德黑兰地区PM2.5和黑碳暴露与儿童白血病风险之间的关联：一项以关键暴露时间窗口为对象的病例对照研究

《Environmental Research》：Association between exposure to PM 2.5 and Black Carbon and risk of Childhood Leukemia in Tehran, A Case-Control Study with Critical Exposure Time Windows

儿童白血病与PM2.5及黑碳暴露的关联性研究：基于德黑兰病例对照研究，通过梯度提升机算法整合地面监测与卫星数据（AOD）评估长期及短期暴露，发现PM2.5每增加5.09μg/m3（IQR）白血病风险比上升10%（OR 1.10, 95%CI 1.05-1.15），黑碳每升1μg/m3（OR 1.14, 95%CI 0.99-2.20）。采用多项式样条分析显示非线性关联，风险在阈值以上显著增加（PM2.5>35μg/m3，BC>5.5μg/m3）。

　　该研究旨在探讨空气污染物对儿童白血病发病的影响，特别是细颗粒物（PM2.5）和黑碳（BC）的暴露与儿童白血病之间的关系。这项研究由伊朗医学大学的环境健康技术研究中心的多位科学家共同完成，包括Samira Norzaee、Majid Kermani、Philip K. Hopke、Arsalan Ghorbanian、Masud Yunesian、Roshanak Rezaei Kalantary、Mahdi Farzadkia和Abbas Shahsavani。研究聚焦于德黑兰，这座城市近年来面临着严重的空气污染问题，因此其对儿童健康的影响尤为值得关注。

儿童癌症涵盖多种类型，但其中最常见的是白血病、中枢神经系统肿瘤和淋巴瘤。白血病是儿童中最常见的癌症之一，尤其在0至14岁年龄段中，其发病率较高。尽管已知某些遗传因素与儿童急性淋巴细胞白血病（ALL）有关，例如ETV6-RUNX1融合和高超二倍体，但仍有相当一部分病例无法归因于遗传因素。因此，环境因素在儿童癌症发病中的作用变得尤为重要。已有研究表明，空气污染与儿童癌症之间存在一定的联系，但具体机制尚不明确，且研究结果存在差异。

研究者提出了一种“多步骤”模型，认为白血病的发生需要两个关键事件：一个发生在胎儿发育阶段（产前），另一个则是在出生后（产后）。这种模型表明，某些遗传变异可能在产前就已经存在，但只有在出生后接触特定的环境因素时，才会导致疾病的发生。空气污染被认为是一种可能的环境触发因素，能够激活某些遗传倾向，从而增加白血病的风险。这一理论为理解空气污染与儿童癌症之间的关系提供了新的视角。

尽管已有研究关注空气污染对儿童健康的影响，但大多数研究集中在北美、欧洲和东亚等地区，而像德黑兰这样的高度污染城市却缺乏相关数据。德黑兰作为伊朗最大的城市，其空气污染状况极为严重。2020年，该城市全年仅有17天空气质量达标，显示出长期暴露于污染环境的现状。此外，2008年报道的数据显示，德黑兰儿童癌症的发病率高达每百万儿童176例，这进一步凸显了研究该地区空气污染与儿童健康之间关系的重要性。

在本研究中，研究人员采用了多种方法来评估空气污染对儿童白血病的影响。首先，他们利用梯度提升机（GBM）算法，结合地面监测数据、气象数据以及卫星遥感获得的气溶胶光学厚度（AOD）数据，估算出PM2.5和BC的年平均浓度。这种方法能够提供更精确和连续的污染暴露评估，避免了传统地面监测站点可能存在的局限性。地面监测站的数据往往只能反映局部区域的污染水平，而无法全面覆盖整个城市甚至更大范围的暴露情况。因此，使用卫星数据可以更好地捕捉不同区域之间的污染差异，提高研究的代表性和准确性。

研究采用了病例对照设计，纳入了428名1至15岁之间被诊断为白血病的儿童作为病例组，同时选取了相应数量的健康儿童作为对照组。通过对不同暴露窗口的分析，研究人员试图揭示空气污染对儿童白血病的长期和短期影响。他们考虑了三种暴露窗口：从出生到诊断的整个时期、诊断前一年的暴露情况，以及儿童在2至4岁之间的暴露阶段。这一方法有助于识别在不同生命阶段空气污染可能发挥的不同作用，从而更全面地理解其对健康的影响。

在分析方法上，研究采用了逻辑回归模型，以评估污染物暴露与白血病风险之间的关系。为了捕捉可能的非线性关系，研究还使用了三次样条分析。结果表明，PM2.5浓度每增加5.09 μg/m3（即一个四分位数范围，IQR），儿童白血病的比值比（OR）为1.10（95%置信区间：1.05–1.15），说明PM2.5的增加与白血病风险的上升存在显著关联。对于BC，每增加1 μg/m3，OR为1.14（95%置信区间：0.99–2.20），尽管这一结果的置信区间较宽，但仍显示出一定的风险增加趋势。此外，在诊断前一年的暴露窗口中，PM2.5的OR为1.12（95%置信区间：1.01–1.11），而BC的OR为1.16（95%置信区间：1.00–2.15），进一步支持了空气污染对儿童白血病的潜在影响。

值得注意的是，研究还发现PM2.5和BC的浓度与儿童白血病风险之间可能存在非线性关系。在高暴露水平下，这种风险增加的趋势更加明显。这一发现对于制定有效的空气污染防控措施具有重要意义，因为它表明在某些污染水平下，空气污染对健康的影响可能更加显著。因此，仅仅关注平均浓度可能无法全面反映其对健康的危害，需要进一步研究暴露水平与健康风险之间的复杂关系。

研究结果表明，PM2.5和BC的暴露与儿童白血病之间存在显著关联，尤其是在高浓度水平下，风险增加的趋势更为明显。这一发现为理解空气污染对儿童健康的影响提供了新的证据，同时也强调了在高度污染地区进行更深入研究的必要性。由于空气污染的复杂性和多样性，以及不同地区污染源和暴露模式的差异，仅依赖于单一地区的研究结果可能无法推广到其他区域。因此，未来的研究需要在更多城市和国家开展，以获取更广泛的数据支持。

此外，研究中还提到，尽管已有部分研究探讨了空气污染与儿童癌症的关系，但研究结果仍然存在不一致的情况，这可能与研究方法、数据来源以及污染物种类的选择有关。例如，一些研究可能仅关注PM10或NO2等污染物，而忽略了PM2.5和BC的潜在影响。同时，研究设计的不同也可能导致结果的差异，如生态设计可能无法控制个体层面的混杂因素。因此，为了更准确地评估空气污染对儿童健康的影响，需要采用更精细的暴露评估方法，并考虑更多的环境和个体因素。

研究还指出，PM2.5和BC具有较高的健康危害性，尤其是BC，其对呼吸系统和心血管系统的不良影响更为严重。这使得研究这两种污染物对儿童健康的影响尤为重要。然而，由于数据共享的限制，研究者无法公开用于分析的儿童癌症数据，这可能影响研究的透明度和可重复性。尽管如此，他们仍然能够利用公开的AOD数据进行分析，这为未来的研究提供了参考。

研究的结论强调了空气污染对儿童白血病的潜在影响，并指出在PM2.5浓度超过35 μg/m3和BC浓度超过5.5 μg/m3时，风险显著上升。这表明，空气污染的控制不仅需要关注整体水平，还需要识别并干预那些可能导致健康风险的高浓度区域。此外，研究还提到，尽管研究的统计功效足以检测到中等程度的关联（OR≥1.4），但对于较小效应的检测能力有限，因此未来的研究需要进一步扩大样本量或采用更敏感的分析方法。

在方法学上，研究采用了先进的机器学习技术，如GBM算法，以提高污染物浓度的估算精度。这种方法能够整合多种数据源，包括地面监测数据、气象数据和卫星遥感数据，从而提供更全面的污染暴露评估。这种跨学科的方法不仅提高了研究的科学性，也为未来的研究提供了新的思路和技术手段。通过将地面数据与卫星数据相结合，研究人员能够更准确地反映污染物在不同区域的分布情况，从而更好地识别高风险区域。

研究的实施得到了伊朗医学大学的伦理委员会批准，确保了研究的科学性和伦理性。同时，研究团队也获得了相关医院和机构的支持，这为研究的顺利进行提供了保障。研究人员特别感谢了这些机构的帮助，包括在数据收集、分析和撰写方面的支持。此外，研究团队还强调了在数据共享方面的限制，这可能是由于涉及患者隐私或其他法律因素。因此，未来的研究需要在数据共享政策上做出更多努力，以提高研究的透明度和可重复性。

研究的贡献在于填补了关于空气污染与儿童白血病关系的空白，特别是在德黑兰这样的高度污染城市。通过采用先进的技术手段和多元化的数据来源，研究者能够更准确地评估空气污染对健康的影响，为政策制定者提供了重要的科学依据。同时，研究也揭示了空气污染对儿童健康的潜在危害，强调了在城市规划和环境管理中采取更严格措施的必要性。

综上所述，该研究通过综合运用多种数据和技术手段，揭示了空气污染与儿童白血病之间的潜在联系。研究结果不仅为理解空气污染对儿童健康的影响提供了新的视角，也为制定更有效的污染防控措施提供了科学支持。未来的研究需要进一步扩大样本量，采用更精细的暴露评估方法，并关注不同污染物之间的相互作用，以更全面地揭示空气污染对健康的影响机制。此外，还需要加强数据共享，提高研究的透明度和可重复性，从而更好地服务于公共卫生政策的制定和实施。