錢旭君 賀天鋒 谷少華， 劉起勇 許國章△ 沈月平△

寧波市大氣污染物暴露與肺癌發(fā)病及死亡灰色關(guān)聯(lián)定量分析*

錢旭君1賀天鋒2谷少華2，3劉起勇3許國章2△沈月平1△

目的 定量評價寧波市大氣污染與人群肺癌發(fā)病及死亡的關(guān)系。方法 收集2006-2013年寧波市居民肺癌發(fā)病和死亡數(shù)據(jù)及2001-2013年寧波市大氣污染資料，采用灰色關(guān)聯(lián)分析方法計算不同污染物與肺癌發(fā)病率及死亡率的關(guān)聯(lián)度，并對大氣污染物導(dǎo)致肺癌的潛伏期進行定量分析。結(jié)果 SO2及NO2對寧波市居民肺癌發(fā)病及死亡影響最大。2003-2007年SO2濃度變化序列對2008-2012年肺癌死亡率參考序列影響最大，關(guān)聯(lián)系數(shù)為0.86，潛伏期為4年；2002-2006年NO2濃度變化序列對2008-2012年肺癌死亡率參考序列影響最大，關(guān)聯(lián)系數(shù)為0.87，潛伏期為5年；2003-2007年P(guān)M10濃度變化序列對2008-2012年肺癌死亡率參考序列影響最大，關(guān)聯(lián)系數(shù)為0.85，潛伏期為4年；2006-2010年煙塵比較序列對2008-2012年肺癌死亡率參考序列影響最大，關(guān)聯(lián)系數(shù)為0.92，潛伏期為1年。結(jié)論 SO2及NO2是寧波市居民肺癌發(fā)病及死亡的主要影響指標(biāo)，其致肺癌潛伏期分別為4年及5年。

肺癌 大氣污染物 灰色關(guān)聯(lián)分析

近年來，全國多地霧霾天氣頻發(fā)，大氣污染物對人類健康的影響引起社會的極大關(guān)注，其中大氣污染與肺癌的關(guān)系是社會關(guān)注的焦點之一。流行病學(xué)研究表明可吸入顆粒物（PM10）、二氧化硫（SO2）及二氧化氮（NO2）等大氣污染物濃度的升高可能會增加肺癌等呼吸系統(tǒng)疾病發(fā)病及死亡的風(fēng)險［1-3］，特別是NOX與肺癌之間存在顯著的相關(guān)性［2-3］，但由于大氣污染物成分存在地域性差別，在國內(nèi)不同地區(qū)的研究結(jié)果并不完全一致，因此根據(jù)本地大氣污染物特點開展針對本地人群大氣污染物健康影響效應(yīng)分析結(jié)果也更為可靠。

灰色關(guān)聯(lián)分析對數(shù)據(jù)分布類型和樣本量無特殊要求，是目前用來解決部分信息已知和部分信息未知的不確定系統(tǒng)，近年來作為一種探索性分析方法在經(jīng)濟學(xué)、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用［4-7］。本研究利用寧波市大氣污染物監(jiān)測資料及寧波市居民肺癌發(fā)病和死亡數(shù)據(jù)，采用灰色關(guān)聯(lián)分析相關(guān)指標(biāo)，探討大氣污染物各指標(biāo)濃度變化與肺癌之間的定量反應(yīng)關(guān)系，以期為肺癌防控及大氣污染物與人群健康效應(yīng)評估治理提供科學(xué)依據(jù)。

資料與方法

1.資料來源 2001-2013年大氣污染物各指標(biāo)資料來自寧波市環(huán)境保護局；寧波市2006-2013年居民肺癌發(fā)病率及死亡率資料來自寧波市疾病預(yù)防控制中心。

2.方法［6-10］

（1）灰色絕對關(guān)聯(lián)度 設(shè)母序列｛X0｝與子序列｛Xi｝分別為：

則X0與Xi的灰色絕對關(guān)聯(lián)度的計算公式為：

（2）灰色相對關(guān)聯(lián)度 設(shè)母序列｛X0｝與子序列｛Xi｝初值化后的值分別為：

X0與Xi的灰色相對關(guān)聯(lián)度為：

（3）綜合關(guān)聯(lián)度 為灰色絕對關(guān)聯(lián)度與灰色相對關(guān)聯(lián)度的均值：r綜合＝（roi+ri）／2。

（4）灰色關(guān)聯(lián)度 即鄧氏關(guān)聯(lián)度。確定反應(yīng)系統(tǒng)行為特征的參考數(shù)列和影響系統(tǒng)行為的比較數(shù)列。X0為參考數(shù)列，Xi為比較數(shù)列。系統(tǒng)若有m+1個數(shù)據(jù)序列：

對各序列的數(shù)據(jù)進行初值化處理，求差數(shù)列及兩級最大差和兩級最小差。參考數(shù)列X0與比較數(shù)列Xi在第k點的絕對差為

由Δi（k）組成差序列，兩級最大差：

兩級最小差：

參考序列X0與比較數(shù)列Xi在第k點的關(guān)聯(lián)系數(shù)（0.5為分辨系數(shù)，一般在0與1之間選?。?/p>

（5）統(tǒng)計分析方法 采用excel 2007進行數(shù)據(jù)錄入，依據(jù)計算公式對大氣污染物與居民肺癌發(fā)病及死亡進行灰色關(guān)聯(lián)分析［9］，數(shù)值見表1。

結(jié) 果

1.肺癌發(fā)病率與大氣污染指標(biāo)的綜合關(guān)聯(lián)分析

表1 寧波市2006-2013年居民肺癌發(fā)病率與死亡率及2001-2013年4種大氣污染物年均濃度

根據(jù)公式計算得到，寧波市 SO2、NO2、PM10及煙塵與寧波市居民肺癌發(fā)病率的絕對關(guān)聯(lián)度分別為0.5034、0.5036、0.5046及 0.6151；寧波市 SO2、NO2、PM10及煙塵與寧波市居民肺癌發(fā)病率的相對關(guān)聯(lián)度分別為0.9641、0.9135、0.7194及0.5432；綜合關(guān)聯(lián)度分別為0.7337、0.7085、0.6120及0.5791。SO2對居民肺癌發(fā)病的影響最大，其次為NO2。

2.肺癌死亡率與大氣污染指標(biāo)的綜合關(guān)聯(lián)分析

根據(jù)公式計算得到，寧波市 SO2、NO2、PM10及煙塵與寧波市居民肺癌死亡率的絕對關(guān)聯(lián)度分別為0.5061、0.5064、0.5083及 0.7062；寧波市 SO2、NO2、PM10及煙塵與寧波市居民肺癌死亡率的相對關(guān)聯(lián)度分別為0.8107、0.7768、0.6469及0.5289；綜合關(guān)聯(lián)度分別為 0.6584、0.6416、0.5776及 0.6175。SO2對居民肺癌死亡的影響最大，其次為NO2，但四個指標(biāo)綜合關(guān)聯(lián)度相差不大。

3.居民肺癌死亡率與大氣污染物指標(biāo)的灰色關(guān)聯(lián)定量分析 以寧波市2008-2012年5年的肺癌死亡率為參考數(shù)列，用5年的大氣SO2平均濃度變化作為比較數(shù)列，進行初值化（表2）及差序列分析（表3），并計算得到關(guān)聯(lián)系數(shù)r2003-2007＝0.86最大（表4）。即2003-2007年的SO2濃度變化序列對2008-2012年的肺癌死亡率序列影響最大，序列間距為5年。

同理，得到NO2數(shù)列最大關(guān)聯(lián)系數(shù)為r2002-2006＝0.87，即2002-2006年的NO2濃度變化序列對2008-2012年的肺癌死亡率序列影響最大，序列間距為6年；PM10數(shù)列最大關(guān)聯(lián)系數(shù)為r2003-2007＝0.85，即2003-2007年的PM10濃度變化序列對2008-2012年的肺癌死亡率序列影響最大，序列間距為5年；煙塵數(shù)列最大關(guān)聯(lián)系數(shù)為r2006-2010＝0.92，即2006-2010年的煙塵濃度變化序列對2008-2012年的肺癌死亡率序列影響最大，序列間距為2年。

以肺癌的平均存活期1年來計算［5］，估計寧波市SO2、NO2、PM10及煙塵致肺癌的潛伏期分別為4年、5年、4年及1年。

表2 SO2濃度變化數(shù)列初值化后不同時間點的參考數(shù)列和比較數(shù)列

表3 SO2濃度變化參考數(shù)列和比較數(shù)列的差序列

表4 SO2濃度變化數(shù)列與肺癌死亡率數(shù)列的關(guān)聯(lián)系數(shù)

討 論

本研究表明，SO2及NO2是寧波市居民肺癌發(fā)病及死亡最主要的影響因素，這與相關(guān)研究不全一致，張曉等［10］研究提出對北京市居民肺癌發(fā)病和死亡影響最大的指標(biāo)為 NO2和 PM2.5，而上海市為降塵及PM2.5，廣州市為降塵及NO2，這些研究結(jié)果可能更多提示的是大氣污染物具有的地域性特征。寧波市地處東南沿海，當(dāng)?shù)鼗て髽I(yè)較多，工業(yè)化程度較高，工業(yè)廢氣排放較多，如2001年至2011年，寧波市工業(yè)廢氣排放量從1718.68億標(biāo)立方米增加到5910.30億標(biāo)立方米［11］，因此市民暴露于SO2及NO2氣體污染物導(dǎo)致肺癌的風(fēng)險更大。但從綜合關(guān)聯(lián)度來看，PM10及煙塵對肺癌死亡的關(guān)聯(lián)度也較高，提示對于肺癌這種慢性的、長期積累的、多因素導(dǎo)致的疾病，除了對SO2及NO2主要污染物進行控制外，煙塵及PM10控制依然重要。以5年的肺癌死亡率為參考數(shù)列，分析各污染物指標(biāo)導(dǎo)致肺癌的潛伏期，得到寧波市SO2、NO2、PM10及煙塵致肺癌的潛伏期分別為4年、5年、4年及1年，其中NO2及煙塵致肺癌的潛伏期與相關(guān)研究一致［10］。

灰色關(guān)聯(lián)度分析是基于灰色系統(tǒng)的灰色過程，對一個系統(tǒng)序列發(fā)展變化態(tài)勢的定量描述和比較［8］，相對關(guān)聯(lián)度、絕對關(guān)聯(lián)度及綜合關(guān)聯(lián)度均屬于廣義灰色關(guān)聯(lián)分析。相對關(guān)聯(lián)度和絕對關(guān)聯(lián)度在數(shù)據(jù)的分析上各有優(yōu)劣。相對關(guān)聯(lián)系數(shù)通過與初值的轉(zhuǎn)化，消除了量綱，使新定義的關(guān)聯(lián)度只與原始數(shù)據(jù)有關(guān)，但缺點在于它只是一個相對值，不具有唯一性，受數(shù)列中極大值與極小值、樣本量等因素影響，特別是在多因素的灰色關(guān)聯(lián)分析中，由于對于不同因素計算基礎(chǔ)不一樣，因此不具有可比性。而絕對關(guān)聯(lián)系數(shù)中兩隊列是互為參考序列，不受其他因素影響，具有唯一性，可以比較多因素的關(guān)聯(lián)性。因此基于兩者結(jié)合的灰色綜合關(guān)聯(lián)度既能體現(xiàn)隊列對于初始點變化速率的接近程度，又能體現(xiàn)幾何圖形的相似性，是較為全面的表征序列間關(guān)系程度的數(shù)量指標(biāo)［8-9］。本研究中通過空氣污染數(shù)據(jù)與肺癌發(fā)病及死亡數(shù)據(jù)進行分析發(fā)現(xiàn)，綜合關(guān)聯(lián)度在環(huán)境污染指標(biāo)的評價篩選中有效性較高，能靈敏反應(yīng)不同指標(biāo)的影響程度，與相關(guān)研究結(jié)果一致［9］。但需要提出的是，灰色關(guān)聯(lián)分析在一些因果關(guān)系還不明確的研究中，只能進行一些探索性的分析，如本研究中，部分污染指標(biāo)（如煙塵）與肺癌的因果關(guān)系還不明確，對于這樣的資料灰色關(guān)聯(lián)分析在結(jié)論的確定上還有局限性，此外由于本地PM2.5歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)的缺乏，本研究未對PM2.5致肺癌的影響效應(yīng)進行評估。

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［10］寧波市統(tǒng)計局.寧波統(tǒng)計年鑒.http：／／www.nbstats.gov.cn／tjnj／2004njbg.htm.

Quantitative Study by Grey Correlation Analysis on Association Between Air Pollution and Lung Cancer in Ningbo

Qian Xujun，He Tianfeng，Gu Shaohua，et al.
（Department of Public Health，Soochow University（215123），Suzhou）

Objective To quantitatively evaluate the association of air pollution and the mortality and mobidity of lung cancer in the population in Ningbo.Methods The mortality and mobidity data of lung cancer during 2006-2013 and the air pollution data during 2001-2013 in Ningbo were collected，and the grey correlation analysis method was applied to calculate correlation degree between the morbidity，mortality of lung cancer and different pollutants，and the latent period of lung cancer induced by air pollution was quantitatively analyzed.Results The most serious pollution factors affecting lung cancer incidence in Ningbo were NO2and SO2.The most serious effect to reference sequence of lung cancer mortality during 2008-2012 were comparison sequence of SO2during 2003-2007，sequence of NO2level change during 2002-2006，sequence of PM10level change during 2003-2007，the corresponding correlation coefficient was 0.86，0.87 and 0.85 respectively，the corresponding latent periods were 5 years，4 years and 1 year.Conclusion The most serious pollution factors affecting the mortality and mobidity of lung cancer in Ningbo were SO2and NO2，and the corresponding latent periods were 4 and 5 years.

Lung cancer；Air pollution；Grey relational analysis

國家重大科學(xué)研究計劃項目（2012CB955500）；浙江省醫(yī)藥衛(wèi)生項目（2014KYA202）；寧波市科技計劃項目（2014C50027）

1.蘇州大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院流行病與衛(wèi)生統(tǒng)計教研室（215123）

2.浙江省寧波市疾病預(yù)防控制中心

3.中國疾病預(yù)防控制中心傳染病預(yù)防控制所，傳染病預(yù)防控制國家重點實驗室

△通信作者：沈月平，E-mail：shenyp＠suda.edu.cn；許國章，E-mail：xuguoz＠nbcdc.org.cn

郭海強）