浸大研究揭示空气中微细悬浮粒子毒性的「幕后黑手」：不同化学组分间的相互作用对人类肺部健康的危害

吸入微细悬浮粒子（PM_2.5）已被证实会对人体健康造成不良影响，包括导致肺部疾病、心脏病及其他健康问题。然而，科学家们长期以来一直好奇：为什么有些PM_2.5的毒性比其他更强呢？

由香港浸会大学化学系胡娣教授领导的一项最新研究，试图解答这个多年的科学疑问。研究团队深入分析了於中国深圳采集的PM_2.5样本，将其分解为主要化学组分，包括水溶性金属、水溶性非金属、水溶性总组分、脂溶性化合物，以及PM_2.5全组分。

PM_2.5 中不同化学成分单独和联合作用对氧化潜势及炎症反应等毒性指标的影响

团队测试了这些不同化学组分对氧化压力（由活性氧分子引发的一种细胞生锈现象）、炎症反应，以及模拟肺部细胞的基因活性的影响。

研究结果发现：

1. 水溶性金属是造成以「二硫苏糖醇（DTT）」消耗量为指标的氧化还原活性的主因，而有机化合物则是产生有害的「羟基自由基」的主因。
2. 水溶性总组分（即所有可溶於水的化学物质）是众多化学成分中整体毒性最强的。它能引发最强烈的炎症反应、释出最高量的肿瘤坏死因子（TNF-α），并激活与氧化压力（Hmox-1）及毒素代谢（Cyp1a1）的相关基因。
3. 当金属与有机物共同存在时，有时会放大细胞应对压力的保护性基因，对Hmox-1产生协同作用，但同时亦会抑压部分炎症讯号，如阻断 Cxcl2 。
4. 脂溶性组分通常作用较弱，甚至会对减弱水溶性成分所引发的炎症与氧化压力讯号。

总括而言，这些发现显示，PM_2.5污染对人体的危害程度，不仅取决于空气中PM_2.5的浓度，更取决于当中所含的化学成分。其中，水溶性成分，尤其是金属与有机物的混合物，更是影响肺部细胞的头号元凶。不同化学物质之间的相互作用极其复杂，有时会互相助长毒性，有时则会部分抵消彼此的影响。

研究结果除了有助於解释为何不同城市或季节的空气污染情况，会对人体健康造成不同的影响外，亦为未来制定更精准的空气质素指标、法规，以及疾病预防策略提供了重要线索。

相关研究结果已刊登于《Environmental Pollution》：Synergistic and antagonistic effects of PM_2.5 chemical fractions on oxidative potential, cellular inflammation, and gene expression

胡教授研究专页: Professor Hu Di - Hong Kong Baptist University