细颗粒物的化学组成与老年肺癌患者的全因死亡率

《Environmental Research》：Chemical composition of fine particulate matter and all-cause mortality of older lung cancer patients

　　

摘要

环境中的细颗粒物（PM_2.5）已被证实是导致人类肺癌的致癌物，并与肺癌发病率有关。然而，PM_2.5中各种化学成分的相对毒性以及它们在肺癌诊断后对全因死亡率的综合影响仍不清楚。我们对2000年至2019年间被诊断出肺癌的528,127名65岁及以上的成年人进行了队列研究，这些数据来自SEER-Medicare数据库。患者从诊断之日起每年被跟踪观察，直至死亡、失去随访联系或研究结束（2019年）。利用高分辨率的时空模型，我们估算了每位患者每年居住地邮政编码对应的15种PM_2.5化学成分的两年移动平均暴露量。我们采用广义加权分位数回归方法（同时设置随机剔除样本），在考虑人口统计学特征、组织类型、疾病分期、初始治疗方案、合并症和社区级协变量等因素的情况下，分析了PM_2.5成分混合物与全因死亡率之间的关联以及各成分的相对贡献。研究发现，PM_2.5成分混合物的联合暴露与死亡率增加有关，每增加一个十分位数，相对风险为1.011（95%置信区间[CI]：1.010, 1.013）。尽管各成分的贡献差异不大，但硅、硝酸盐、钒、锌和铁似乎是更重要的影响因素，这表明控制相关污染源（如道路尘埃、交通排放、化石燃料燃烧和重燃料油燃烧）可能会带来更大的益处。探索性亚组分析表明，在非小细胞肺癌患者、疾病晚期患者和女性患者中，这种联合关联可能更为显著。

引言

肺癌是美国癌症相关死亡的主要原因，约占所有癌症死亡人数的五分之一，其死亡率显著高于其他类型的癌症¹。传统的改善肺癌预后的努力主要集中在个体层面的干预措施上，如化疗、化放疗、靶向治疗和抗血管生成治疗²。环境空气污染，特别是细颗粒物（PM_2.5（被国际癌症研究机构列为肺癌的1类致癌物³），已成为肺癌患者死亡的一个可调控的风险因素，为改善肺癌患者的预后提供了新的机会。其潜在机制主要有两个方面：首先，作为致癌物，PM_2.5不仅可能促进肺癌的发展，还可能加速肿瘤进展和转移⁴；其次，PM_2.5可能加重肺癌患者的并发症，如慢性阻塞性肺疾病（COPD）⁵、心力衰竭⁶和中风⁷。这些并发症是肺癌患者的主要死因⁸，且与PM_2.5暴露有关⁹，这可能是PM_2.5导致死亡的具体途径。

然而，仍存在一些关键的知识空白。首先，虽然总的PM_2.5质量与肺癌患者死亡率增加有关，但其各化学成分的具体影响尚未得到研究。了解这些成分的相对毒性对于制定有针对性的减排策略至关重要。其次，以往的研究在考虑关键混杂因素（特别是癌症特异性特征、合并症和治疗方法）方面存在局限，这主要是由于缺乏包含详细临床信息的充分表征的队列数据。第三，关于哪些患者亚群（尤其是根据组织类型、疾病分期、性别或合并症定义的亚群）对PM_2.5成分最为敏感，目前知之甚少，这限制了制定有针对性的癌症管理策略以提高这部分患者生存率的可能性，这部分患者可能由于免疫功能障碍、肺功能受损和合并症负担较重而特别容易受到空气污染的影响<10, 11>。

利用SEER-Medicare数据库（2000–2019年）的数据，我们构建了一个包含528,127名65岁及以上的老年肺癌患者的队列，以评估长期暴露于15种PM_2.5化学成分与其全因死亡率之间的关联。

章节摘录

研究人群

我们利用SEER-Medicare数据库的数据，构建了一个由65岁及以上的Medicare受益者组成的开放性队列，这些受益者在2000年至2019年间被诊断出肺癌。SEER是一个由美国国家癌症研究所支持的基于人群的癌症登记项目，收集来自不同地理区域的详细人口统计学信息、癌症特定信息（组织类型、疾病分期等）、初始癌症治疗和死亡数据。

结果

表1显示了研究队列的人口统计学特征，该队列包括528,127名老年肺癌患者，随访年限共计1,899,883人年。平均随访时间为4.2年（标准差[SD]=3.6年）。诊断时的平均年龄为71.9岁（SD=7.6岁）。在随访期间，有455,784名患者死亡（占86.3%）。队列中男性和女性分布大致相当（各占51.9%和48.1%）。大多数患者为白人（86.3%）。腺癌（AD）和小细胞肺癌（SCLC）分别占...

讨论

我们利用SEER-Medicare数据库中登记的老年肺癌患者大队列，评估了长期暴露于PM_2.5成分对肺癌诊断后全因死亡率的影响。通过主要GWQS模型进行的研究结果（采用随机剔除样本的验证和自助法）表明，经过调整后，长期暴露于PM_2.5成分混合物与老年肺癌患者的全因死亡率增加显著相关。

CRediT作者贡献声明

Joel Schwartz：负责撰写、审稿与编辑、方法论制定、资金筹集和概念设计。Min Zhang：负责撰写、审稿与编辑、数据整理。Edgar Castro：负责撰写、审稿与编辑、资源协调、数据整理。Jiaowei Gong：负责初稿撰写、数据分析、正式分析。Yaguang Wei：负责撰写、审稿与编辑、项目管理、方法论制定、资金筹集和概念设计。Christine C. Ekenga：负责撰写、审稿与编辑、资金筹集。Robert O. Wright：

利益冲突声明

无。

数据可用性

SEER-Medicare数据可向美国国家癌症研究所申请获取。PM_2.5成分的数据可从美国国家航空航天局的Earthdata网站公开获取<16, 17>。其他协变量数据也公开可用，具体来源在 manuscript 中有说明。

免责声明

无。

利益冲突声明

? 作者声明以下可能构成利益冲突的财务利益/个人关系：Joel Schwartz表示获得了美国国家环境卫生科学研究所的财务支持；Robert Wright表示获得了美国国家环境卫生科学研究所的财务支持；Joel Schwartz与美国司法部存在关系，包括接受过付费专家证词。如有其他作者...

致谢

本研究使用了SEER-Medicare数据库。这些数据的解释和报告完全由作者负责。作者感谢美国国家癌症研究所、Information Management Services (IMS) 公司以及Surveillance, Epidemiology, and End Results (SEER) 疾病登记项目在创建SEER-Medicare数据库方面所做的努力。本研究中使用的癌症发病率数据收集得到了...

Yaguang Wei|Jiaowei Gong|Edgar Castro|Min Zhang|Robert O. Wright|Christine C. Ekenga|Joel D. Schwartz

美国纽约州西奈山伊坎医学院环境医学系