧霾，瑪麗亞凱莉咋就沒事，佩蒂奧斯丁咋就哮喘了呢？這就是每個人的體質不同了，也就是說空氣污染對於人體的影響程度，是與自身的基因有關的。（扯了這麼久才扯到文章主題，不容易，心好累！）

咱以哮喘為例（這個病對於空氣污染比較敏感），這個病一方面是個人的體質（基因）另一方面則是環境的因素（空氣污染）。也就是說，環境因素是哮喘相關基因表達的重要條件。污染的空氣作用於過敏體質的人，使其炎症、免疫反應加重，出現喘息、氣促、咳嗽、胸悶……

什麼？你問我為什麼人類會哮喘？

開玩笑，要不是聞到有毒氣體時能夠迅速產生不適，提醒我們的老祖宗「有毒！快走！」也許我們人類壓根生存不到現在呢！

一種說法是氧化應激途徑的異常。霧霾里的有害成分，如臭氧、二氧化氮、二氧化硫等都是強氧化性氣體。可吸入顆粒物中的病原體和其他刺激物進入人體也會產生內源性活性氧自由基。大量的自由基可引起上皮細胞的氧化性損傷和脫落，刺激呼吸道。而在肺部抗氧化一線作戰的，主要是還原型谷胱甘肽（GSH）、還原型煙醯胺腺嘌呤二核苷酸基磷酸（NADPH）和微粒體環氧化物羥化酶（EPHX1）。

於是，一系列與氧化應激有關的基因上攜帶有特定基因變異的攜帶者，在暴露於空氣污染時更容易發生哮喘也就不難理解了。這些基因包括與GSH相關的基因（如GSTP1）、NADPH相關基因（如NQO1）、EPHX1基因、過氧化氫酶基因（CAT）、髓過氧化物酶基因（MPO）等等。

第二種理論是炎症反應。炎症細胞TNF-α在激活後釋放大量炎性介質，產生活性氧自由基等，造成內皮細胞的損傷。與此相關，TNFA-308、LTA252、TNFnrs1800629等炎症反應相關的基因位點，都被認為與環境污染誘導的哮喘有關。除了炎症反應，免疫應答也跟哮喘是「哥倆好」。比如暴露於空氣污染可以使得Fox3基因甲基化，損傷調節性T細胞功能，通過免疫機制加重哮喘。

此外，腎上腺素受體功能低下、氣道重塑導致的氣道高反應性也是哮喘的重要原因。β2腎上腺素能受體基因（β2-AR）、血管緊張素轉移酶基因（ACE）上多個位點的基因型在與環境中煤行空氣污染（PM4、SO2）的交互作用下也會增加哮喘的發生概率。

不過說實話，上面所提到的基因位點，只是我們對於環境、基因、哮喘間相互作用「知其然」的一小部分，還有更多的關聯我們並不清楚，更別提完全理解其中的作用機理了。至於其他與霧霾有關的疾病，比如鼻炎、心血管問題、肺癌，等等，如果有機會，作者下次再另行開扒。

以下是作者的胡說八道

研究這些基因有啥用？除了幫助了解環境與疾病間的相互作用（估計還要很多很多年才能研究透，甚至也許永遠也研究不透），也許還有著更為魔幻的意義。

攜帶了「易哮喘」基因的人，是不是趁早別在北京待著了？

因為不會哮喘而不懼霧霾的人，會不會反而更容易患上慢性「霧霾病」？

北京的土著們，是不是已經獲得了「抗霧霾」的遺傳優勢？

積分入戶的時候，是不是應該考慮把「抗霧霾」作為加分項？

要不要根據「抗霧霾」基因，篩選成立「霧霾防激光武器特別行動隊」？

最後，會不會有那麼一天，這個笑話會成為現實呢：

某人到呼倫貝爾旅遊，一下飛機來個深呼吸，嘩，空氣太新鮮，質量太好，身體一時接受不了，立馬暈了過去。急救人員來到了問：哪來的？答：北京。急救員將氧氣筒的管接到汽車的排氣管上，讓他溜了幾口，醒了！

結論？

現實就像這張照片，只能用魔幻來形容……（沒錯，2016把作者的世界觀刷爆了……）