海洋微塑料暴露与美国沿海县域癌症发病率：一项县级生态学研究（Marine Microplastic Exposure and Cancer Incidence Across U.S. Coastal Counties: A County-Level Ecological Study）

《International Journal of Environmental Research and Public Health》：Marine Microplastic Exposure and Cancer Incidence Across U.S. Coastal Counties: A County-Level Ecological Study

　　

微塑料（Microplastics）是海洋和沿海生态系统中普遍存在的污染物。尽管实验研究和人体生物监测研究提示其具有慢性健康效应的生物学合理性，但将环境微塑料暴露与癌症发病率联系起来的人群层面证据仍然有限。研究人员开展了一项覆盖255个美国沿海县域的县级生态学研究，将美国国家海洋和大气管理局/国家环境信息中心（NOAA/NCEI）海洋微塑料暴露数据与国家癌症研究所/疾病控制与预防中心（NCI/CDC）州癌症概况（State Cancer Profiles）癌症发病率估计值进行关联。县域根据平均海洋微塑料浓度分为低、中、高暴露三类。结局指标包括结直肠癌、肺癌、胰腺癌、肝癌和肝内胆管癌、食管癌、肾癌、甲状腺癌、乳腺癌、前列腺癌和宫颈癌的每10万人口发病率。研究人员采用泊松回归（Poisson regression）估计发病率比（incidence rate ratios, IRRs），将中、高暴露县域与低暴露县域进行比较，并调整了县级人口学、社会经济、医疗可及性和地理协变量。在255个沿海县域中，53个（20.8%）为低暴露，36个（14.1%）为中暴露，166个（65.1%）为高暴露。高暴露县域更常位于大西洋沿岸和墨西哥湾沿岸，且与低暴露县域相比，其家庭收入中位数更低、贫困率更高、无保险率更高。在调整模型中，较高的微塑料暴露与各癌种癌症发病率的广泛或一致性升高并无关联。就胰腺癌而言，高暴露与低暴露县域相比的发病率比为1.18（95%置信区间0.99–1.26），各暴露类别间的总体关联无统计学显著性（p = 0.09）。海洋微塑料暴露在美国沿海县域中呈现地理和社会经济模式化分布，但当前的县级暴露指标未揭示出一致的人群层面癌症信号。未来需要改进暴露评估并开展纵向个体层面研究。

论文解读

一、研究背景与研究目的

癌症仍然是美国面临的重大公共卫生负担，2022年报告新发病例1,851,238例。与此同时，塑料污染已成为日益严峻的环境挑战，全球每年塑料产量超过4亿吨，估计每年有1900万至2300万吨塑料废物进入水生生态系统。微塑料（Microplastics）通常定义为粒径小于5毫米的塑料颗粒，现已广泛分布于海洋和沿海环境中，可能通过海产品、饮用水和吸入等途径进入食物链并造成人体暴露。机制性和临床前研究提示微塑料可能产生慢性健康效应：微塑料和纳米塑料可在细胞和动物模型中诱导炎症、氧化应激、线粒体损伤、DNA损伤和内分泌紊乱；塑料相关化学物质如邻苯二甲酸酯和双酚A（BPA）具有内分泌干扰活性，对激素敏感组织构成潜在风险。然而，将环境微塑料暴露与癌症发病率联系起来的人群层面证据仍然有限。因此，本研究旨在考察县级海洋微塑料负担与特定部位癌症发病率之间的可能关联，并刻画暴露的地理和社会经济模式化分布特征。

二、研究设计与方法

研究人员开展了一项覆盖255个美国沿海县域的县级生态学研究（Ecological Study）。癌症发病率数据来源于NCI/CDC州癌症概况（State Cancer Profiles），基于美国癌症统计（U.S. Cancer Statistics）数据，涵盖结直肠癌、肺癌、胰腺癌、肝癌和肝内胆管癌、食管癌、肾癌、甲状腺癌、乳腺癌、前列腺癌和宫颈癌，发病率按2000年美国标准人口进行年龄调整，以每10万人口计。主要暴露为县级沿海环境微塑料负担，来源于NOAA/NCEI海洋微塑料数据集（Marine Microplastics Dataset），通过联邦信息处理标准（FIPS）代码与县域关联。县域按平均海洋微塑料浓度分为低暴露（0–0.005件/m3）、中暴露（0.005–1件/m3）和高暴露（>1件/m3）。协变量包括人口学特征（总人口、平均年龄、性别分布、种族/族裔构成）、社会经济特征（家庭收入中位数、贫困率、无保险率）、医疗可及性（每万人口医生密度）和地理区域（大西洋沿岸、墨西哥湾沿岸或太平洋沿岸），数据来源于美国社区调查/美国人口普查局、县健康排名和地区卫生资源档案。统计分析采用泊松回归（Poisson regression）模型估计发病率比（IRR），以低暴露为参照组，调整上述协变量并使用稳健标准误；敏感性分析采用简约模型仅调整平均年龄、男性比例、家庭收入中位数和沿海区域。

三、研究结果

3.1 基线特征

在255个沿海县域中，53个（20.8%）为低暴露，36个（14.1%）为中暴露，166个（65.1%）为高暴露。高暴露县域平均人口年龄略大（43.9±6.2岁 vs. 41.5±5.4岁；p = 0.03），白人居民比例较低（70.4% vs. 76.5%），黑人居民比例较高（15.6% vs. 9.2%；总体种族/族裔p = 0.04）。地理分布差异显著（p < 0.001）：低暴露县域集中于太平洋沿岸（n = 31，58.5%），高暴露县域更常见于大西洋沿岸（n = 71，42.8%）和墨西哥湾沿岸（n = 51，30.7%）。高暴露县域家庭收入中位数更低（59,700美元±13,100美元 vs. 65,200美元±11,900美元；p = 0.01），贫困率更高（15.6%±5.2% vs. 12.9%±4.1%；p = 0.02），无保险率更高（10.8%±3.9% vs. 8.9%±3.1%；p = 0.03）。医生密度在各暴露类别间无差异（p = 0.27）。

3.2 按微塑料暴露类别分层的癌症发病率

各癌种发病率在微塑料暴露类别间均无统计学显著差异（所有p > 0.05）。例如，结直肠癌发病率在低、中、高暴露县域间相近（分别为38.3、38.0和37.8例/10万；p = 0.72）。

3.3 沿海微塑料暴露与癌症发病率的关联

泊松回归模型中，高暴露与低暴露县域相比，结直肠癌发病率比（IRR）为0.98（95%CI 0.94–1.02），乳腺癌为1.02（95%CI 0.97–1.07），前列腺癌为1.04（95%CI 0.98–1.10），肝癌和胆管癌为1.03（95%CI 0.97–1.10），宫颈癌为1.06（95%CI 0.98–1.15）。胰腺癌IRR为1.18（95%CI 0.99–1.26），肾癌为1.08（95%CI 1.00–1.16），甲状腺癌为1.06（95%CI 0.99–1.13），食管癌为1.05（95%CI 0.97–1.13），肺癌为1.04（95%CI 0.91–1.16）；但各癌种的总体关联均未达到统计学显著性（胰腺癌p = 0.09，肾癌p = 0.06，甲状腺癌p = 0.10，食管癌p = 0.12，肺癌p = 0.08）。

3.4 敏感性分析

简约模型调整平均年龄、男性比例、家庭收入中位数和沿海区域后，结果基本不变。胰腺癌高暴露与低暴露相比IRR为1.14（95%CI 0.97–1.35；总体p = 0.182），肾癌为1.07（95%CI 0.97–1.18；总体p = 0.294），其余癌种估计值同样温和且不显著，支持主要结果对更简约协变量设定的稳健性。

四、讨论与结论

讨论部分指出，本研究发现沿海微塑料暴露在美国沿海县域中呈现明显的地理和社会经济模式化分布，高暴露县域更集中于墨西哥湾和大西洋沿岸，且收入更低、贫困率和无保险率更高，这引发环境正义关切。然而，较高的微塑料暴露并未与癌症发病率产生广泛或一致的关联。研究人员强调，当前NOAA/NCEI衍生的暴露指标是县级沿海环境微塑料负担的代理指标，而非个体暴露的直接测量，空间采样异质性、海洋输运过程以及海产品来源、用水、职业、流动性等差异可能导致实质性暴露错分。区域强模式化分布、残余混杂以及缺乏历史暴露滞后窗口限制了因果和时间推断。尽管部分癌种在高暴露县域中数值上略有升高，但这些差异未被解释为关联证据，也不能证明微塑料在生物学上对癌症风险无害。研究结论指出，海洋微塑料暴露的地理和社会经济模式化分布具有公共卫生监测意义，建议将标准化微塑料监测纳入现有环境监测框架，优先对高负担沿海社区开展靶向人体生物监测和纵向暴露评估。未来研究需要更精细的暴露评估、人体生物监测、标准化颗粒测量以及反映癌症潜伏期的滞后暴露窗口。