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目的:柴油发动机广泛应用于公共汽车、卡车、拖拉机、船舶等机械设备,随着城市居民和职业人群接触柴油机尾气（Diesel Exhaust,DE）的机会日益增多,人们愈发关注DE的不良健康效应。柴油机尾气颗粒物（Diesel Exhaust Particles,DEPs）可以悬浮在空气中,并经呼吸道进入肺部。粒径<100nm的DEPs可沉积于肺终末细支气管、肺泡等肺的深部并造成肺损伤。在2012年,国际癌症研究机构（International Agency for Research on Cancer,IARC）将DE列为人类致癌物质（Ⅰ类）。当前,关于DE暴露致肺损伤的生物标志物研究主要集中于分子水平,其表型变化背后肺结构的改变尚未得到充分研究。DE暴露对肺结构的损害尚无有效的评价指标。鉴于影像学与病理的一致性,本文通过高分辨率计算机成像（High-Resolution Computed Tomography,HRCT）技术获得一组与肺结构改变相关的影像学参数。通过研究影像学参数与气道巨噬细胞碳含量（Carbon Content in Airway Macrophages,CCAM）、肺功能参数和肺损伤物标志物之间的关联性来验证其作为DE暴露致肺损伤的生物标志物的可行性。方法:1.本课题组在2018年10月调查了90名柴油发动机测试工人（Diesel Engine Testers,DETs）和88名与DETs来自同一城市的水务集团工人（Non-DETs）。我们排除了因吸烟数据缺失的7人和未做CT扫描或CT图像重构失败的17人后,最终有78名DETs和76名Non-DETs被纳入本研究。通过标准化问卷调查获得研究人群的吸烟状况、饮酒情况、工作年限、职业暴露史、饮食习惯、个人和家族病史等人口统计学信息,并采集了静脉血等生物样本。2.所有参与者均经口吸入超声雾化的4.5%的高渗盐水进行痰诱导,痰液置于Saccomanno中保存,经标准化处理并染色制片后用显微镜观察并用照相机拍取染色良好的巨噬细胞,最后用Image J软件定量分析CCAM。Non-DETs和DETs各有53名参与者成功进行了CCAM的测定。3.由专业医师对Non-DETs和DETs进行呼吸功能测试和HRCT扫描。利用CT图像后处理软件对右肺上叶支气管尖端（Right B1 to carina,RB1）、右肺下叶支气管外侧基底段（Right B9 to carina,RB9）、左肺上叶支气管上支尖后段（Left B1+2 to carina,LB1+2）、左肺下叶支气管外侧基底段（Left B9 to carina,LB9）的六级和九级气道尺寸以及吸气相末总肺容积、双肺平均肺密度（Mean Lung Density,MLD）、低衰减区比例（Low Attenuation Areas Percentage;LAA%）进行了测量。4.利用线性混合效应（Linear Mixed Effects,LME）模型分析了气道壁面积与总气道面积的百分比[Ratio Wall/Airway Area（%）,WA%]与DE暴露状态和其他功能性指标之间的关联。利用广义线性模型（Generalized Linear Model,GLM）评估了肺密度与DE暴露状态和肺功能参数的关联性。采用Spearman和Pearson相关分析检验了肺密度、肺损伤标志物、WA%之间的相关性。利用GLMs调整年龄、身体质量指数（Body Mass Index,BMI）、吸烟状态、年包量等协变量后评估WA%、肺表面活性蛋白A（Surfactant Protein,SP-A）与MLD的关联性。结果:1.环境监测和CCAM的结果表明DETs的颗粒物暴露程度更高,这与六级气道壁增厚和六级WA%升高有关,与Non-DETs相比,DETs中没有发现管腔面积减小,这表明气道壁增厚而不伴有管腔变窄可能是DETs气道重塑的主要特征。与NonDETs相比,DETs的MLD较高,LAA%较低,但两组的差异并没有统计学意义。DE暴露对WA%的影响不因肺段位置或吸烟状态的不同而产生差异。2.六级和九级WA%与FEV1、FEV1/FVC、MMF、FEF50%、FEF75%呈显著负相关。中介分析发现,DE暴露引起FEV1减少的一部分（约20%）可以通过六级WA%增加来解释。Pearson相关性分析表明MLD与SP-A、WA%显著正相关,Spearman相关分析表明LAA%与s RAGE显著正相关,LAA%与WA%、MLD显著负相关。利用GLMs发现WA%与SP-A所代表的肺泡炎症共同导致MLD升高。结论:1.本研究应用HRCT扫描技术发现发现长期暴露于DE可导致职业人群肺结构改变并确定气管壁增厚不伴有管腔变窄是DETs肺部的早期病理改变,DETs的肺密度增加可能是气道壁增厚和肺泡炎症共同作用所致,而炎症可能在颗粒物暴露停止后消散。2.本章研究发现DE的内暴露程度与六级WA%的改变密切相关,WA%增加会导致小气道阻塞（例如FEF50%和FEF75%下降）,这表明影像学参数WA%可以作为DE暴露致肺组织结构改变的生物标志物,该发现为制定职业DE暴露人群的健康监护指标提供了有力的依据,进而为提高DE暴露人群的职业生命质量提供了科学证据。