付 忻, 馮鐵男, 張露丹, 吳敏方, 姜成華

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·調(diào)查研究·

京滬穗三城市空氣質(zhì)量變化及其與肺癌發(fā)病的關(guān)系

付 忻, 馮鐵男, 張露丹, 吳敏方, 姜成華

(同濟大學(xué)附屬東方醫(yī)院災(zāi)難醫(yī)學(xué)系，上海 200120)

目的 探討京滬穗三城市空氣質(zhì)量變化情況及其與肺癌發(fā)病的關(guān)系。方法 收集2003—2009年北京、上海、廣州居民肺癌發(fā)病率及逐日空氣污染指數(shù)(air pollution index, API)數(shù)據(jù)，采用年度變化百分比(annual percent change，APC)法對各城市肺癌發(fā)病率進行趨勢分析，并運用廣義相加模型(generalized additive models, GAMs)構(gòu)建各城市API及GDP對不同性別肺癌發(fā)病率影響的模型。結(jié)果 上海及廣州的空氣質(zhì)量顯著優(yōu)于北京，各城市API年平均值及污染天數(shù)出現(xiàn)輕微波動，整體上呈下降趨勢。2003—2009年，京滬穗各城市肺癌的發(fā)病粗率均呈上升趨勢，而世標(biāo)率在北京女性、上海男性及廣州的男性和女性中出現(xiàn)下降趨勢，其中僅上海男性下降趨勢有統(tǒng)計學(xué)意義(APC=-1.060，P=0.019)。模型分析結(jié)果顯示，肺癌發(fā)病率與GDP和API無相關(guān)性(P>0.05)，而城市、性別間的差異存在統(tǒng)計學(xué)意義，P<0.01。結(jié)論 京滬穗三城市API逐漸改善，其變化與肺癌發(fā)病率變化無相關(guān)性，應(yīng)進一步完善空氣質(zhì)量監(jiān)測指標(biāo)。

空氣污染指數(shù)；肺腫瘤；發(fā)病率

國際癌癥研究機構(gòu)(IARC)報告[1]顯示，2010年全球范圍內(nèi)，暴露于空氣細顆粒物導(dǎo)致了大約320萬人過早死亡。大量環(huán)境及流行病學(xué)研究有力證明長期暴露于空氣污染和人群健康之間存在明顯相關(guān)性[1-3]。近年來，肺癌已成為全球最主要的惡性腫瘤之一。在我國肺癌也早已居于惡性腫瘤發(fā)病率的首位。主動吸煙是肺癌發(fā)病的危險因素，非吸煙肺癌仍占所有肺癌病例總數(shù)的25%[4]。越來越多的證據(jù)[5]顯示空氣污染是肺癌發(fā)病和死亡的重要危險因素。隨著我國經(jīng)濟和城市化發(fā)展的加速，我國的空氣質(zhì)量也面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。國內(nèi)外針對空氣污染指數(shù)(air pollution index, API)與健康關(guān)系的研究，多數(shù)僅對主要空氣污染成分進行分析。研究API的變化趨勢及其與肺癌發(fā)病的關(guān)系對公眾了解環(huán)境空氣質(zhì)量狀況并及時采取健康保護措施具有一定意義。本研究對北京、上海、廣州三個城市的API資料及其與肺癌發(fā)病情況進行相關(guān)研究，為我國空氣質(zhì)量控制決策以及肺癌防治提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

肺癌發(fā)病資料來自歷年《中國腫瘤登記年報》，收集2003—2009年北京、上海、廣州的按照國際疾病分類第10版(ICD-10)編碼為C33-34的氣管、支氣管和肺惡性腫瘤發(fā)病數(shù)據(jù)。為消除年齡構(gòu)成對發(fā)病粗率的影響，使用年齡標(biāo)化的標(biāo)準(zhǔn)化率進行比較，率的標(biāo)化由世界標(biāo)準(zhǔn)人口計算獲得。空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)來自中華人民共和國環(huán)境保護部網(wǎng)站(http：∥www.mep.gov.cn)，收集2003年1月1日至2009年12月31日北京、上海、廣州的逐日API數(shù)據(jù)。API是一種反映和評價空氣質(zhì)量的指標(biāo)，根據(jù)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和各項污染物對人體健康和生態(tài)環(huán)境的影響，將常規(guī)監(jiān)測的幾種空氣污染物的濃度簡化成為單一的概念性數(shù)值形式，并分級表征空氣質(zhì)量狀況與空氣污染的程度。API的分級及其對人體健康的影響見表1[6]。各城市GDP反映城市經(jīng)濟發(fā)展水平，資料來自各城市政府公布的統(tǒng)計年鑒。

表1 API與空氣質(zhì)量級別對健康的影響Tab.1 API range and its effects on health

1.2 肺癌發(fā)病相關(guān)模型

運用廣義相加模型(generalized additive models, GAMs)對API、人均國民生產(chǎn)總值(GDP)和居民肺癌發(fā)病率情況進行相關(guān)分析，分析過程通過R統(tǒng)計軟件實現(xiàn)。本研究中肺癌發(fā)病相對于總?cè)巳菏切「怕适录?，其實際分布接近泊松分布，采用Poisson分布作為回歸模型的分布簇，對應(yīng)取對數(shù)連接函數(shù)，基本模型如下：

log[E(yi)]=City+Gender+s(GDP)+s(API)

(1)

式中，yi：第i年肺癌發(fā)病率；E(yi)：第i年肺癌發(fā)病率的預(yù)期值；s()：平滑樣條函數(shù)，用來擬合與因變量之間存在復(fù)雜非線性關(guān)系的變量；API：空氣污染指數(shù)，時間序列資料，影響因素；City：城市，控制因素；Gender：性別，控制因素；GDP：人均國內(nèi)生產(chǎn)總值，時間序列資料，影響因素。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

將數(shù)據(jù)運用Excel 2010軟件雙遍錄入并且整理、核實，缺失值采用點處的線性趨勢法進行填補。采用年度變化百分比(annual percent change，APC)法[7]對各城市肺癌發(fā)病率進行趨勢分析，并計算其95%CI,該方法采用對數(shù)刻度表達相對變化的程度，用y表示率(rate，r)的自然對數(shù)，即y=ln(r)，以y為因變量，x為自變量(年份)，配合以下模型：

y=α+βx+ε

(2)

式中α為常數(shù)項，β為回歸系數(shù)，ε為隨機誤差項，由回歸系數(shù)β可以估計APC，并用百分?jǐn)?shù)表示，如式(3)。采用對數(shù)直線回歸法對APC進行統(tǒng)計學(xué)分析，P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

APC=100×(eβ-1)

(3)

2 結(jié) 果

2.1 API情況及變化趨勢

2003—2009年京滬穗三城市逐日API的年平均值見圖1。北京的空氣質(zhì)量顯著低于其他城市。2003—2004年，API年平均值呈上升趨勢，2005年略有下降，到2006年達到峰值110.45，之后逐年下降，2009年API均值為84.99。上海和廣州的空氣質(zhì)量優(yōu)于北京，且比較穩(wěn)定，均在2004年達到峰值，分別為74.31和78.15，整體上呈現(xiàn)下降趨勢。

圖1 2003—2009年京滬穗三城市API年平均值變化趨勢Fig.1 Annual change trends of API at Beijing, Shanghai and Guangzhou from 2003 to 2009

2.2 空氣污染天數(shù)變化情況

根據(jù)API分級標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)API>100時，可認(rèn)為是空氣污染，并會對人體健康產(chǎn)生影響。2003—2009年京滬穗三城市的空氣污染天數(shù)見圖2。北京2003年出現(xiàn)污染139d，之后逐年減少，2009年污染78d；上海2003年出現(xiàn)污染天數(shù)為40d，2004年上升為56d，之后較穩(wěn)定為40d左右，到2009年降到最低值31d；廣州2003年出現(xiàn)污染51d，2004年達到60d，2005年降為33d，后逐年降低，2009年僅為18d。

圖2 2003—2009年京滬穗三城市空氣污染天數(shù)的變化Fig.2 The number of days of air pollution in Beijing, Shanghai and Guangzhou from 2003 to 2009

2.3 肺癌發(fā)病率變化情況

2003—2009年京滬穗各城市肺癌的發(fā)病粗率均呈上升趨勢。北京男性肺癌發(fā)病粗率由2003年的61.8/10萬升到72.67/10萬，上升了11.59%，女性由39.9/10萬升到47.47/10萬，上升了18.97%；上海男性由75.6/10萬升到87.44/10萬，上升了15.66%，女性由37/10萬升到45.66/10萬，上升了23.41%；廣州男性由71.5/10萬升到82.2/10萬，上升了14.97%，女性由35.4/10萬升到51.85/10萬，上升了46.47%。2003—2009年間肺癌的發(fā)病粗率和世標(biāo)率見表2～3。各城市肺癌的發(fā)病粗率均呈上升趨勢，除廣州男性(P=0.058)外，均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，其中廣州女性肺癌發(fā)病粗率上升最快，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(APC=5.777%，P=0.036)。北京男性和上海女性出現(xiàn)輕微的上升趨勢，北京女性、上海男性以及廣州的男性和女性均出現(xiàn)下降趨勢，但是除上海男性下降趨勢有統(tǒng)計學(xué)意義(APC=-1.060，P=0.019)外，其他的變化趨勢均沒有統(tǒng)計學(xué)意義。

表2 2003—2009年京滬穗三城市肺癌粗發(fā)病率Tab.2 The crude morbidity of lung cancer in Beijing, Shanghai and Guangzhou from 2003 to 2009

表3 2003—2009年京滬穗三城市肺癌發(fā)病世標(biāo)率Tab.3 The ASR World morbidity of lung cancer in Beijing, Shanghai and Guangzhou from 2003 to 2009

2.4 肺癌發(fā)病影響因素分析

應(yīng)用GAMs在控制時間的中、長期趨勢的基礎(chǔ)上，將API年平均值及GDP納入，同時將城市及性別作為控制因素引入，肺癌標(biāo)化發(fā)病率作為因變量。模型擬合結(jié)果為：r2=0.846，解釋偏差為86.5%，擬合效果較好。結(jié)果顯示：肺癌發(fā)病率與GDP和API沒有相關(guān)性(P>0.05)；而城市、性別間的差異存在統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)，見表4。

表4 肺癌發(fā)病世標(biāo)率與各因素間關(guān)系模型擬合結(jié)果Tab.4 Model results between lung cancer ASR World morbidity and various factors

3 討 論

空氣質(zhì)量狀況分析顯示，北京的API及空氣污染天數(shù)明顯高于同期其他城市，這可能與北京的地理環(huán)境和生活方式有關(guān)，北方降雨較少，空氣污染物較難降落到地面，且冬季燃煤使用產(chǎn)生大量空氣污染物；上海和廣州均為沿海城市，具有典型的海洋性氣候，降雨充沛，這種氣候下空氣污染物容易擴散或沉降。京滬穗三個城市肺癌發(fā)病粗率均呈上升趨勢，其中廣州女性上升最快，APC為5.777%，對于世標(biāo)率除北京男性和上海女性略微上升外均呈下降趨勢，且只有上海男性的小幅下降趨勢有統(tǒng)計學(xué)意義。說明肺癌發(fā)病率仍處于逐年升高的階段，但這種升高可能受到了人口老齡化的影響，因此應(yīng)加強關(guān)注人口老齡化及老年人群肺癌發(fā)病的問題。

Raaschou-Nielsen等[5]研究顯示，PM10可顯著增加肺癌的發(fā)病(HR=1.22，95%CI：1.03～1.45)。研究[8]也已證實空氣污染物與肺癌發(fā)病之間存在一定的暴露-反應(yīng)關(guān)系。本研究利用GAMs進行分析，為公眾了解空氣質(zhì)量指標(biāo)對肺癌發(fā)病的影響提供證據(jù)，分析結(jié)果可靠。結(jié)果顯示，肺癌發(fā)病率與API及GDP無相關(guān)性，然而不同城市間，不同性別間肺癌發(fā)病率差異存在統(tǒng)計學(xué)意義。在本研究中，API與肺癌發(fā)病率之間沒有顯示出明顯的相關(guān)性，可能與API納入計算的污染物種類局限有關(guān)。本研究中使用的API是按照中國2000年頒布的《城市空氣質(zhì)量日報技術(shù)規(guī)定》進行計算發(fā)布的，納入計算的污染物項目僅包括SO2、NO2和PM10。而美國環(huán)保局公布的報告顯示PM2.5的濃度與肺癌發(fā)病率之間存在正相關(guān)關(guān)系[9]，故對API的報告不足以體現(xiàn)當(dāng)日的空氣質(zhì)量水平，其存在僅體現(xiàn)主要污染物污染程度，不能體現(xiàn)復(fù)合型空氣污染形勢的缺點，其表征的空氣質(zhì)量結(jié)果與公眾感受一致性差，因此，今后的研究中應(yīng)加強對于PM2.5等空氣污染成分的研究。另外，本研究中肺癌發(fā)病率地區(qū)差異有統(tǒng)計學(xué)意義，這可能與當(dāng)?shù)靥厥獾沫h(huán)境或生活習(xí)慣暴露不同有關(guān)，有待進一步的流行病學(xué)病因調(diào)查，為我國空氣污染對肺癌的影響及空氣指標(biāo)的制定提供進一步的依據(jù)。

本研究尚存在一定的局限性。首先，本研究采用生態(tài)學(xué)研究方法無法控制混雜因素的干擾。另外，因為本研究所采用的數(shù)據(jù)追溯的年份有限，并未考慮到空氣污染對肺癌發(fā)病影響存在的滯后性，亦可能對結(jié)果產(chǎn)生一定的影響，但本研究對API短期改變導(dǎo)致潛在肺癌患者癥狀增加，進而促進入院確診的情況有一定提示意義。在日后的研究中應(yīng)針對以上不足，作進一步的改進和深入研究。

總之，本研究發(fā)現(xiàn)2003—2009年京滬穗三城市API逐漸改善，肺癌發(fā)病率仍持續(xù)上升，并且未發(fā)現(xiàn)API對肺癌發(fā)病率有顯著的影響，未來應(yīng)進一步完善空氣質(zhì)量監(jiān)測指標(biāo)中污染物種類并對其與健康的關(guān)系進行深入研究。

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Air quality and its association with lung cancer morbidity in Beijing, Shanghai and Guangzhou

FUXin,FENGTie-nan,ZHANGLu-dan,WUMin-fang,JIANGCheng-hua

(Dept.of Disaster and Emergency Medicine, East Hospital, Tongji University, Shanghai 200120, China)

Objective To investigate the air quality and its association with lung cancer morbidity in Beijing, Shanghai and Guangzhou.Methods The data of lung cancer morbidity and the data of daily air pollution index (API) in Beijing, Shanghai and Guangzhou were collected between 2003 and 2009.Using the method of annual percent change (APC), the change trends of lung cancer morbidity was reviewed, and generalized additive models (GAMs) were built.The associations of lung cancer morbidity with API, GDP were analyzed.Results The air quality in Shanghai and Guangzhou was significantly better than that in Beijing.The annual averages of API and pollution days appear slight fluctuations in three cities, and the overall trends were declined.From 2003 to 2009 the crude morbidity rates of lung cancer were increasing in three cities.The world standard rates showed downward trends in Beijing females, Shanghai males, Guangzhou males and females, however, only decline trend of Shanghai males was statistically significant (APC=-1.060，P=0.019).Model analysis results showed that there were no significant associations between the morbidity of lung cancer with GDP and API (P>0.05), while the differences between the genders and cities were statistically significant (P<0.01).Conclusion This study found gradual improvement of API and no clear evidences that API changes affect the morbidity of lung cancer in Beijing, Shanghai and Guangzhou.

air pollution index; lung cancer; morbidity

10.16118/j.1008-0392.2015.05.021

2015-04-08

國家科技支撐計劃(2014BAL05B06)

付 忻(1989—)，女，碩士研究生，E-mail：0625flora@#edu.cn

姜成華.E-mail：jch@#edu.cn

R 181

A

1008-0392(2015)05-0096-05