俞建，俞潔，應倩，于海燕，張自力

0 引言

2015年浙江省腫瘤登記地區(qū)肺癌發(fā)病位居第一位，嚴重影響浙江省居民的身心健康[1]。大氣環(huán)境質量與人們的身體健康有著極其密切的關系，大氣污染物以懸浮氣溶膠的形式可直接進入呼吸系統(tǒng)，損害呼吸系統(tǒng)的細胞，引發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)生，甚至致癌。目前已有流行病學研究證實了大氣污染與肺癌的強關聯(lián)性[2]。研究表明因工業(yè)廢氣、汽車尾氣等因素造成的大氣環(huán)境污染與肺癌發(fā)病和死亡風險增加密切相關[3]。大氣氣溶膠是懸浮在地球大氣中的10-3～10 μm分子團、液態(tài)或固態(tài)粒子所組成的混合物，具有穩(wěn)定性和沉降速度小的特點。氣溶膠光學厚度（aerosol optical depth,AOD）為氣溶膠的消光系數(shù)在垂直方向上的積分，反映了氣溶膠的消光特性，是描述氣溶膠對光的衰減作用的觀測指標[4]。研究表明AOD與地面顆粒物濃度、能見度等都具有一定相關性，可以作為表征大氣污染程度評價的重要指標[5-6]。有研究表明AOD可以作為衡量大氣污染物的指標，且與人群健康結局存在暴露反應關系[7]。目前有關氣溶膠光學厚度與肺癌的相關性研究較少。本研究收集NASA衛(wèi)星獲取的氣溶膠光學厚度數(shù)據(jù)，分析浙江省腫瘤登記地區(qū)氣溶膠光學厚度與肺癌風險的相關性，為科學評價氣溶膠光學厚度在腫瘤風險評價中的應用提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 MODIS氣溶膠光學厚度和PM2.5數(shù)據(jù)來源

本研究所采用的氣溶膠光學厚度為美國中分辨率成像光譜儀（moderate-resolution imaging spectroradiometer,MODIS）的二級氣溶膠合成產(chǎn)品。MODIS是“圖譜合一”的光學遙感儀器，包括專門用于氣溶膠探測的波段，分別搭載在美國地球觀測系統(tǒng)（EOS）系列中的極地軌道環(huán)境遙感衛(wèi)星Terra和Aqua衛(wèi)星上，具備寬波段覆蓋（36個波段）、中高空間分辨率（250～1000 m）、高時間頻次的特點，可用于全球氣溶膠光學參數(shù)的反演，并廣泛應用于氣候模型計算、環(huán)境污染動態(tài)變化分析和空氣質量監(jiān)測[8]。本研究采用的是MODIS 2010—2014年的二級氣溶膠產(chǎn)品，空間分辨率為10 km。AOD是描述氣溶膠對光的衰減作用的物理量，無量綱，其值一般介于0～2左右。AOD越高，則大氣氣溶膠對光衰減作用越強烈，提示大氣能見度越低、空氣質量較差?？諝鈩恿W當量直徑≤2.5 μm的顆粒物（particulate matter with aerodynamic diameter less than,PM2.5），也稱細顆粒物。2014年全省以及浙江省14個腫瘤登記地區(qū)PM2.5數(shù)據(jù)來源于浙江省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心環(huán)境統(tǒng)計年報。PM2.5由環(huán)境空氣顆粒物連續(xù)自動檢測系統(tǒng)檢測而得，系統(tǒng)配置的監(jiān)測儀器測量方法為β射線吸收法。儀器采樣濾膜對0.3 μm顆粒物截留率≥99.7%，濃度測量范圍0～1000 μg/m3，最小顯示單位0.1 μg/m3。

1.2 浙江省2015年肺癌發(fā)病率及社會經(jīng)濟學數(shù)據(jù)來源

浙江省腫瘤登記地區(qū)2015年肺癌發(fā)病率數(shù)據(jù)來源于《2018中國腫瘤登記年報》[9]中的浙江省14個腫瘤登記處的肺癌發(fā)病率資料，14個腫瘤登記處分布在浙江省的11個地級市，按地級以上城市和縣（縣級市）劃分城市和農(nóng)村，其中杭州、嘉興南湖區(qū)、寧波鄞州區(qū)、溫州鹿城區(qū)和紹興上虞區(qū)為城市腫瘤登記處，慈溪、海寧、嘉善、開化、仙居、永康、龍泉、長興和岱山為農(nóng)村腫瘤登記處。2015年浙江省14個腫瘤登記地區(qū)覆蓋人口14 114 404人，約占全省戶籍人口的 29.00%[10]。2014年社會經(jīng)濟學數(shù)據(jù)人均可支配收入來源于《2014浙江統(tǒng)計年鑒》[11]。

1.3 統(tǒng)計學方法

采用SPSS20.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析，2010—2014各年度AOD值經(jīng)Kolmogorov-SmirnovZ正態(tài)性檢驗均為正態(tài)性分布。2014年PM2.5數(shù)據(jù)呈正態(tài)性分布（Z=0.618,P=0.840）。正態(tài)分布指標采用均數(shù)±標準差（）表示，兩組比較采用t檢驗；不同組間率的比較采用χ2檢驗，并采用多元線性回歸方法進行相關分析[12]。統(tǒng)計檢驗均為雙側概率檢驗，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 浙江省2010—2014年氣溶膠光學厚度城鄉(xiāng)比較

2010—2014年浙江省AOD均值分別為0.389±0.108、0.539±0.146、0.485±0.134、0.458±0.140和0.550±0.149，AOD走勢呈緩慢升高態(tài)勢?？臻g分布上，浙江省AOD空間分布具有較強的地域性，AOD高值區(qū)主要分布在杭嘉湖平原、寧紹平原和金衢盆地一帶，浙南山地及浙東沿海丘陵區(qū)AOD值相對較低，見圖1。

浙江省14個腫瘤登記地區(qū)2010—2014年各年度AOD，見圖2。2010—2014年浙江省腫瘤登記地區(qū)AOD值平均0.524±0.141，其中城市地區(qū)為0.533±0.132、農(nóng)村地區(qū)為0.518±0.153；各年度城鄉(xiāng)間AOD值差異均無統(tǒng)計學意義（均P＞0.05），見表1。

2014年浙江省腫瘤登記地區(qū)PM2.5平均濃度為（51.57±14.32）μg/m3，城鄉(xiāng)間PM2.5濃度差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；2014年浙江省腫瘤登記地區(qū)人均可支配收入為（39561±6845）元，城鄉(xiāng)間人均可支配收入差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表1。

2.2 不同氣溶膠光學厚度地區(qū)肺癌發(fā)病率比較

浙江省腫瘤登記地區(qū)2010—2014年AOD值四分位數(shù)P25為0.408，P50為0.543，P75為0.629。以四分位間距為界將AOD水平地區(qū)分為4類，Q1（P0～P25）、Q2（P25～P50）、Q3（P50～P75）和Q4（P75～P100）地區(qū)的肺癌發(fā)病率分別為49.44/10萬、76.58/10萬、72.40/10萬和84.02/10萬,不同AOD水平地區(qū)肺癌發(fā)病率差異有統(tǒng)計學意義（χ2=147.280,P＜0.001），見表2。

2.3 氣溶膠光學厚度與肺癌相關性

以肺癌發(fā)病率為因變量，以人均可支配收入、2014年PM2.5、2010—2014年AOD水平為自變量進行多重線性回歸分析，結果顯示：2010—2014年AOD水平和人均可支配收入是影響肺癌發(fā)病率的有統(tǒng)計學意義的影響因素，見表3。該模型的復相關系數(shù)為0.823。該線性模型殘差間相互獨立，Durbin-Watson=1.949，見圖3。

表1 2010—2014年浙江省腫瘤登記地區(qū)城市與農(nóng)村氣溶膠光學厚度值、PM2.5及人均可支配收入等指標的比較Table 1 Comparison of aerosol optical depth,PM2.5 values and Per capita disp osable income between urban and rural area in Zhejiang cancer registration from 2010 to 2014

圖1 2010—2014年浙江省氣溶膠光學厚度遙感監(jiān)測分布圖Figure 1 Distribution graph of aerosol optical depth in Zhejiang Province from 2010 to 2014

圖2 浙江省14個腫瘤登記地區(qū)2010—2014年氣溶膠光學厚度值比較Figure 2 Aerosol optical depth values in Zhejiang cancer registration areas from 2010 to 2014

表2 不同氣溶膠光學厚度地區(qū)肺癌發(fā)病率水平比較 (1/105)Table 2 Comparison of lung cancer incidence among different aerosol optical depth regious (1/105)

表3 氣溶膠光學厚度與肺癌發(fā)病率的多重線性回歸模型分析Table 3 Multiple linear regression model analysis for association between aerosol optical depth and lung cancer incidence

3 討論

2014年中國肺癌估計新發(fā)病例78.15萬例，發(fā)病率為57.13/10萬[13]。國家衛(wèi)生健康委員會統(tǒng)計信息中心數(shù)據(jù)顯示2015年中國肺癌醫(yī)療總費用達243.1億元，約為衛(wèi)生總費用的0.6%[14]。浙江省腫瘤登記地區(qū)2010—2014年肺癌發(fā)病位居浙江省腫瘤第一位，而且肺癌發(fā)病率比全國平均水平高11.24%[15]。隨著人口老齡化問題、城鎮(zhèn)化建設推進，環(huán)境污染問題日益突顯，肺癌發(fā)病率呈明顯上升趨勢，給社會和家庭帶來了沉重的負擔[16]。

圖3 氣溶膠光學厚度與肺癌發(fā)病率的多重線性回歸模型PP圖Figure 3 PP figure of multiple linear regression model analysis for association between aerosol optical depth and lung cancer incidence

大氣污染是癌癥明確的危險因素。大氣污染程度與肺癌的發(fā)病和死亡存在關聯(lián)，且關聯(lián)大小受到經(jīng)濟狀況、暴露時間和暴露劑量等影響，室外大氣污染增加肺癌發(fā)生風險[17]。由于衛(wèi)星具有大尺度動態(tài)監(jiān)測功能，可以系統(tǒng)地提供大范圍生態(tài)環(huán)境監(jiān)測結果，有研究表明氣溶膠光學厚度與二氧化氮、臭氧、PM2.5、一氧化碳、二氧化硫等環(huán)境污染物有較好的相關性[18]。Jenwitheesuk等[19]通過長期監(jiān)測基于衛(wèi)星遙感的泰國各地數(shù)據(jù)的氣溶膠組分，評估周圍氣溶膠組分對肺癌發(fā)病率的影響，結果顯示氣溶膠組分和肺癌之間存在強關聯(lián)性。本研究選用基于衛(wèi)星遙感AOD指標綜合反映大氣污染程度，分析AOD與肺癌的相關性。結果顯示，浙江省腫瘤登記地區(qū)2010—2014年AOD中位數(shù)為0.543[0.408,0.629]。以四分位間距為界分為4類AOD水平地區(qū)，不同AOD水平地區(qū)肺癌發(fā)病率差異有統(tǒng)計學意義（χ2=147.280,P＜0.001），可見AOD與肺癌存在相關性，從生態(tài)流行病學的角度闡釋了環(huán)境與肺癌的關系。

近年來眾多學者研究了PM2.5與肺癌相關性的研究[20-21]。美國國家癌癥研究所對2008—2012年腫瘤發(fā)病資料和1998—2007年PM2.5數(shù)據(jù)進行時間序列分析，研究發(fā)現(xiàn)長時間PM2.5暴露與肺癌發(fā)生風險相關[22]。在歐洲17個國家開展的人群隊列研究中，平均隨訪12.8年，新確診2095例肺癌；Cox回歸模型分析顯示，PM2.5增加肺癌發(fā)生風險（HR=1.18,95%CI:0.96～1.46）[23]。我國國家癌癥登記中心分析基于遙感的PM2.5數(shù)據(jù)與肺癌發(fā)病的相關性，結果顯示，PM2.5濃度每增加10 μg/m3增加肺癌發(fā)病的風險（HR=1.038,95%CI:1.038～1.072）[24]。本研究結果顯示浙江省腫瘤登記地區(qū)2014年PM2.5濃度平均為（51.57±14.32）μg/m3，其中城市地區(qū)PM2.5濃度為（59.60±6.23）μg/m3，農(nóng)村地區(qū)PM2.5濃度為（47.11±14.35）μg/m3；城鄉(xiāng)間PM2.5濃度差異有統(tǒng)計學意義（t=2.255,P=0.044）；但多元回歸分析結果顯示PM2.5濃度與肺癌無統(tǒng)計學意義相關，有待進一步觀察研究。

社會經(jīng)濟指標在腫瘤發(fā)生發(fā)展中起到重要的作用，社會經(jīng)濟指標是否改變了空氣污染對健康結果的影響，一些學者做了相關研究。李媛秋等[25]利用全球癌癥數(shù)據(jù)庫GLOBOCAN 2018中的171個國家肺癌發(fā)病和死亡數(shù)據(jù)，分析比較不同人類發(fā)展指數(shù)地區(qū)肺癌的發(fā)病率，結果顯示，全球肺癌發(fā)病率與人類發(fā)展指數(shù)水平呈正相關，最高人類發(fā)展指數(shù)地區(qū)的肺癌發(fā)病率最高，經(jīng)濟發(fā)展水平與肺癌疾病負擔密切相關。Guo等[26]以2006—2014年中國癌癥登記處的健康數(shù)據(jù)為基礎，采用控制天氣狀況和社會經(jīng)濟指標的多變量線性回歸模型分析與肺癌年發(fā)病率之間關系，結果發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)濟較低或教育程度較低的縣（區(qū)），城市地區(qū)PM2.5與男性肺癌發(fā)病率之間存在更強的關系，低收入或低學歷的男性居民面臨著PM2.5對肺癌發(fā)生率的更大影響。社會經(jīng)濟在一定程度上影響了人們的生活方式、教育水平、醫(yī)療資源等社會資源的獲取，從而對健康產(chǎn)生了明顯的影響。

本研究多重線性回歸分析結果顯示，人均可支配收入和2010—2014年AOD均值是影響肺癌發(fā)病率的主要影響因素，且有統(tǒng)計學意義，可見社會經(jīng)濟水平以及AOD水平影響肺癌的發(fā)生率。

本研究屬于生態(tài)流行病學的橫斷面研究，研究深度有限；其次，肺癌的危險因素眾多，除了社會經(jīng)濟水平、空氣污染外，吸煙、腫瘤家族史、肺部疾病相關疾病史、生活方式等均與肺癌發(fā)生存在相關性，本文未能將更多的危險因素列入分析，今后將進一步擴大危險因素指標綜合分析。

綜上，大氣污染和肺癌呈強關聯(lián)性，基于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的氣溶膠光學厚度與肺癌發(fā)病率密切相關。隨著衛(wèi)星遙感技術的發(fā)展以及利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)反演氣溶膠光學厚度方法的進步，AOD數(shù)據(jù)的可利用程度將會大大提高。AOD指標作為一個新穎的有效的大氣環(huán)境監(jiān)測指標，可用于大氣環(huán)境質量評價大氣污染物對人群健康的影響，從而為制定大氣污染防治政策提供更堅實的人群健康證據(jù)。

（致謝：本文MODS氣溶膠光學厚度數(shù)據(jù)由美國航空航天局（NASA）戈德太空飛行中心獲得，謹致謝忱?。?/p>