近日，北京大学宫继成研究员、朱彤院士领衔的科研团队
以"
Associations of short-term ozone exposure with hypoxia and arterial stiffness
"为题，
在国际权威期刊
《美国心脏病学会杂志》（Journal of the American College of Cardiology，JACC，2023年影响因子21.7）
发表突破性研究成果。本研究在国际范围内首次披露，短期内的臭氧暴露能够通过触发机体的缺氧反应，导致动脉僵硬度显著提升。这一突破性发现为深入理解臭氧暴露引发心血管损伤的病理机制奠定了重要的理论基础。
值得关注的是，该研究不仅构建了"臭氧暴露-缺氧应激-动脉硬化"的新型作用通路（图1），更通过多维度生物标志物分析揭示了分子层面的调控机制。
JACC同期发表了编辑评述
“
The Pathogenetic Link Between Ozone Pollution and Cardiovascular Disease
”。
北京大学环境学院华乔依博士、孟鑫博士及陈悟博士为论文共同第一作者，研究工作得到科技部青藏科考项目和国家自然科学基金项目的支持。
图1
“臭氧暴露-缺氧应激-动脉硬化”机制通路
当前，
由于尚未建立臭氧暴露与心血管结局间明确的因果关联，导致相关疾病负担评估存在系统性偏差
。这一局限性主要源于两大学术瓶颈——
臭氧暴露对心血管系统的独立于其他混杂因素的生物学效应尚未完全解析，其病理生理学机制亦缺乏分子层面的实证支持
。尽管流行病学研究已经确立了臭氧暴露与缺血性心脏病、卒中、心力衰竭及动脉粥样硬化等重大心血管事件风险增加之间的剂量-反应关联，但其潜在的致病生物学机制一直未能得到明确阐述。值得注意的是，最新的证据表明缺氧微环境可能是臭氧导致心血管损伤的关键病理环节，这为当前研究开辟了新的探索路径。
基于上述科学背景，
本研究创新性提出"臭氧暴露通过介导低氧应激诱发心血管损伤"的核心假说
，并构建"
臭氧暴露-缺氧应激-心血管损伤"的级联反应理论模型
。
本研究为突破传统环境流行病学中多污染物干扰效应的技术瓶颈，创新性地选取青藏高原作为验证实验的天然场域。该区域具有三大核心科研价值：其一，典型的高海拔低氧地理特征；其二，臭氧污染负荷突出（区域平均浓度约为平原对照区1.8倍）；其三，细颗粒物等常规污染物背景浓度极低（PM
2.5
年平均值维持在15μg/m³以下），这种独特环境要素组合有效规避了传统污染物的协同干扰，为孤立研究臭氧暴露的健康效应构建了理想模型。项目组运用前瞻性队列追踪范式，通过高精度个体暴露实时监测系统、血管功能动态评估体系与多维度组学分析技术的整合应用，全面揭示了臭氧暴露引发血管内皮功能损伤的时空动态机制。
本研究对210名来自青藏高原林芝市与拉萨市的健康年轻个体，共进行了772次访问调查。在每次访问期间，我们测量了参与者的血氧饱和度、红细胞数量、血红蛋白浓度、红细胞压积，并检测了与机体缺氧感知及适应的核心调控机制——低氧诱导因子-1（HIF-1）信号通路相关的基因与蛋白质生物标志物。利用线性混合效应模型，我们深入分析了臭氧暴露与这些缺氧生物标志物之间的相关性。
另外，本研究采用评估动脉硬化的权威指标——颈-股动脉脉搏波速度，作为衡量心血管损伤的替代标志，深入分析臭氧暴露对动脉硬化效应的影响。研究还运用中介分析来探究缺氧标志物在臭氧暴露与动脉硬化关联中所扮演的角色，并通过分层分析（例如，考虑海拔的不同）和敏感性分析（例如，校正细颗粒物、二氧化氮等其他污染物的影响）来确保研究结果的可靠性。
1. 独特环境与高效设计
本研究利用青藏高原独特的高臭氧、低颗粒物浓度环境，
避免了共污染物干扰，突出了臭氧暴露独立的健康效应
；采用定组研究设计，详细分析了210名健康年轻人短期臭氧暴露的心血管效应。
2. 揭示缺氧的核心角色
臭氧暴露显著降低了血氧饱和度（SpO₂）
，同时伴随红细胞计数、血红蛋白浓度、红细胞压积的升高，
激活了调控机体感知缺氧的关键信号通路
——HIF-1（低氧诱导因子-1）。这些结果表明，臭氧暴露通过缺氧途径对机体产生系统性影响。
3. 加重动脉硬化
短期臭氧暴露导致颈-股动脉脉搏波速度（cfPWV）显著升高
，提示动脉硬化程度增加。进一步分析发现，红细胞相关指标的变化在臭氧诱导的动脉硬化中起到部分中介作用。
