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环境细颗粒物(PM2.5)及其组分与肺结节风险的关联:基于肺癌筛查项目的大规模流行病学证据
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月23日 来源:Environmental Research 7.7
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针对PM2.5对肺结节特征影响的研究空白,中国学者通过19,414例胸部CT筛查数据,首次揭示3年滞后暴露期PM2.5(尤其硫酸盐和黑碳组分)与肺结节数量、体积及实性特征的显著关联,为发展中国家高污染环境下的肺癌早期预防提供关键科学依据。
在全球空气污染持续威胁公共健康的背景下,肺结节作为潜在的肺癌前兆,其检出率在东亚地区高达35.5%,远超欧美水平。尽管中国自2013年起实施严格治霾政策,但PM2.5浓度仍普遍超过世卫组织标准,而这类微小颗粒物中哪些特定组分最易诱发肺结节,正是科学界亟待破解的谜题。
浙江省温岭市肺癌筛查项目联合人工智能与血清蛋白标志物研究队列的科学家们,在《Environmental Research》发表了一项突破性研究。通过对2019-2020年间19,414名50-74岁高危人群的CT扫描数据分析,结合7种滞后暴露模型和双污染物模型,首次系统评估了PM2.5及其5种化学成分对肺结节的影响。研究创新性地采用3年滞后暴露期评估,并重点解析了有机质、黑碳(BC)、硫酸盐(SO42?)、硝酸盐和铵盐等组分的差异效应。
关键技术包括:基于人工智能的肺结节CT特征自动识别、长期PM2.5暴露回溯模型、多变量逻辑回归分析,以及针对人口统计学特征、行为习惯和气象因素的分层分析。研究队列来自中国东部典型工业城市温岭,该地区PM2.5年均浓度范围17-61 μg/m3,为高污染环境研究提供了理想样本。
【研究结果】
背景特征:参与者平均年龄61.33岁,肺结节阳性率28.64%,存在吸烟史、职业暴露史者结节风险显著升高。
暴露影响:3年滞后期的PM2.5暴露与结节数量增加显著相关,每10 μg/m3浓度升高对应结节发生率上升12%。硫酸盐和黑碳(BC)组分表现出最强关联性,效应值分别达到1.15和1.18。
结节特征:暴露组优势结节体积增大37%,下肺叶分布概率提高21%,实性结节比例增加14%。
人群差异:既往肺部疾病史者风险增幅达29%,高温暴露环境下人群效应增强1.5倍。
【结论与意义】
该研究首次证实PM2.5长期暴露与肺结节风险的剂量-反应关系,锁定硫酸盐和黑碳(BC)为关键毒性组分。这些发现不仅填补了环境因素影响肺结节早期发展的证据空白,更揭示了空气污染可能通过促进多发性结节形成来加速肺癌进程。对于正在经历快速工业化的发展中国家,该研究为修订环境质量标准提供了特异性靶点——控制硫酸盐和黑碳(BC)排放可能获得更大的健康收益。
值得注意的是,研究发现的3年滞后期效应提示PM2.5对肺部的损伤具有累积性,这为临床筛查间隔设定提供了环境暴露维度的科学依据。作者团队建议后续研究应结合前瞻性队列设计和个体化暴露监测,进一步验证这些发现在其他高污染地区的普适性。
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