人体对低浓度臭氧的生物学反应 (SNOZ)
研究概览
详细说明
包括臭氧在内的空气污染物与影响健康结果有关。 特别是，高水平的臭氧暴露已被证明会影响肺功能并引起肺部炎症。 令人不安的社区工作表明高臭氧水平与增加的儿科哮喘急诊室就诊有关。 由于对健康的不利影响，EPA 制定了安全臭氧水平标准，目前为 0.07 ppm。 尽管如此，据估计仍有 1 亿美国人生活在臭氧水平周期性地高于 EPA 标准的地区。 虽然该 EPA 标准是根据现有数据制定的，但当时仍不清楚自然低水平臭氧暴露，例如 0.06-0.08 之间的波动 全天 ppm，也可能影响健康。
该小组之前检查了暴露于低水平臭氧（0.06 ppm 暴露 6.6 小时）并进行间歇性适度运动的成年人的肺功能和炎症反应。 研究人员发现，作为对低水平臭氧暴露 (0.06 ppm) 和运动的反应，肺功能下降并观察到嗜中性粒细胞性气道炎症。 尚不清楚的是，仅靠低浓度臭氧（不运动）是否会导致类似的健康影响。
为了模拟受污染城市典型夏日的臭氧暴露情况，研究人员将受试者暴露在不同浓度的臭氧中，从 0.06 ppm 到 0.08 ppm，而不是恒定的 0.07 ppm。 从 0.06ppm 到 0.08ppm，然后回到 0.06ppm 的变化每小时都会发生。
研究类型
注册 (实际的)
阶段
- 不适用
联系人和位置
学习地点
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North Carolina
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Chapel Hill、North Carolina、美国、27599
- Center for Environmental Medicine, Asthma and Lung Biology
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参与标准
资格标准
适合学习的年龄
接受健康志愿者
有资格学习的性别
描述
纳入标准：
- 年龄在 18 至 50 岁之间的男性和女性。
- 入组时生命体征在正常范围内：外周血氧饱和度 (SpO2) > 94%，收缩压在 150-90 mm Hg 之间，舒张压在 100-60 mm Hg 之间，无发热。
- 用力呼气量 (FEV1) 至少为预计值的 80%。
排除标准：
- PI 认为是暴露研究禁忌症的任何慢性疾病，包括严重的心血管疾病、需要药物治疗的糖尿病、慢性肾脏疾病、慢性甲状腺疾病或肾脏疾病。
- 使用全身或吸入类固醇。
- 每次研究访问后 7 天内使用 NSAID 或阿司匹林，并且无法在每次研究之前停止使用这些药物。
- 孕妇或哺乳期妇女
- 在过去一年内使用香烟或其他吸入尼古丁产品，或一生中有超过 5 包年的吸烟史。
学习计划
研究是如何设计的？
设计细节
- 主要用途：基础科学
- 分配：随机化
- 介入模型：交叉作业
- 屏蔽：双倍的
武器和干预
参与者组/臂 |
干预/治疗 |
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实验性的：过滤空气，然后是臭氧
这支队伍的参与者将首先接受经过过滤的清洁空气，然后接受臭氧
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参与者将暴露在浓度为 0.06 至 0.08 的臭氧浓度下 6.5 小时
参与者将接触过滤后的清洁空气
臭氧和心率追踪器
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实验性的：臭氧，然后过滤空气
这支队伍的参与者将首先接受臭氧，然后接受过滤后的清洁空气
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参与者将暴露在浓度为 0.06 至 0.08 的臭氧浓度下 6.5 小时
参与者将接触过滤后的清洁空气
臭氧和心率追踪器
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研究衡量的是什么？
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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接触后鼻腔灌洗液中多形核白细胞 (PMN) 百分比从基线的变化
大体时间：基线，曝光后立即
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参与者将暴露于过滤空气 (FA)，然后是臭氧 (O3)，或 O3，然后是 FA。 鼻腔灌洗液 (NLF) 将在每次暴露前两周内的基线访问中以及每次暴露的以下时间点收集参与者的鼻腔灌洗液 (NLF)：离开暴露室后立即和暴露后 24 小时。 % PMN 占总炎症细胞（单核细胞和巨噬细胞总数、PMN、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、淋巴细胞和支气管上皮细胞）的百分比将在每个 NLF 收集中通过细胞离心涂片载玻片上的细胞差异计数来确定。 将针对每个参与者的每次曝光计算值从基线到立即曝光后的变化。 将比较 FA 和 O3 之间的值。 |
基线，曝光后立即
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暴露后 24 小时鼻腔灌洗液中多形核白细胞 (PMN) 百分比从基线的变化
大体时间：基线，暴露后 24 小时
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参与者将暴露于过滤空气 (FA)，然后是臭氧 (O3)，或 O3，然后是 FA。 鼻腔灌洗液 (NLF) 将在每次暴露前两周内的基线访问中以及每次暴露的以下时间点收集参与者的鼻腔灌洗液 (NLF)：离开暴露室后立即和暴露后 24 小时。 % PMN 占总炎症细胞（单核细胞和巨噬细胞总数、PMN、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、淋巴细胞和支气管上皮细胞）的百分比将在每个 NLF 收集中通过细胞离心涂片载玻片上的细胞差异计数来确定。 将针对每个参与者的每次暴露计算值从基线到暴露后 24 小时的变化。 将比较 FA 和 O3 之间的值。 |
基线，暴露后 24 小时
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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鼻上皮衬液 (ELF) 中的白细胞介素 6 (IL-6) 浓度：暴露后立即从基线变化
大体时间：基线，曝光后立即
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参与者将暴露于过滤空气 (FA)，然后是臭氧 (O3)，或 O3，然后是 FA。 鼻上皮衬里 (ELF) 将在每次暴露前两周内的基线访问中以及每次暴露的以下时间点收集参与者的鼻上皮衬里 (ELF)：离开暴露室后立即和暴露后 24 小时。 将通过免疫测定法测定每个 ELF 样品中的 IL-6 浓度。 将针对每个参与者的每次暴露计算 IL-6 浓度从基线到立即暴露后的变化。 将比较 FA 和 O3 之间的值以确定臭氧对鼻腔 IL-6 产生的影响。 |
基线，曝光后立即
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诱导痰中的多形核白细胞 (PMN) 百分比：筛查访视暴露后 24 小时的变化
大体时间：筛查访问和暴露后 24 小时
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参与者将暴露于过滤空气 (FA)，然后是臭氧 (O3)，或 O3，然后是 FA。 吸入高渗盐水后，将收集参与者的诱导痰。 诱导痰将在首次暴露前 6 周内和每次暴露后 24 小时内在筛选访视时收集。 % PMN 占总炎症细胞（单核细胞和巨噬细胞总数、PMN、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、淋巴细胞和支气管上皮细胞）的百分比将在每次诱导痰收集中通过细胞离心涂片上的细胞差异计数来确定。 将针对每个参与者的每次暴露计算值从基线到暴露后 24 小时的变化。 将比较 FA 和 O3 之间的值。 |
筛查访问和暴露后 24 小时
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一秒钟内预测的用力呼气量百分比（预测的 FEV1 百分比）：暴露后立即从基线变化
大体时间：基线，曝光后立即
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参与者将暴露于过滤空气 (FA)，然后是臭氧 (O3)，或 O3，然后是 FA。 获得 FEV1 和用力肺活量 (FVC) 测量的标准肺量计将在首次暴露前两周内在基线处进行，并在每次暴露离开暴露室后立即进行。 预测 FEV1 百分比将根据测量值与预期值进行计算。 将为每个参与者的每次暴露计算从基线到暴露后立即预测的 FEV1 百分比的变化。 将比较 FA 和 O3 之间的值以确定臭氧对预测 FEV1 百分比的影响。 |
基线，曝光后立即
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鼻上皮衬液 (ELF) 中的白细胞介素 6 (IL-6) 浓度：暴露后 24 小时从基线开始变化
大体时间：基线，暴露后 24 小时
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参与者将暴露于过滤空气 (FA)，然后是臭氧 (O3)，或 O3，然后是 FA。 鼻上皮衬里 (ELF) 将在首次暴露前两周内从参与者的基线收集，并在每次暴露的以下时间点收集：离开暴露室后立即和暴露后 24 小时。 将通过免疫测定法测定每个 ELF 样品中的 IL-6 浓度。 将针对每个参与者的每次暴露计算 IL-6 浓度从基线到暴露后 24 小时的变化。 将比较 FA 和 O3 之间的值以确定臭氧对鼻腔 IL-6 产生的影响。 |
基线，暴露后 24 小时
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鼻上皮衬液 (ELF) 中的白细胞介素 8 (IL-8) 浓度：暴露后立即从基线变化
大体时间：基线，曝光后立即
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参与者将暴露于过滤空气 (FA)，然后是臭氧 (O3)，或 O3，然后是 FA。 鼻上皮衬里 (ELF) 将在首次暴露前两周内从参与者的基线收集，并在每次暴露的以下时间点收集：离开暴露室后立即和暴露后 24 小时。 将通过免疫测定法测定每个 ELF 样品中的 IL-8 浓度。 将针对每个参与者的每次暴露计算 IL-8 浓度从基线到立即暴露后的变化。 将比较 FA 和 O3 之间的值以确定臭氧对鼻腔 IL-8 产生的影响。 |
基线，曝光后立即
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鼻上皮衬液 (ELF) 中的白细胞介素 8 (IL-8) 浓度：暴露后 24 小时从基线开始变化
大体时间：基线，暴露后 24 小时
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参与者将暴露于过滤空气 (FA)，然后是臭氧 (O3)，或 O3，然后是 FA。 鼻上皮衬里 (ELF) 将在首次暴露前两周内从参与者的基线收集，并在每次暴露的以下时间点收集：离开暴露室后立即和暴露后 24 小时。 将通过免疫测定法测定每个 ELF 样品中的 IL-8 浓度。 将针对每个参与者的每次暴露计算 IL-8 浓度从基线到暴露后 24 小时的变化。 将比较 FA 和 O3 之间的值以确定臭氧对鼻腔 IL-8 产生的影响。 |
基线，暴露后 24 小时
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左心室应变 (LVS)：暴露后立即从基线变化
大体时间：基线和曝光后立即
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左心室应变将在暴露前（两周内）的基线进行评估，并在暴露后立即通过测量整体纵向应变 (GLS) 进行评估，这是一种心肌力学的超声心动图测量方法。
GLS 是使用斑点追踪技术测量的，该技术通过追踪心动周期中的小心肌足迹或斑点来实现左心室收缩功能的量化。
GLS 比传统的心室功能测量方法（例如射血分数）更敏感，可以检测临床上不明显但具有重要预后意义的收缩力下降。
将计算整体纵向应变的变化以确定臭氧对左心室应变的影响。
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基线和曝光后立即
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鼻上皮细胞 IL-1 Beta 基因表达：暴露后立即相对 mRNA 计数（基线校正），臭氧与过滤空气
大体时间：筛查访问和暴露后立即
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从首次暴露前六周内和每次暴露后立即进行的筛选访问（基线）收集的鼻上皮细胞活检中分离的 RNA。
将通过实时定量聚合酶链反应 (qPCR) 分析 RNA，以确定 O3 对炎症基因表达的影响。
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筛查访问和暴露后立即
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流量介导的扩张 (FMD)：从基线暴露后立即改变
大体时间：基线和曝光后立即
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参与者将在暴露前（两周内）基线时通过肱动脉超声评估流量介导的肱动脉扩张，并在暴露于 FA 或 O3 后立即评估 O3 暴露对内皮功能的影响。
血流介导的肱动脉扩张 (FMD) 是血管内皮功能的非侵入性指标。
FMD 是使用高频超声波测量的，并表示为响应前臂缺血 5 分钟引起的反应性充血的动脉直径百分比变化。
内皮功能受损会导致动脉粥样硬化，并与心血管事件风险增加有关。
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基线和曝光后立即
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心率变异性的变化
大体时间：基线，曝光后立即
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未进行测量，因为设备（心电图导联和监测心率和节律）属于 EPA，无法用于本研究
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基线，曝光后立即
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鼻上皮细胞 IL-6R 基因表达：暴露后立即相对 mRNA 计数（基线校正），臭氧与过滤空气
大体时间：筛查访问和暴露后立即
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从首次暴露前六周内和每次暴露后立即进行的筛选访问（基线）收集的鼻上皮细胞活检中分离的 RNA。
将通过实时定量聚合酶链反应 (qPCR) 分析 RNA，以确定 O3 对炎症基因表达的影响。
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筛查访问和暴露后立即
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鼻上皮细胞 IL-8 基因表达：暴露后立即相对 mRNA 计数（基线校正），臭氧与过滤空气
大体时间：筛查访问和暴露后立即
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从首次暴露前六周内和每次暴露后立即进行的筛选访问（基线）收集的鼻上皮细胞活检中分离的 RNA。
将通过实时定量聚合酶链反应 (qPCR) 分析 RNA，以确定 O3 对炎症基因表达的影响。
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筛查访问和暴露后立即
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预测用力肺活量百分比（预测 FVC 百分比）：暴露后立即从基线变化
大体时间：基线，曝光后立即
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参与者将暴露于过滤空气 (FA)，然后是臭氧 (O3)，或 O3，然后是 FA。
获得 FEV1 和用力肺活量 (FVC) 测量的标准肺量计将在首次暴露前两周内在基线处进行，并在每次暴露离开暴露室后立即进行。
预测 FVC 百分比将根据测量值与预期值进行计算。
将为每个参与者的每次暴露计算从基线到暴露后立即预测的 FVC 百分比的变化。
将比较 FA 和 O3 之间的值以确定臭氧对预测 FVC 百分比的影响。
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基线，曝光后立即
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合作者和调查者
调查人员
- 首席研究员：David B Peden, MD、University of North Carolina, Chapel Hill
出版物和有用的链接
一般刊物
- Peden DB, Setzer RW Jr, Devlin RB. Ozone exposure has both a priming effect on allergen-induced responses and an intrinsic inflammatory action in the nasal airways of perennially allergic asthmatics. Am J Respir Crit Care Med. 1995 May;151(5):1336-45. doi: 10.1164/ajrccm.151.5.7735583.
- Little, R. J. and Rubin, D. B. (2014). Statistical analysis with missing data. John Wiley & Sons.
研究记录日期
研究主要日期
学习开始 (实际的)
初级完成 (实际的)
研究完成 (实际的)
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