在医院的地下室花两个小时呼吸柴油机尾气，听起来不像消磨一个早上的愉快方式。

但这是COPA-03号受试者朱莉亚正在做的事，她呆在4*6英尺宽、7英尺高的密闭玻璃箱子里用iPad观看Netflix。她不时地练习骑自行车来改变呼吸，而且她吸入的柴油机废气量相当于墨西哥或北京的空气污染水平。她的任务不是这些被污染大城市的旅游签证。相反，她困在箱子里的吸入法正有助于推进我们对空气污染的了解，暗示着需要持续清理我们呼吸的空气，以及关注那些最脆弱的呼吸困难。

空气污染已成为目前的主要问题；2014年底，德国大众汽车制造商暴露出在柴油动力车上安装了‘失效保护装置’，以使其在测试期间看起来更清洁，从而卷入了一场重大丑闻中。

世界卫生组织预计，到2030年，慢性阻塞性肺病(COPD)会成为导致人类全球性过早死亡的第三大主因。这通常（但不总是）是一个与吸烟相关的条件，并且研究表明，在没有吸烟者的情况下，空气污染包括柴油机尾气可能是罪魁祸首。仅在伦敦，糟糕的空气质量被认为造成了每年约10000人死亡——尽管在极端时期如1952年的大雾，死亡率更高。

英国哥伦比亚大学的杰里米·广泰博士说，在发展中国家，柴油机尾气是无处不在的污染物，“看见货车产生云状黑烟”的现象很普遍。那黑色烟尘就是柴油微粒。

去年，汽车巨头大众承认在排放测试中作弊，从而引发了丑闻（致谢：iStock）

让我们回到朱莉亚这里，在温哥华总医院外一个死胡同，她正在呼吸嗡嗡转动的柴油发动机排气管道的废气。废气排进了她所在的房间，并在途中被清洁净化的空气冲淡。两小时的控制性吸入后，朱莉亚打车去了圣保罗医院，在那儿练习骑自行车。在一个更小的、公用电话亭大小的玻璃房间里，她堵着鼻子，一名技术员指导她吸气，并且用力呼出到一个电子管里。

她的肺功能呈现为一系列波动的图表，并且检测了她的血液、尿液和肺功能的变化。这不是胆怯志愿者的工作。随后，呼吸道专家克里斯·卡尔斯滕博士将一根管子插入到她麻醉的喉咙，注射生理盐水到她的肺部顶端，并且吸回被针刷刺松的肺组织碎片。

我们知道，我们的身体对以各种麻烦的方式吸入的污染空气有反应。

空气污染经常通过寻找疾病典范以对抗一长串污染物的方式被研究。但是城市空气是气体和微粒这样的雾，这种类型（流行病学）要寻求因果联系似乎是一项艰巨的任务。

这就是为何这种实验方法有价值的原因。随机将每一个志愿者暴露在一个可控制的混合着干净或污染的柴油空气里，意味着每个受试者都不知道他或她呼吸的空气是脏的还是干净的，从而充当自身对照。

使用这种布置，英国哥伦比亚大学职业和环境呼吸道疾病中心的医学教授卡尔斯滕和广泰正在检测污染粒子是如何实时地影响我们的。卡尔斯滕先前的工作表明，甚至在空气污染中暴露两小时也影响我们的基因。这些不是我们DNA序列的改变——是让我们独特的“食谱”。相反，空气污染似乎在我们的基因序列里增加了化学物质。

可逆效应？

这被称为表观遗传变化，位于美国环境保护署的国民健康和环境影响研究实验室临床研究分支的主任大卫·迪亚兹–桑切斯解释道。如迪亚兹–桑切斯所说，环境因素如污染、饮食和压力“能打开或关闭基因，或者影响细胞的基因”。直到目前，很少有证据表明污染能影响这种化学串扰。但这正在开始改变。

因空气污染而导致的表观遗传变化可逆吗？我们还不知道。空气污染引起的表观遗传变化没被怀疑是长期的，但是只有时间和更多的研究才会告诉我们。

实验使用可能在现代城市中发现的那种脏空气（致谢：科学图片库）

不论这种变化是否可逆，我们知道我们的身体对以各种麻烦的方式吸入的污染空气有反应，北卡罗莱纳大学儿科和环境医学、哮喘和肺癌医学中心的尼尔·亚力克西斯博士解释道。我们肺部反应的一个方式就是发炎，这是身体应对损害的积极反应。然而，“这是老掉牙的故事——太多的好事很可能变糟，所以发炎终将平静或得到解决”，他说道。这是身体整体宿主免疫的机能之一。在接触脏空气期间，肺功能也缺乏抵抗力，阻碍我们呼吸的能力。

避免空气污染对全民健康影响的最有效方式就是最初不要产生它。

有先前存在的呼吸道疾病如COPD和哮喘的人们有改变了的宿主防御反应系统，最终的结果要么没达到，要么过犹不及。亚丽克西斯说，在污染空气的环境里，“哪种情况都可能不太好”。

卡尔斯滕估计，全球COPD病例至少15%与空气污染有关。这很重要：与哮喘病相比，COPD带来的社会和经济负担更大。哮喘是一种可迅速用药物逆转的呼吸道阻塞，而COPD，这种像肺组织网络一样的蜘蛛网已经在不可逆转地切断联系下变得千疮百孔。“蜘蛛网里仍有些框架，但这些大孔洞不能交换气体，而且你不能获得任何空气。”广泰说道。

如果你观察空气污染的研究，“这通常是流行病学和基础科学”，所以第三支柱是这些可控的、实验性的人类接触，卡尔斯滕说道。“从历史上看，当关于空气污染的决策做出时，可控的人类接触往往是谜团的重要部分。”他说道。卡尔斯滕认为，那是因为可控的研究性质使得数据对污染者来说很难争辩。

脏空气能在我们体内有最小水平的影响吗？（致谢：iStock）

当然，如迪亚兹–桑切斯所指出的，避免空气污染对全民健康影响的最有效方式就是最初不要产生它。“除了清洁空气，别无它选。”他说道。但在很多情况下，这仍然是困难的。所以，通过识别来自空气污染的最大风险，打开了开发目标性治疗那些最弱势群体的可能性。

“这是一个蓬勃发展的领域，”迪亚兹–桑切斯说道。“甚至5年前在这个领域的研究很少，随着时间的推移，这只会增加关联性。”

这就是为什么朱莉亚的幽闭式吸入法——被添加到在她之前或之后的数十个志愿者中取得的数据——能生成一个清洁空气新倡议的原因。