夜间光照与空气污染物对中国福建农村地区甲状腺癌风险的影响：一项时空分析研究

《BMC Public Health》：Associations of light at night exposure and environmental pollutants with risk for thyroid cancer in Fujian, China: a spatio-temporal analysis

本研究针对中国甲状腺癌(TC)发病率快速上升的公共卫生问题，通过分析福建省新农合(NRCMS)数据，采用地理时空加权回归(GTWR)模型，首次系统探讨了夜间光照(LAN)、氮氧化物(NO2)、臭氧(O3)等环境因素与甲状腺癌风险的时空关联。研究发现TC住院率呈现东部沿海和南部高、西北内陆低的空间分布模式，LAN、NO2、O3与TC风险呈正相关，而城镇化(URB)呈负相关。该研究为区域特异性甲状腺癌防控策略制定提供了科学依据。

　　

甲状腺癌作为最常见的内分泌恶性肿瘤，近年来在全球范围内发病率呈现快速上升趋势。在中国，这一现象尤为显著——从2005年的3.21/10万上升到2016年的10.37/10万，十年间增长超过三倍。到2022年，中国甲状腺癌发病率已达到24.64/10万，新发病例46.61万例，占全球发病负担的56.8%，在所有癌症中排名第三。这种快速增长趋势不仅给患者带来健康威胁，也对医疗系统造成了沉重经济负担。

传统观点认为，甲状腺癌发病率的上升主要归因于诊断技术的进步和筛查的普及，使得许多原本不会被发现的惰性肿瘤得以诊断。然而，越来越多的证据表明，这种增长涵盖了所有肿瘤大小和分期，包括更具侵袭性的亚型，暗示着除了过度诊断之外，真实的发病率上升可能也在发生。尽管流行病学研究已经识别出家族史、肥胖、女性性别、吸烟、饮酒和电离辐射等多种风险因素，但甲状腺癌的病因学仍存在大量未知领域。

值得注意的是，甲状腺癌的发病率存在明显的地区差异，这促使研究人员将目光投向生态环境因素的影响。空气污染物如PM_2.5已被发现与甲状腺癌风险增加相关，而臭氧(O₃)和二氧化氮(NO₂)等污染物虽然与肺癌的关系已被广泛研究，但它们与甲状腺癌的关联却鲜有关注。这些污染物具有内分泌干扰效应，为它们可能参与甲状腺癌发展提供了生物学上的合理机制。

另一个备受关注的环境因素是夜间光照(LAN)。作为社会和技术进步的副产品，夜间光照在提供便利的同时也可能带来健康风险。研究表明，LAN可能通过抑制褪黑素分泌、破坏昼夜节律而增加致癌风险。虽然大量研究已经证实LAN与乳腺癌、前列腺癌和胰腺癌的风险增加相关，但其在甲状腺癌中的作用证据仍然有限。

在此背景下，张赫等人发表在《BMC Public Health》的研究，以中国福建省为研究区域，创新性地将时空分析技术应用于甲状腺癌环境风险因素研究，为理解这一复杂疾病提供了新的视角。

本研究主要采用了以下几种关键技术方法：研究基于福建省新型农村合作医疗系统(NRCMS)中2012-2016年期间的23,111例甲状腺癌患者首次报销记录，计算县级别住院率；通过地理时空加权回归(GTWR)模型分析夜间光照(LAN)、二氧化氮(NO₂)、臭氧(O₃)、城镇化水平(URB)和每千人口医疗技术人员数(NMTP)等环境因素与甲状腺癌风险的时空关联；利用莫兰指数(Moran's I)进行空间自相关分析，识别疾病分布的空间聚集模式；同时比较了普通最小二乘法(OLS)、地理加权回归(GWR)和多尺度地理加权回归(MGWR)等模型的性能。

研究结果

人口学特征

研究共纳入23,111例甲状腺癌住院患者，平均年龄为47.19(±12.87)岁，其中40-49岁年龄组占比最高(30.77%)。性别分布显示女性占主导地位(79.72%)，男性仅占20.28%。低收入家庭患者比例为0.97%，平均住院时间为10.11(±5.88)天，其中住院5-8天的患者占比最大(37.88%)。

住院率时空分布

甲状腺癌住院率从2012年到2014年呈上升趋势，2014年达到峰值2.600/10万，随后从2015年开始下降。空间分布上，东部沿海和南部地区住院率较高，而北部和西部地区较低。

空间自相关分析

2012-2016年期间，甲状腺癌住院率的莫兰指数均具有统计学意义(P<0.05)，表明在福建省范围内存在空间聚集模式。

影响因素分析

全局估计结果显示，甲状腺癌住院率与LAN、NMTP、NO₂和O₃呈正相关(β>0, P<0.05)，与URB呈负相关(β<0, P<0.05)。所有变量的方差膨胀因子(VIF)均低于3，表明变量间不存在严重的多重共线性。

GTWR模型表现出最优性能(R²=0.821)，能够有效捕捉影响因素与甲状腺癌风险的时空异质性。LAN与甲状腺癌在大部分地区呈正相关，特别是在北部县市效应更强。NMTP与甲状腺癌的正相关关系在东部地区最为明显。

NO₂与甲状腺癌在除南部部分县市外的多数地区保持正相关。O₃与甲状腺癌在南部地区和东部沿海地区持续呈现正相关。

城镇化水平与甲状腺癌的关系呈现时空动态变化。2012年，正相关关系主要集中于福建省西部，而其他地区为负相关。随着时间的推移，正相关区域逐渐减少，到2016年仅分布在北部、中部和西部部分地区。

每千人口医疗技术人员数(NMTP)与甲状腺癌的关系同样存在时空异质性。2012年，正相关主要集中于福建省东部，并呈现自东向西递减趋势。到2016年，正相关区域扩大，而负相关主要出现在北部和南部。

研究结论与讨论

本研究通过时空流行病学方法成功识别了甲状腺癌住院率的分布规律和聚集特征。GTWR模型有效解释了影响因素与住院率之间的时空非平稳性关系，为制定区域特异性防控策略提供了科学依据。

研究发现甲状腺癌住院率在福建省农村地区呈现明显的空间不平等性，东部沿海和南部地区较高，内陆地区较低。这种分布模式与中国甲状腺癌发病率的区域差异一致，经济发达沿海地区通常发病率较高。过度诊断在医疗资源较好地区更为普遍，可能部分解释了这一现象。

值得注意的是，甲状腺癌住院率在2012-2014年间上升，2015年后开始下降。这一趋势可能与2015年美国甲状腺协会(ATA)指南推荐对缺乏可疑特征的肿瘤采取主动监测而非手术有关，反映了临床实践变化对疾病统计的影响。

女性甲状腺癌住院率显著高于男性，可能与雌激素作用机制和诊断实践差异有关。雌激素可刺激甲状腺细胞系生长、激活与甲状腺癌增殖相关的细胞信号通路，并增强甲状腺癌细胞的转移潜力。此外，女性尤其是30-49岁年龄组经常接受妇产科影像检查，增加了偶然发现小型亚临床甲状腺结节的可能性。

夜间光照(LAN)与甲状腺癌的正相关关系在大部分地区得到证实，特别是在北部县市效应更强。其机制可能涉及褪黑素抑制和雌激素依赖途径。LAN暴露减少夜间褪黑素产生，而褪黑素对雌激素有抑制作用，从而减弱肿瘤抑制效果。建议在LAN系数高的地区加强夜间光照管理，如评估实际照明需求、避免路灯直接照射居民区、科学规划功能区划以及选择健康照明技术。

NO₂与甲状腺癌的正相关关系可能通过氧化应激和活性氧(ROS)生成诱导甲状腺肥大，以及增加循环甲状腺刺激激素(TSH)水平实现。建议通过车辆电动化、设置低排放区、应用氮氧化物选择性催化还原技术等措施减少NO₂排放。

O₃与甲状腺癌在南部和东部沿海地区的持续正相关可能与这些地区夏季高温和高O₃浓度有关。O₃可增加TSH浓度，提高甲状腺结节和甲状腺癌风险，还能在室内产生甲醛，温度升高促使更多窗户通风进一步增加家庭O₃暴露。建议这些地区政府重点关注挥发性有机化合物(VOCs)和氮氧化物的协同减排。

医疗资源与甲状腺癌的正相关反映了医疗可及性对疾病检测的影响，但也提示了过度诊断的可能性。经济发达地区过度诊断更为普遍，解释了系数分布的区域差异。城镇化与甲状腺癌关系的动态变化反映了短期医疗可及性改善和长期人口结构变化的综合效应。

本研究的主要优势包括可靠的NRCMS数据、GTWR模型的局部风险因素识别能力以及适用于宏观干预的变量选择。局限性在于仅针对农村人群、生态学谬误风险、LAN测量仅基于室外光照、缺乏县级别性别分层数据以及NO₂和O₃数据空间分辨率差异等。

综上所述，本研究通过时空分析技术揭示了环境因素与甲状腺癌风险的复杂关联，为制定针对性的甲状腺癌防控策略提供了重要科学依据。研究强调需要基于区域特异性风险因素采取差异化干预措施，以减轻福建省甲状腺癌的疾病负担。