張霖琳，謝明輝，李繼華，魏復(fù)盛，吳國(guó)平，王秀琴，*

1. 中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，北京 1000122. 中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院，北京 1000123. 曲靖市疾病預(yù)防控制中心，曲靖 655000

云南曲靖地區(qū)銅的暴露與肺癌相關(guān)性研究

張霖琳1，謝明輝2，李繼華3，魏復(fù)盛1，吳國(guó)平1，王秀琴1，*

1. 中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，北京 1000122. 中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院，北京 1000123. 曲靖市疾病預(yù)防控制中心，曲靖 655000

我國(guó)云南省曲靖的宣威和富源等地是全世界肺癌高發(fā)區(qū)，為了研究環(huán)境介質(zhì)中銅(Cu)等重金屬的暴露與體內(nèi)分布特征，探討Cu與肺癌的相關(guān)性，在當(dāng)?shù)亻_(kāi)展肺癌環(huán)境流行病學(xué)調(diào)查，采集宣威和富源高發(fā)區(qū)人群飲食、飲水以及人體血漿和肺組織樣品，微波消解ICP-MS法測(cè)定樣品中Cu等元素。結(jié)果顯示，當(dāng)?shù)鼐用袷褂萌剂项?lèi)型是影響肺癌高發(fā)的重要因素。高發(fā)區(qū)人群Cu的日攝入總量低于我國(guó)推薦的每日膳食中營(yíng)養(yǎng)素供給量(RDA)。肺癌組血液中Cu含量顯著高于對(duì)照組，肺癌組織中Cu含量顯著高于癌旁組織和正常組織，且肺癌患者的血漿和肺組織中Cu/Zn比值均升高。Pearson相關(guān)性分析結(jié)果表明，Cu和Ni、Cu和Pb呈顯著正相關(guān)，提示在致癌作用上具有協(xié)同效應(yīng)；Cu和Fe、Cu和Zn呈顯著負(fù)相關(guān)，提示具有抑制或拮抗作用。多因素Logistic回歸結(jié)果表明，Cu是肺癌發(fā)生的重要影響因素，人體中Cu含量和Cu/Zn比值可為肺癌的早期預(yù)防和診斷提供科學(xué)依據(jù)。

銅；暴露；肺癌；相關(guān)性

肺癌是危害人類(lèi)生命和健康的惡性腫瘤之一，在很多工業(yè)化國(guó)家已位居全部惡性腫瘤死因的首位，在世界范圍內(nèi)肺癌的發(fā)病率一直呈上升趨勢(shì)，我國(guó)肺癌發(fā)病率及死亡率亦不斷上升[1]，尤其是女性肺癌上升幅度較大。我國(guó)云南省東北部曲靖地區(qū)是全世界肺癌高發(fā)地區(qū)之一，宣威和富源等地以女性肺癌居多[2]，當(dāng)?shù)鼐用耖L(zhǎng)期以煙煤為燃料，用不通風(fēng)的爐灶做飯、取暖，煙氣無(wú)法直排室外，造成室內(nèi)空氣的嚴(yán)重污染[3-4]。研究表明[5]，長(zhǎng)期暴露在燃煤煙氣中是導(dǎo)致兩地居民肺癌持續(xù)高發(fā)的主要原因。近年來(lái)，隨著改爐改灶和社會(huì)主義新農(nóng)村的建設(shè)，當(dāng)?shù)丨h(huán)境空氣污染有了明顯的改善，但是肺癌發(fā)病率和死亡率仍然高居不下[6]。肺癌是多因素共同作用的結(jié)果[7-8]，大量的流行病學(xué)調(diào)查、營(yíng)養(yǎng)、生化、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)以及臨床研究的結(jié)果都表明[9]，微量元素與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展以及治療均有關(guān)，許多元素在體內(nèi)含量雖然很低，但卻起著極其重要的作用。然而，目前肺癌與微量元素之間的相關(guān)性研究尚不多見(jiàn)，且人體內(nèi)元素含量變化是癌癥發(fā)生的影響因素，還是腫瘤生長(zhǎng)所引起的結(jié)果仍不清楚[10]。

本研究采用流行病學(xué)調(diào)查與暴露評(píng)價(jià)相結(jié)合的方法，在當(dāng)?shù)亻_(kāi)展Cu等重金屬元素的暴露劑量和體內(nèi)分布特征的研究，通過(guò)對(duì)肺癌組和對(duì)照組飲食、飲水、血液、肺組織等樣品中Cu的含量測(cè)定，探討Cu暴露與肺癌發(fā)生的相關(guān)性，為指導(dǎo)合理膳食以及肺癌的早期預(yù)防和診斷提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法(Materials and methods)

1.1 儀器與試劑

儀器：Agilent 7500a型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(Agilent公司)，MARS-X微波消解系統(tǒng)(CEM公司)，Milli-Q超純水機(jī) (Milli-pore公司)，F(xiàn)D-1A-50型真空冷凍干燥機(jī)(北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司)，高速萬(wàn)能粉碎機(jī)(天津泰斯特儀器有限公司)。

試劑：亞沸蒸餾的純化硝酸(中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院)，30%過(guò)氧化氫(優(yōu)級(jí)純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)，多元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液、調(diào)諧液(Agilent公司)。

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)牛血清成份GBW 09131(中國(guó)預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院環(huán)境衛(wèi)生監(jiān)測(cè)所)，國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW(E)080193牛肝(中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院臨床醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究所、地質(zhì)礦產(chǎn)部巖礦測(cè)試技術(shù)研究所)，國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)大米粉GBW08502(北京市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)中心)，國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)小麥粉GBW08503(國(guó)家貿(mào)易部谷物油脂化學(xué)研究所)。

1.2 肺癌流行病學(xué)調(diào)查

2007年，在云南曲靖地區(qū)開(kāi)展了五萬(wàn)人的大規(guī)模肺癌流行病學(xué)調(diào)查，根據(jù)滇東煤炭資源分布和肺癌歷史發(fā)病、死亡資料，采用多階段、分層、整群抽樣方法隨機(jī)抽取樣本，以樣本地區(qū)30歲～79歲常住居民(不包括非農(nóng)業(yè)、流動(dòng)人口和既往惡性腫瘤病史者)為目標(biāo)人群。采用描述性流行病學(xué)研究方法和X線胸片肺癌篩查、痰癌細(xì)胞檢測(cè)等方法，了解曲靖地區(qū)肺癌流行狀況。流行病學(xué)調(diào)查問(wèn)卷包括燃煤方式、爐灶和燃料種類(lèi)、居住環(huán)境、生活習(xí)慣、職業(yè)因素、疾病史以及家族史等。

1.3 飲食和飲水樣品采集

選擇宣威和富源肺癌高發(fā)區(qū)和低發(fā)區(qū)共60戶(hù)家庭(高發(fā)區(qū)36戶(hù)，低發(fā)區(qū)24戶(hù))，采集每戶(hù)家庭1 d所吃的食物和飲水。現(xiàn)場(chǎng)填寫(xiě)一份調(diào)查問(wèn)卷，內(nèi)容包括鄉(xiāng)村、姓名、性別、身高、體重、飲食習(xí)慣、吸煙史、健康史等。在采樣期間24 h內(nèi)，每人每喝1次水，取相同量的水于提供的容器中，采樣完成后充分混勻，量筒量出總體積，即為每人每天的飲水量。采用“副盤(pán)法”收集每人1 d所吃的食物，記錄當(dāng)天所吃食物的種類(lèi)，用天平稱(chēng)量每人每天所吃食物總量。將樣品充分混勻取出一部分稱(chēng)量其質(zhì)量，真空冷凍干燥48～72 h后再次稱(chēng)量質(zhì)量，食物干基由食物樣品冷凍干燥前、后質(zhì)量和每人每天所吃食物總質(zhì)量計(jì)算得出。用高速粉碎機(jī)將樣品打磨成細(xì)粉末狀，放入密封袋中保存待測(cè)。

1.4 血漿樣品采集

由云南省曲靖市疾病預(yù)防控制中心協(xié)助采集，選擇宣威和富源高發(fā)區(qū)肺癌患者和對(duì)照人群，在征求本人同意并簽署知情同意書(shū)之后，每人采集血漿1 mL，共收集肺癌人群血漿95份，對(duì)照人群血漿93份，用干冰將樣品運(yùn)至北京，放置-80 ℃冰箱內(nèi)保存。

1.5 肺癌組織樣品收集

由云南省腫瘤醫(yī)院協(xié)助收集，樣品為已確診的宣威和富源高發(fā)區(qū)肺癌的患者手術(shù)后切除的肺組織，將收集到的14例患者的肺癌、癌旁和正常組織共計(jì)42份樣品分裝至一次性采樣管中，用干冰將樣品運(yùn)至北京，放置-80 ℃冰箱內(nèi)保存。樣品測(cè)定之前，將肺組織樣品從冰箱中取出，用戊二醛浸泡的組織剪剪碎，超純水稍加清洗，用鋁箔包好樣品，用一次性注射器針頭在鋁箔上扎孔，放入真空冷凍干燥機(jī)中低溫干燥48～72 h后取出，研磨成粉狀并記下干重，放入密封袋中保存待測(cè)。

1.6 樣品測(cè)定方法

取適量樣品加入硝酸-雙氧水體系中，采用微波消解法對(duì)飲水、飲食、血漿和肺組織樣品進(jìn)行前處理，ICP-MS法對(duì)樣品中的Cu等多種元素進(jìn)行同時(shí)分析，不同類(lèi)型樣品的微波消解條件、標(biāo)準(zhǔn)溶液配置和儀器質(zhì)譜測(cè)定條件見(jiàn)文獻(xiàn)[11-13]。

1.7 QA/QC

本研究流行病學(xué)調(diào)查規(guī)模較大，采用了系統(tǒng)、嚴(yán)格的質(zhì)量控制和保證措施來(lái)確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，由技術(shù)指導(dǎo)組制定實(shí)施計(jì)劃以及詳細(xì)的實(shí)施細(xì)則，對(duì)參加調(diào)查的流調(diào)人員和臨床診斷人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)。流調(diào)表由市疾病預(yù)防控制中心統(tǒng)一印制，督導(dǎo)組開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)督導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)上報(bào)市流調(diào)技術(shù)指導(dǎo)小組。調(diào)查表完成后，由各組審核員完成當(dāng)天調(diào)查表的審核，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)糾正或補(bǔ)充，經(jīng)審核后，采用雙錄入法進(jìn)行錄入，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

采集血液和肺組織所使用的注射器、塑料管和器皿等均為一次性使用的消毒產(chǎn)品；樣品的前處理在無(wú)菌室操作，戴一次性手套和口罩。標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品制備全部用Milli-Q超純水。在分析樣品的同時(shí)，用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)牛血清成份、國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)牛肝、國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)大米粉、國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)小麥粉等標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，對(duì)血漿、肺組織和飲食等樣品進(jìn)行質(zhì)控。

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀工作前用含有3種同位素7Li、89Y和205Tl的調(diào)諧液調(diào)試，使儀器信號(hào)波動(dòng)低于3%，同時(shí)選擇同位素140Ce在整個(gè)質(zhì)量范圍內(nèi)具有高靈敏度和低干擾水平(CeO+/Ce+<1%和Ce2+/Ce+<3%)；測(cè)定樣品時(shí)采用銠(Rh)和錸(Re)雙內(nèi)標(biāo)進(jìn)行校正，以補(bǔ)償樣品基體效應(yīng)和信號(hào)漂移；每次測(cè)定均重新配置標(biāo)準(zhǔn)溶液并做1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)曲線，每種元素的線性相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.999以上，每20個(gè)樣品之間測(cè)1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液來(lái)校驗(yàn)儀器性能。

1.8 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)錄入Access數(shù)據(jù)庫(kù)，應(yīng)用Excel、SPSS等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。流行病學(xué)調(diào)查資料利用多元回歸方法分析變量之間的關(guān)系和進(jìn)行預(yù)測(cè)。不同樣品中元素測(cè)定結(jié)果的分析，包括算術(shù)均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、中位值、幾何均值等。采用t檢驗(yàn)法對(duì)組間差異進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，p>0.05表示無(wú)顯著差異，p<0.05表示差異顯著。將元素濃度作為自變量引入條件Logistic回歸模型，最終進(jìn)入方程的元素進(jìn)行Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果(Results)

2.1 流行病學(xué)調(diào)查

本次調(diào)查曲靖地區(qū)52 833人進(jìn)行胸部X線片篩查； CT復(fù)查校正肺癌篩查陽(yáng)性率763.08/10萬(wàn)，世界人口標(biāo)化率453.63/10萬(wàn)，男、女差別小，男性世標(biāo)率482.78/10萬(wàn)(95%CI：410.08～550.49)，女性世標(biāo)率387.98/10萬(wàn)(95%CI：326.71～449.24)，男女比值1.24。發(fā)病年齡比國(guó)內(nèi)外發(fā)病率較高的美國(guó)、上海提前15年～25年。以往調(diào)查顯示，宣威市、富源縣年齡別發(fā)病率或死亡率至60歲后開(kāi)始下降，而本次調(diào)查60歲后肺癌篩陽(yáng)率仍不斷上升，其原因可能與以往調(diào)查60歲以上老年人群由于經(jīng)濟(jì)、生活習(xí)慣等原因未能及時(shí)診治而出現(xiàn)漏診漏報(bào)有關(guān)，肺癌發(fā)病率或死亡率可能被低估[14]。

高發(fā)區(qū)78.1%的自然村使用煙煤和焦煤，43.4%自然村附近有焦化廠，31.1%附近有鐵鋅廠，11.8%附近有化工廠；低發(fā)區(qū)78.8%的自然村使用無(wú)煙煤或不使用煤，26.9%自然村附近有焦化廠，23.1%附近有鐵鋅廠，5.8%附近有化工廠。煉焦廠和鐵鋅廠的使用年限和產(chǎn)量在高低發(fā)區(qū)差異不大，但高發(fā)區(qū)附近的化工廠較為集中，比低發(fā)區(qū)的使用年限長(zhǎng)且產(chǎn)量較高。高發(fā)區(qū)的工廠在上風(fēng)向的較多，對(duì)自然村的污染較工廠在下風(fēng)向的嚴(yán)重。通過(guò)Logistic回歸分析結(jié)果表明，煙煤燃燒與肺癌高發(fā)有密切的關(guān)系。

高發(fā)區(qū)肺癌具有明顯的家族聚集性，家族成員肺癌死亡率與肺癌篩查陽(yáng)性率的分布一致，肺癌篩陽(yáng)率隨家族成員肺癌死亡率增加而增加，除環(huán)境、年齡因素外，家族成員易感性也起到重要作用[15-16]。在調(diào)查的當(dāng)?shù)嘏灾?，大部分時(shí)間在室內(nèi)承擔(dān)生火煮飯、煮豬食、喂養(yǎng)牲畜和照看老人、孩子等家務(wù)工作，暴露于室內(nèi)煤煙污染的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于男性，女性肺癌篩陽(yáng)率的高低與吸煙、職業(yè)危害、煤炭生產(chǎn)以外工業(yè)污染沒(méi)有明顯的關(guān)聯(lián)[17]。

2.2 飲食和飲水中Cu的含量

2.2.1 飲食和飲水樣品中銅的濃度

用微波消解ICP-MS法對(duì)飲食和飲水樣品中的Cu濃度進(jìn)行測(cè)定，分別統(tǒng)計(jì)兩組的范圍值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和中位值，見(jiàn)表1。與我國(guó)生活飲用水中Cu的標(biāo)準(zhǔn)限值1 000 ng·mL-1相比[18]，飲水中的Cu滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2.2 Cu日攝入量

經(jīng)飲食攝入量由食物中Cu濃度和干基總量計(jì)算得出。每名研究對(duì)象Cu的日飲食暴露量(Df)：

(1)

式中：Cf為飲食中Cu濃度，W為研究對(duì)象每天所吃食物總量(濕重)，W1和W2分別為冷凍干燥前、后食物樣品質(zhì)量(干重)。

經(jīng)飲水?dāng)z入量由水中Cu濃度和日飲水量計(jì)算得出，每名研究對(duì)象Cu的日飲水暴露量(Dd)：

Dd=Cd·V

(2)

式中：Cd為飲水中Cu濃度，V為研究對(duì)象每天飲水的總體積。

日飲水暴露量(Dd)與日食品暴露量(Df)之和，即為每名研究對(duì)象Cu日暴露總量(D)：

D=Dd+Df

(3)

研究對(duì)象經(jīng)飲食和飲水兩種途徑攝入Cu的含量及日攝入總量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表2，Cu經(jīng)食物攝入量占日攝入總量的98%以上，說(shuō)明食物是人體攝入微量元素的主要來(lái)源，且高發(fā)區(qū)與低發(fā)區(qū)兩組之間沒(méi)有顯著差異(p>0.05)。與中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦Cu每日膳食營(yíng)養(yǎng)素供給量(RDA值)2.0 mg·d-1相比[19]，該地區(qū)人群Cu攝入量普遍不足，Cu作為體內(nèi)的重要生命元素，當(dāng)缺乏時(shí)會(huì)引起貧血，毛發(fā)異常，骨和動(dòng)脈異常，神經(jīng)系統(tǒng)失常，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致血管壁脆性增加，造成血管損傷；但如攝入過(guò)剩，則會(huì)引起肝硬化、腹瀉、嘔吐、運(yùn)動(dòng)障礙和知覺(jué)神經(jīng)障礙。因此，針對(duì)當(dāng)?shù)財(cái)z入不足的情況，適量補(bǔ)充有助于改善當(dāng)?shù)厝巳旱慕】禒顩r。

表1 飲食和飲水樣品中Cu濃度測(cè)定結(jié)果Table 1 Analytical results of copper concentration in drink and food samples

表2 Cu日攝入量統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 2 Analytical results of copper daily intake

2. 3 血漿中Cu與肺癌相關(guān)性分析

2.3.1 血漿中Cu的含量

Cu在肺癌組和對(duì)照組的含量統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表3，將兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行t檢驗(yàn)，p值<0.01，表明差異十分顯著，即肺癌組顯著高于對(duì)照組，且高于文獻(xiàn)報(bào)道的正常值718～1 387 ng·mL-1[20]，與已有的研究結(jié)果一致[21]。

2.3.2 非條件Logistic回歸分析

以肺癌組和對(duì)照組人群血漿中測(cè)定20余種元素含量[22]為自變量，逐步引入非條件Logistic回歸模型，采用逐步向后法(Backward LR)對(duì)自變量進(jìn)行檢驗(yàn)，最終Cu、Zn和Se三個(gè)元素進(jìn)入方程，其df、β、S.E.、p值、OR值及95%Cl等詳見(jiàn)表4。由表中結(jié)果可見(jiàn)，Cu的回歸系數(shù)β值為正值，OR值大于1，Zn和Se的回歸系數(shù)β值為負(fù)值，OR值小于1，經(jīng)Wald X2檢驗(yàn)，Cu的p值小于0.01，Zn和Se的p值小于0.05，說(shuō)明差異均具有顯著性。提示在多因素分析中，Cu、Zn和Se與肺癌相關(guān)，且Cu與其關(guān)系更為密切。

表3 肺癌組和對(duì)照組血漿中Cu含量比較Table 3 Comparison of copper content of plasma samples in lung cancer group and the control group ng·mL-1

表4 血漿中微量元素與肺癌關(guān)系的非條件Logistic回歸分析Table 4 Correlation between trace elements and lung cancer using multiple non-conditional logistic regression

2.3.3 Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)

采用多元相關(guān)性分析對(duì)Cu、Zn和Se進(jìn)行相關(guān)分析，見(jiàn)表5。Cu與Zn的Pearson相關(guān)系數(shù)為-0.194，相關(guān)程度的顯著性水平小于0.05(P=0.048)，說(shuō)明Cu和Zn濃度水平具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的負(fù)相關(guān)性。以對(duì)照組Cu/Zn比值的95%置信區(qū)間上限1.41為正常值上限，肺癌組Cu/Zn比值高于此值的共有80例，比例為84.2%(80/95)。而Zn與Se、Cu與Se則不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的相關(guān)性。

表5 Cu、Zn和Se的多元相關(guān)性分析Table 5 Multiple correlation analysis of Cu, Zn and Se

注: *表示p<0.05，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)性(雙尾檢驗(yàn))。

Note: *p<0.05, significant difference(two-tailed test).

2. 4 肺組織中Cu與肺癌相關(guān)性分析

2.4.1 肺組織中Cu的含量

對(duì)14例肺癌患者的肺癌、癌旁和正常組織中Cu測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表6，統(tǒng)計(jì)結(jié)果包括范圍值、算術(shù)均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和中位值。采用配對(duì)樣本雙尾t檢驗(yàn)，比較Cu在肺癌、癌旁和正常組織是否具有顯著性差異。結(jié)果表明，肺癌組織>癌旁組織>正常組織，且差異十分顯著(p<0.01)。

2.4.2 條件Logistic回歸

以測(cè)定的20余種元素濃度[23]作為自變量逐步引入條件Logistic回歸模型，最終Fe、Ni、Cu、Zn和Pb五種元素進(jìn)入方程(p<0.05)，見(jiàn)表7。其中Ni、Cu和Pb的β為正值，OR值大于1；Fe和Zn的β為負(fù)值，OR值小于1。

2.4.3 Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)

將肺癌組織中上述五種進(jìn)入方程的關(guān)鍵元素濃度進(jìn)行Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表8。表中結(jié)果顯示7組元素經(jīng)檢驗(yàn)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的相關(guān)性(p<0.05)，其中Fe和Zn、Ni和Cu、Cu和Pb呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.517、0.624和0.416，F(xiàn)e和Ni、Fe和Cu、Ni和Zn、Cu和Zn呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.402、-0.474、-0.394和-0.396。

表6 14例肺癌患者癌、癌旁和正常組織中Cu的測(cè)定結(jié)果Table 6 Copper contents in lung cancer tissue, paracancerous lung tissue and benign lung tissue ng·mL-1

表7 肺組織中某些元素與肺癌關(guān)系的Logistic回歸分析Table 7 Correlation between the elements and lung cancer using multiple conditional logistic regression

表8 肺癌組織中5種元素相關(guān)性檢驗(yàn)結(jié)果Table 8 Correlation coefficient between two individual elements in terms of lung cancer tissue samples

注: *表示p<0.05，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)性(雙尾檢驗(yàn))；

**表示p<0.01，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著相關(guān)性(雙尾檢驗(yàn))。

Note: *p<0.05, significant difference (two-tailed test)；

**p<0.01, extremely significant difference (two-tailed test).

2.4.4 Cu/Zn比值

關(guān)于肺癌患者血清Cu和Zn濃度，以及二者比值變化與原發(fā)肺癌之間的關(guān)系文獻(xiàn)多有報(bào)道[24]，而在肺組織中相關(guān)報(bào)道較少，故本研究將肺癌組織、癌旁組織和正常組織中的Cu/Zn比值進(jìn)行了比較分析，結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 肺癌、癌旁和正常組織中Cu/Zn比值比較Fig. 1 Comparison of Cu/Zn ratio of lung cancer tissues, paracancerous lung tissues and benign lung tissues

研究結(jié)果表明，肺癌組織中Cu含量升高而Zn含量降低，Cu和Zn具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的負(fù)相關(guān)性，以及Cu/Zn比值升高均與肺癌患者血液中的分布特征相一致。

3 討論(Discussion)

3.1 肺癌流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果

曲靖地區(qū)肺癌發(fā)病率高，男、女差別小，且發(fā)病年齡有所提前。高發(fā)區(qū)普遍使用煙煤和焦煤，自然村附近有焦化廠、鐵鋅廠或者化工廠等。Logistic回歸分析表明，煙煤燃燒與肺癌高發(fā)有密切的關(guān)系高發(fā)區(qū)肺癌具有明顯的家族聚集性，家族成員肺癌死亡率與肺癌篩查陽(yáng)性率的分布一致，女性肺癌篩陽(yáng)率較高，但與吸煙、職業(yè)危害、煤炭生產(chǎn)以外工業(yè)污染沒(méi)有明顯的關(guān)聯(lián)。以往研究結(jié)果表明，苯并(a)芘為代表的致癌性多環(huán)芳烴與肺癌發(fā)病之間具有密切相關(guān)性，且室內(nèi)燃煤空氣中除含有多環(huán)芳烴外，還有重金屬和放射性物質(zhì)等致癌物[25]。關(guān)于當(dāng)?shù)胤伟┡c重金屬的研究較少，因此本研究重點(diǎn)關(guān)注銅等重金屬與肺癌之間的相關(guān)性。

3.2 Cu的日暴露量

飲食是Cu攝入的主要途徑，當(dāng)?shù)馗甙l(fā)區(qū)人群Cu的日暴露量平均值為0.75 mg·d-1，低發(fā)區(qū)為0.73 mg·d-1，二者沒(méi)有顯著差異，均低于每日膳食營(yíng)養(yǎng)素供給量(RDA值)2.0 mg·d-1。Cu作為體內(nèi)必須的營(yíng)養(yǎng)元素，在當(dāng)?shù)仫嬍持袛z入缺乏不利于人群健康，建議適量補(bǔ)充。

3.3 Cu和Cu/Zn與肺癌相關(guān)性

肺癌人群血漿中Cu顯著高于對(duì)照人群，肺癌患者肺組織中Cu的分布特征為肺癌組織>癌旁組織>正常組織。Logistic回歸分析認(rèn)為，Cu是肺癌發(fā)生的重要影響因素。肺癌患者血漿和肺癌組織中Cu/Zn比值均升高，Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)，Cu和Zn呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)。

Cu在腸道中被吸收后進(jìn)入血液，80%結(jié)合成血漿銅藍(lán)蛋白，超氧化物歧化酶、細(xì)胞色素C氧化酶、抗壞血酸氧化酶等30多種蛋白和酶中均含有Cu，它們起著維持生命正常發(fā)育和新陳代謝的作用[26]。當(dāng)體內(nèi)患有腫瘤時(shí)，腫瘤細(xì)胞表面銅藍(lán)蛋白分解上升，導(dǎo)致血和癌組織中Cu含量的升高。此外，Cu是典型的過(guò)渡金屬，能夠促進(jìn)氧化反應(yīng)，機(jī)體Cu負(fù)荷可增加活性氧的產(chǎn)生，從而對(duì)細(xì)胞造成損傷；相反，活性氧對(duì)Cu等金屬的正常排泄亦有不利的影響，體內(nèi)活性氧增加阻礙了Cu的排泄。結(jié)果體內(nèi)Cu的產(chǎn)生增加，排泄減少，使得體內(nèi)Cu含量增加。已有大量研究證實(shí)白血病、骨肉瘤、胃腸道腫瘤、惡性淋巴瘤、肺癌等多種惡性腫瘤患者血清Cu含量升高[27-29]。Cu與Zn同屬過(guò)渡元素，兩元素在腸道競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合金屬硫蛋白受體，再吸收至體內(nèi)，因此在體內(nèi)吸收的過(guò)程中有相互拮抗作用。由于Zn是人體必需微量元素之一，屬于保護(hù)性元素，很多疾病與缺Zn有著密切關(guān)系[30]，因此二者在癌組織中的含量呈負(fù)相關(guān)與肺癌可能存在一定的關(guān)聯(lián)。有研究認(rèn)為[31]，Cu和Zn的含量呈負(fù)相關(guān)，且在體內(nèi)能互相置換，具有一定的平衡關(guān)系，當(dāng)機(jī)體受到外界或體內(nèi)因素干擾，打破了這種平衡狀態(tài)時(shí)，Cu的吸收增加，Zn的吸收就會(huì)被抑制，Cu/Zn比值升高，而本研究也進(jìn)一步驗(yàn)證了這一觀點(diǎn)，提示Cu/Zn比值的測(cè)定對(duì)于肺癌的早期診斷和發(fā)病因素調(diào)查有重要的意義。

綜上所述，曲靖地區(qū)人群Cu日攝入量不足，適量補(bǔ)充有益元素和減少有害元素暴露也有助于提高人群的健康水平。體內(nèi)Cu含量在一定程度上反映了人體的健康狀況，其變化規(guī)律和Cu/Zn比值對(duì)肺癌的預(yù)防和診斷有一定的參考價(jià)值。

致謝：感謝中國(guó)疾病預(yù)防控制中心何興舟研究員的幫助和支持。感謝云南省曲靖疾病預(yù)防與控制中心、云南省腫瘤醫(yī)院、曲靖市第一人民醫(yī)院、曲靖市第二人民醫(yī)院、宣威市人民醫(yī)院、富源縣醫(yī)院、宣威市環(huán)境監(jiān)測(cè)站和富源縣環(huán)境監(jiān)測(cè)站在采集人群血漿和肺組織樣品以及飲食和飲水等樣品的大力支持和配合。

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◆

StudyontheRelationshipbetweenCopperExposureandLungCancerinQujingArea,YunnanProvince

Zhang Linlin1, Xie Minghui2, Li Jihua3, Wei Fusheng1, Wu Guoping1, Wang Xiuqin1，*

1. China National Environmental Monitoring Center, Beijing 100012, China2. Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China3. Qujing Centers for Disease Control and Prevention, Qujing 655000, China

11 March 2014accepted24 June 2014

Xuanwei and Fuyuan, located in Qujing, Yunnan province, were found as areas with the highest lung cancer incidence worldwide. The relationships of the copper distribution and lung cancer incidence were investigated in the areas with high lung cancer communes. Water, food, human plasma and lung tissue samples were collected and analyzed for the copper contents using microwave digestion-ICP-MS. The results showed that fuel type is the most important factor influencing lung cancer occurrence. The total daily intake of copper was lower than Recommended Dietary Allowance (RDA) in high lung cancer incidence areas. Copper concentrations in plasma samples from lung cancer patients were significantly higher than those in the control samples. The concentrations of copper in lung cancer tissues were also higher than those in paracancerous lung tissues and benign lung tissues. Ratio of Cu/Zn increased in both plasma and lung cancer tissue. The results of Pearson multiple correlation analysis showed that there was a significant positive correlation between Cu and Ni, Cu and Pb respectively, which indicated that these elements had synergism of anticarcinogenic effects or carcinogenesis. Cu and Fe, Cu and Zn were negatively correlated to each other. It indicated that the elements had some effects of antagonism. The results of logistic regression showed that copper might be the important factor for lung cancer occurrence.

copper; exposure; lung cancer; relationship

2014-03-11錄用日期：2014-06-24

1673-5897(2014)4-765-09

： X171.5

： A

王秀琴(1961—)，女，大學(xué)本科，工程師，環(huán)境監(jiān)測(cè)與管理。

環(huán)境保護(hù)公益性行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)(201309050)

張霖琳(1980-)，女，博士，研究方向?yàn)榄h(huán)境健康，E-mail: zhangll@cnemc.cn

*通訊作者(Corresponding author): E-mail: wangxq@cnemc.cn

10.7524/AJE.1673-5897.20140311001

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