美国一项大型前瞻性队列研究中，环境空气污染暴露与肺癌风险的关系

《Science in One Health》：Ambient air pollution exposure and lung cancer risk in a large prospective U.S. cohort

肺癌亚型与PM2.5及NO2暴露的关联性研究显示，PM2.5浓度每增加4.4μg/m3，鳞状细胞癌风险上升5%（HR 1.05, 95%CI 1.00-1.10）；NO2浓度每增加10.4ppb，腺癌风险上升6%（HR 1.06, 95%CI 1.03-1.09）。研究基于48.6万美国队列，采用多污染物联合分析发现PM2.5与鳞癌、NO2与腺癌存在独立效应，且风险存在区域异质性。

　　近年来，随着城市化进程的加快和工业化的发展，空气污染已成为全球范围内一个重要的公共卫生问题。空气污染，尤其是细颗粒物（PM2.5）和二氧化氮（NO2），已被广泛研究并确认与肺癌的发生存在显著联系。然而，大多数研究主要关注于肺癌的整体风险，而对肺癌不同组织学亚型之间的差异性影响研究相对较少。这种差异性可能揭示了不同污染物对肺癌发生机制的潜在影响，从而为制定更具针对性的预防和干预措施提供科学依据。本文通过分析一项大型的美国前瞻性队列研究，探讨了PM2.5和NO2与肺癌不同类型之间的关联性，并评估了不同人口学和生活方式因素对这些关系的调节作用。

### 研究背景与目的

空气污染，特别是PM2.5，已被确认为肺癌的已知危险因素。然而，尽管已有大量研究关注空气污染与肺癌的整体关系，针对不同组织学亚型的研究仍然有限。本文旨在通过分析NIH-AARP饮食与健康研究队列的数据，评估PM2.5和NO2与肺癌发生率之间的关系，并进一步分析其对不同组织学亚型的影响。该研究涵盖了美国六个州和两个大都市区，研究对象年龄在50至71岁之间，总人数超过56万人，最终纳入分析的参与者达48.6万人，为深入探讨空气污染对肺癌亚型的影响提供了充足的数据基础。

### 研究方法

研究采用Cox比例风险模型，评估了PM2.5和NO2暴露与肺癌风险之间的关系。研究团队首先通过地理编码技术，获取了参与者在研究入组期间（1995–1996）居住地的空气污染暴露水平，并利用国家时空模型对入组前五年（1990–1994）的PM2.5和NO2浓度进行了估算。研究还考虑了多种潜在的混杂因素，包括年龄、性别、种族和民族、家庭收入水平、吸烟状态和强度等。为了更全面地分析，研究还评估了PM2.5和NO2的联合效应，并通过Wald检验检查了统计学上的交互作用。此外，研究还对暴露时间进行了分层分析，包括入组前的1980–1984年和1985–1989年两个时间段，以探讨暴露时间对结果的影响。

### 研究结果

研究结果显示，在研究随访期间（截至2018年），共有22,453例肺癌被诊断。总体来看，PM2.5暴露与肺癌风险之间存在轻微的正向关联（每增加4.4 μg/m3，风险比HR为1.01，95%置信区间为0.99–1.03）。然而，这种关联在不同组织学亚型中表现出明显的差异。对于腺癌（最常见的肺癌亚型），PM2.5的暴露与肺癌风险之间存在更强的关联（HR为1.05，95%置信区间为1.01–1.09）。同样，对于鳞状细胞癌，PM2.5的暴露也与更高的风险相关（HR为1.05，95%置信区间为1.00–1.10）。相比之下，NO2的暴露与肺癌整体风险和腺癌风险之间存在更为明显的正向关联（每增加10.4 ppb，HR为1.02，95%置信区间为1.00–1.04；腺癌HR为1.06，95%置信区间为1.03–1.09），而与鳞状细胞癌之间的关联较弱（HR为1.03，95%置信区间为0.98–1.07）。

进一步分析显示，PM2.5和NO2的联合暴露在某些亚型中表现出更强的关联性。例如，同时暴露于高PM2.5和高NO2水平的参与者，其肺癌风险增加更为显著（HR为1.08，95%置信区间为1.03–1.14）。而在腺癌中，高NO2暴露与低PM2.5暴露的组合显示出更高的风险（HR为1.28，95%置信区间为1.05–1.56），这表明NO2可能在腺癌的发生中扮演了更为重要的角色。相比之下，鳞状细胞癌的风险主要与PM2.5的暴露有关，即使在考虑NO2暴露的情况下，其风险依然显著（HR为1.05，95%置信区间为1.00–1.10）。

研究还发现，不同地区的暴露水平和风险关联存在显著差异。例如，在宾夕法尼亚州和新泽西州，PM2.5与肺癌风险之间的关联更为显著，而在佛罗里达州、路易斯安那州和北卡罗来纳州，这种关联则较弱。同样，NO2与肺癌风险的关联也表现出地域性差异，主要集中在宾夕法尼亚州、佛罗里达州和新泽西州。这些差异可能与不同地区污染物的化学成分和来源有关，例如交通排放、工业活动和自然因素等。

此外，研究还发现，吸烟状态和性别对肺癌风险的影响存在一定的异质性。尽管PM2.5和NO2的暴露与整体肺癌风险之间的关联在男性中更为明显，但在不同组织学亚型中，这种性别差异并不显著。然而，对于鳞状细胞癌，男性群体的肺癌风险增加更为显著。这表明，性别可能在某些亚型中对空气污染与肺癌风险之间的关系起到调节作用，但具体机制尚不明确。

### 研究讨论

空气污染与肺癌之间的关系涉及多种生物学机制，包括炎症、氧化应激、DNA损伤和表观遗传变化等。这些机制可能在不同组织学亚型中表现出不同的影响，从而导致肺癌亚型之间的差异。例如，腺癌和鳞状细胞癌可能分别受到不同的空气污染物成分的影响，而小细胞癌则可能对空气污染的反应较弱。此外，研究还发现，不同亚型的肺癌可能受到不同的遗传易感性和肿瘤微环境的影响，这进一步解释了为何某些亚型与空气污染的关联更为显著。

值得注意的是，研究还探讨了PM2.5和NO2的相互作用。尽管这两种污染物之间存在正向相关性，但它们对肺癌亚型的影响可能不同。例如，PM2.5可能在鳞状细胞癌的发生中起到更关键的作用，而NO2则更倾向于影响腺癌。这种差异可能与污染物的化学成分和暴露途径有关，例如PM2.5可能更倾向于通过吸入途径影响肺部的上皮细胞，而NO2可能与气道炎症和氧化应激更为相关。

### 研究的强项与局限

本研究的一个显著优势在于其大规模的样本量和广泛的地理覆盖范围，这使得研究结果具有较高的代表性和统计效力。此外，研究采用了高质量的癌症登记数据和详细的问卷信息，从而能够全面评估潜在的混杂因素。然而，研究也存在一定的局限性，主要体现在暴露分类的准确性上。由于缺乏参与者的居住历史数据，暴露分类可能存在一定的误差，尤其是在研究开始前的居住地迁移情况。尽管研究团队利用了部分参与者的居住历史信息来提高暴露分类的准确性，但仍然无法完全排除这种误差对结果的影响。

另一个潜在的局限是研究未收集职业暴露数据，这可能影响对肺癌风险的全面评估。职业环境中的空气污染暴露可能对某些亚型的肺癌风险产生重要影响，但由于问卷未涵盖职业信息，这种因素未能被纳入分析。此外，尽管研究对社会经济地位进行了部分控制，但仅通过教育水平来评估可能不足以全面反映个体的社会经济状况对肺癌风险的影响。

### 研究结论

本研究的结果表明，PM2.5与鳞状细胞癌之间存在独立的正向关联，而NO2则与腺癌之间存在更为显著的关联。这些发现进一步支持了空气污染作为肺癌风险因素的普遍性，并强调了不同污染物对不同组织学亚型的潜在影响。研究还指出，不同地区由于污染物的化学成分和来源不同，可能导致肺癌风险的地域性差异。因此，未来的研究应更加关注污染物的化学构成，以更深入地理解空气污染与肺癌亚型之间的具体机制。此外，研究建议对其他与交通相关的空气污染物进行更全面的评估，以进一步揭示空气污染对肺癌风险的影响。

综上所述，本研究通过大规模的前瞻性队列分析，揭示了空气污染与肺癌亚型之间的复杂关系，为公共卫生政策和肺癌预防措施提供了新的科学依据。未来的研究应继续探索不同污染物对肺癌亚型的具体影响，并结合更全面的社会经济和职业暴露数据，以更准确地评估空气污染对肺癌风险的综合影响。