婦女乳腺癌醫(yī)院出院率與在含持久性有機污染物場地郵政區(qū)居住之間的關(guān)系

盧曉霞， Lawrence Lessner， David O. Carpenter,#

1. 北京大學城市與環(huán)境學院 地表過程分析與模擬教育部重點實驗室，北京 100871 2. 紐約州立大學奧爾巴尼分校 健康與環(huán)境研究所，紐約 12144

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婦女乳腺癌醫(yī)院出院率與在含持久性有機污染物場地郵政區(qū)居住之間的關(guān)系

盧曉霞1,， Lawrence Lessner2， David O. Carpenter2,#

1. 北京大學城市與環(huán)境學院 地表過程分析與模擬教育部重點實驗室，北京 100871 2. 紐約州立大學奧爾巴尼分校 健康與環(huán)境研究所，紐約 12144

持久性有機污染物(persistent organic pollutants，簡稱POPs)大多具有毒性，有的甚至致癌，但目前對POPs引起的健康風險仍知之甚少。本研究的假設(shè)是在含POPs場地郵政區(qū)居住婦女的乳腺癌風險增大。從紐約州計劃與研究合作系統(tǒng)(SPARCS)等數(shù)據(jù)庫中收集乳腺癌患者的信息及居住地危險廢棄物暴露、經(jīng)濟收入和城市化等數(shù)據(jù)。以郵政區(qū)編碼表征居住地，采用負二項回歸方法，對紐約州30歲以上婦女乳腺癌醫(yī)院出院率進行了模型分析，參數(shù)包括種族、年齡、污染暴露、經(jīng)濟收入和城市化率。結(jié)果顯示，不同參數(shù)之間(如暴露與種族、暴露與收入、暴露與城市化)存在交互作用。對部分子群而言，與居住在不含危險廢棄物場地郵政區(qū)的婦女相比，居住在含POPs場地郵政區(qū)的婦女乳腺癌出院率顯著升高(率比(rate ratio, RR) 1.10 ～ 1.34，P < 0.05)。這種關(guān)系在非裔婦女中強于白種婦女、在城市化高的地區(qū)強于農(nóng)村地區(qū)。調(diào)整了混雜因素后，某些婦女人群乳腺癌出院率升高與在含POPs場地郵政區(qū)居住有顯著的關(guān)系。

持久性有機污染物；乳腺癌；醫(yī)院出院率；婦女；居住

Received 14 December 2015 accepted 20 January 2016

乳腺癌是世界上最常見的浸潤性腫瘤，也是婦女癌癥死亡的主要原因[1]。Lichtenstein等[2]在一項針對雙胞胎的研究中得出結(jié)論，27%的乳腺癌歸因于遺傳因素，剩余的可能歸因于“環(huán)境因素”。越來越多的證據(jù)表明，暴露于化學品可引起乳腺癌的發(fā)生[3-6]。Rudel等[7]根據(jù)國際癌癥研究機構(gòu)、美國國家毒理學計劃和其他來源的研究，發(fā)現(xiàn)216種化學品與乳腺腫瘤的增加有關(guān)，其中包括持久性有機污染物(persistent organic pollutants，簡稱POPs)，如多環(huán)芳烴(PAHs)、有機氯農(nóng)藥等。

POPs為潛在的內(nèi)分泌干擾物，它們會干擾對激素敏感的組織功能，導致激素信號轉(zhuǎn)導和細胞功能失調(diào)。Reaves等[8]的研究表明，通過飲食暴露的POPs會蓄積在脂肪組織中，促進肥胖的發(fā)展，并最終影響乳腺癌的發(fā)展或進展。Liu等[9]報道多氯聯(lián)苯(PCBs)會通過激活Rho相關(guān)激酶增強乳腺癌細胞的轉(zhuǎn)移特性。Zhang等[10]進行元分析，從觀察性研究中評估環(huán)境PCBs暴露和乳腺癌風險之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)第II組(潛在的抗雌激素和免疫毒性的類二噁英)和第III組(苯巴比妥，CYP1A和CYP2B誘導物，生物持久性)PCBs暴露可能對乳腺癌風險有貢獻，但第I組(潛在的雌激素)PCBs或總PCBs暴露沒有。Ghisari等[11]在一項針對格陵蘭因紐特婦女的研究中，發(fā)現(xiàn)BRCA1、CYP1A1和CYP17基因多態(tài)性可增加乳腺癌的風險，這種風險隨著血漿中全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS)和全氟辛酸銨(PFOA)的水平增高而增大。血漿氟代化合物(PFAS)是乳腺癌的一個風險因子，但個體間多態(tài)性差異可能會造成對PFAS/POP暴露的敏感性差異。Zhang等[12]的研究表明，受環(huán)境PCBs暴露婦女體內(nèi)CYP1A1 m2多態(tài)性可能增加乳腺癌的風險。Arrebola等[13]發(fā)現(xiàn)婦女乳腺癌風險和血漿中β-六六六(β-HCH)水平顯著相關(guān)。White等[14]報道RARb基因特異甲基化可能與PAH-DNA加合物反應(yīng)，增加激素受體陽性乳腺癌的風險。

在危險廢棄物場地附近居住，可能會受到污染物的暴露，引發(fā)病癥。已有研究報道，在含危險廢棄物場地的郡居住，男性肺癌、膀胱癌、食道癌、胃癌、大腸癌和直腸癌以及女性肺癌、乳腺癌、膀胱癌、胃癌、大腸癌和直腸癌的死亡率高于不含危險廢棄物場地的郡[15]。本研究的假設(shè)是在含POPs場地郵政區(qū)居住婦女的乳腺癌風險增大。為此，從紐約州計劃與研究合作系統(tǒng)(SPARCS)數(shù)據(jù)庫等來源中收集有關(guān)數(shù)據(jù)和信息，通過統(tǒng)計分析，旨在確定婦女乳腺癌醫(yī)院出院率與在含POPs場地郵政區(qū)居住之間的關(guān)系。

1 材料與方法(Materials and methods)

1.1 研究人群

從紐約州計劃與研究合作系統(tǒng)(SPARCS)數(shù)據(jù)庫中獲得1993年至2008年期間從紐約州醫(yī)院出院的乳腺癌患者的數(shù)據(jù)?；颊咝畔挲g、性別、種族、以及居住地郵政編碼。婦女乳腺癌的診斷代碼為174.0、174.1、174.2、174.3、174.4、174.5、174.6、174.8和174.9。紐約市的情況比較特別，環(huán)境狀況及市民行為都與其他地方不同，因而沒有包含在本研究中。在所研究的患者中，84.6%為白種人，6.3%為非裔，0.2%為印第安人，1.1%為亞裔，3.5%為其他種族，4.8%為未知。由于白種人和非裔共占患者的90%以上，本研究中僅対這2個種族的人群進行研究。由于年齡在30歲以下的患者僅占總患者的0.5%，因此這部分人群不包含在本研究中。對30歲及以上的人群，分為6個水平：年齡段1 (30 ～ 39歲)、年齡段2 (40 ～ 49歲)、年齡段3 (50 ～ 59歲)、年齡段4 (60 ～ 69歲)、年齡段5 (70 ～ 79歲)、年齡段6 (80歲及以上)。

從Claritas公司(圣地亞哥，美國)收集1993年至2008年按郵政編碼給出的家庭收入中值(MHI)數(shù)據(jù)。MHI被用于作為社會經(jīng)濟狀況的表征。已有研究顯示，由MHI衡量的極端社會經(jīng)濟狀況人群具有與普通人不同的獲得健康服務(wù)的行為[16]。因此，本研究僅取MHI分布中位于第10個($ 26 151)至第90個($ 58 673)百分點的郵政編碼區(qū)進行分析。在該范圍內(nèi)，MHI進一步根據(jù)四分位數(shù)分為4個水平：第一個四分位數(shù)(1stQ) $ 26 151～32 853、第二個四分位數(shù)(2ndQ) $ 32 853～39 047、第三個四分位數(shù)(3rdQ) $ 39 047～51 909、第四個四分位數(shù)(4thQ) $ 51 909～58 673。根據(jù)美國人口調(diào)查局關(guān)于城市地區(qū)的定義(每平方英里人數(shù)在1 000以上)[16]，采用2000年的調(diào)查數(shù)據(jù)將郵政編碼區(qū)分為3個城市化水平：低城市化率(UR1，少于25%的人群居住在城市地區(qū)，如農(nóng)村)、中城市化率(UR2，25 ～ 75%的人群居住在城市地區(qū))、高城市化率(UR3，大于75%的人群居住在城市地區(qū))。從紐約州環(huán)境保護部收集危險廢棄物場地信息，包括場地的位置和主要污染物。

1.2 暴露評估

紐約州環(huán)境保護部鑒定出818個對人體健康有潛在威脅的危險廢棄物場地，它們分布在紐約州416個郵政編碼區(qū)，如圖1所示。危險廢棄物場地中的污染物包括POPs(二噁英、PCBs、PAHs、有機氯農(nóng)藥等)、揮發(fā)性有機污染物(氯乙烯類、氯乙烷類、氯甲烷類、氯苯類、苯系物等)和其他污染物(重金屬、鄰苯二甲酸鹽、酸、放射性物質(zhì)等)。由于受高濃度PCBs污染，從哈德遜瀑布到曼哈頓200英里的哈德遜河都被美國環(huán)保局列為國家優(yōu)先名單中的一個危險廢棄物場地，因此與哈德遜河毗鄰的47個郵政編碼區(qū)都被視為污染物暴露區(qū)[17]。根據(jù)場地污染物類型，將暴露分為3個水平：POPs區(qū)(至少含有1個POPs場地)、其他污染區(qū)(不含POPs但含其他危險廢棄物場地)、干凈區(qū)(不含任何危險廢棄物場地)。

圖1 紐約州危險廢棄物場地的分布(?POPs場地，▲其他污染物場地)Fig. 1 Distribution of hazardous waste sites in New York State (?POPs site, ▲other waste site)

1.3 統(tǒng)計分析

采用SAS軟件(版本9.3，SAS軟件研究所，美國)進行統(tǒng)計分析，根據(jù)負二項回歸模型擬合數(shù)據(jù)。模擬過程中，先只考慮主效應(yīng)，然后在主效應(yīng)模型中加入暴露與年齡、種族、收入和城市化率的交互作用。模型公式如下：

Log (乳腺癌住院人數(shù)) = Log (總?cè)四陻?shù))+截距+b1×暴露2+b2×暴露3 +b3×種族2+b4×年齡2+b5×年齡3+b6×年齡4+b7×年齡5+b8×年齡6+b9×收入2+b10×收入3+b11×收入4+b12×城市化率2+b13×城市化率3+交互作用

蛇葡萄素F對脂多糖致炎模型細胞的抗炎作用及其機制研究 ……………………………………………… 梁曉玲等（14）：1927

公式中，暴露1是指不含任何危險廢棄物場地；暴露2是指含POPs場地；暴露3是指不含POPs但含其他危險廢棄物；種族1是指白種美國婦女；種族2是指非裔美國婦女；年齡1是指30 ～ 39歲；年齡2是指40 ～ 49歲；年齡3是指50 ～ 59歲；年齡4是指60 ～ 69歲；年齡5是指70 ～ 79歲；年齡6是指80歲及以上；收入1是指家庭收入中值為$26 151 ～ $32 853；收入2是指家庭收入中值為$32 853 ～ $39 047；收入3是指家庭收入中值為$39 047 ～ $51 909；收入4是指家庭收入中值為$51 909 ～ $58 673；城市化率1是指少于25%的人群居住在城市地區(qū)；城市化率2是指25% ～ 75%的人群居住在城市地區(qū)；城市化率3是指大于75%的人群居住在城市地區(qū)；b1～b13為擬合系數(shù)。

2 結(jié)果(Results)

2.1 研究人群的特征

在研究人群中，約23%居住在含POPs場地郵政區(qū)，約31%居住在不含POPs但含其他危險廢棄物場地郵政區(qū)，約46%居住在不含任何危險廢棄物場地郵政區(qū)。在不考慮混雜因素的情況下，POPs區(qū)、其他污染區(qū)和干凈區(qū)的乳腺癌出院率分別為217/100 000、222/100 000和217/100 000，白種美國婦女的乳腺癌出院率(219/100 000)高于非裔美國婦女(213/100 000)，乳腺癌出院率隨年齡增大(在30 ～ 79歲范圍內(nèi))、收入增大、以及城市化率增大而增高。表1列出研究人群的特征。

2.2 模型分析

首先對主效應(yīng)模型進行了分析，結(jié)果如表2所示。POPs區(qū)婦女乳腺癌醫(yī)院出院率與干凈區(qū)相比沒有明顯差異(率比(RR)為1.01，95%置信區(qū)間(95% CI)為0.96 ～ 1.06，P =0.742)，而其他污染區(qū)婦女乳腺癌出院率與干凈區(qū)相比顯著升高(RR為1.05，95% CI為1.00 ～ 1.10，P =0.037)。非裔婦女乳腺癌出院率與白種婦女相比顯著降低(RR為1.83，95% CI為0.79 ～ 0.87，P < 0.001)。與30 ～ 39歲年齡段婦女相比，高年齡段的婦女乳腺癌出院率顯著升高，且RR在40 ～ 79歲范圍內(nèi)隨年齡增大而增大。與低收入(1stQ)婦女相比，高收入(3rdQ和4thQ)婦女乳腺癌出院率顯著升高。與城市率低地區(qū)(UR1)婦女相比，城市率較高地區(qū)(UR2和UR3)婦女乳腺癌出院率顯著升高。這些發(fā)現(xiàn)與其他研究報道的結(jié)果基本一致[18-19]。

為了提高模型精度，進一步闡明暴露與婦女乳腺癌的關(guān)系，在模型中加入了暴露與混雜因素的交互作用。結(jié)果顯示，暴露與年齡之間的交互作用不顯著，因而從模型中去除。暴露與其他混雜因素的交互作用顯著。表3列出POPs區(qū)與干凈區(qū)相比不同子群婦女乳腺癌出院率的率比。

在城市化高的地方(UR3)，POPs區(qū)與干凈區(qū)相比，除高收入(4thQ)子群之外的非裔美國婦女乳腺癌出院率都顯著升高(幅度為17% ～ 34%)，而白種美國婦女中只有中低收入(2ndQ)子群乳腺癌出院率顯著升高(幅度為19%)。在城市化中等的地方(UR2)，POPs區(qū)與干凈區(qū)相比，僅中等收入(2ndQ和3rdQ)的非裔美國婦女乳腺癌出院率顯著升高(幅度為24%和14%)。在城市化低的地區(qū)(UR1)，POPs區(qū)與干凈區(qū)相比，非裔和白種美國婦女乳腺癌出院率均無顯著升高，對高收入(4thQ)子群而言甚至呈現(xiàn)顯著降低現(xiàn)象，同樣現(xiàn)象也發(fā)生在低收入(1stQ)白種美國婦女群中。

表1 研究人群的特征

注：a括號內(nèi)為占總出院患者數(shù)的比例；b括號內(nèi)為占總?cè)四陻?shù)的比例；1st、2nd、3rd和4th分別表示收入為26 151～32 853，32 853～39 047，39 047～51 909，51 909～58 673，UR1、UR2、UR3表示城市化率為<25%, 25%～75%, >75%。

Note:aNumber in parentheses is percentage of the total number of discharged patients;bNumber in parentheses is percentage of the total person-years;1st, 2nd, 3rdand 4threpresent the income of26 151-32 853,32 853-39 047,39 047-51 909,51 909-58 673; UR1, UR2, UR3 represent urbanization rate of <25%, 25%-75%, >75%.

3 討論(Discussion)

通常環(huán)境暴露被認為是乳腺癌的一個危險因素，但明確的證據(jù)是有限的。Brody等[20]識別了152篇關(guān)于環(huán)境污染物與乳腺癌流行病學研究的文章，其中約57%使用生物測量描述暴露，約20%使用地理位置描述暴露。大多數(shù)研究未發(fā)現(xiàn)乳腺癌風險與POPs有強關(guān)聯(lián)性，僅有個別研究顯示乳腺癌與某些PCBs同系物單體有關(guān)聯(lián)，以及在一些帶有CYP1A1-m2基因變型的絕經(jīng)婦女中乳腺癌與體內(nèi)總PCBs濃度相關(guān)[21-23]。國際癌癥研究機構(gòu)(International Agency for Research on Cancer，簡稱IARC)將PCBs定為第一組人類致癌物，認為PCBs暴露與乳腺癌之間的特定關(guān)聯(lián)是“有限”的因果關(guān)系的證據(jù)。

表2 作為暴露、種族、年齡、收入和城市化函數(shù)的婦女乳腺癌出院率比

表3 POPs區(qū)與干凈區(qū)相比不同子群婦女乳腺癌醫(yī)院出院率的率比

一些研究者報道基因多態(tài)性會引發(fā)乳腺癌風險[22-25]。據(jù)報道，CYP1A1-m2基因變型(一種乳腺癌風險因素)在非裔美國婦女體內(nèi)存在的頻率為白種美國婦女的3倍多(在白種美國婦女體內(nèi)的存在頻率為10% ～ 15%)[26-27]。也有研究發(fā)現(xiàn)非裔美國婦女體內(nèi)的POPs含量比白種美國婦女高[28-29]。表4顯示美國北卡羅萊納州乳腺癌研究中非裔美國婦女和白種婦女血漿中1,1-雙(對氯苯基)-2,2-二氯乙烯(DDE)和總多氯聯(lián)苯(PCBs)的濃度[29]。表5顯示根據(jù)DDE和總PCBs濃度確定的乳腺癌比值比[29]。

表4 美國北卡羅萊納州乳腺癌研究中非裔美國婦女和白種婦女血漿中DDE和PCBs濃度

注：ap,p’-DDE濃度單位ng·mL-1，未經(jīng)脂肪校正；bp,p’-DDE 濃度單位μg·g-1，經(jīng)脂肪校正；c總PCBs 濃度單位ng·mL-1，未經(jīng)脂肪校正；d總PCBs濃度單位μg·g-1，經(jīng)脂肪校正。

Note:ap,p’-DDE concentration unit ng·mL-1, not corrected by fat;bp,p’-DDE concentration unit μg·g-1, corrected by fat;ctotal PCBs concentration unit ng·mL-1, not corrected by fat;dtotal PCBs concentration unit μg·g-1, corrected by fat.

因此，本研究中觀察到的POPs暴露與乳腺癌關(guān)聯(lián)在種族上的差異可能與基因因素和暴露因素都有關(guān)系。其他因素如生活方式、種族隔離、文化習俗等都可能會造成所觀察到的種族差異。

在城市化水平較高地方居住的婦女乳腺癌醫(yī)院出院率高于農(nóng)村的婦女。在城市地區(qū)可能有一些有重疊的危險污染源，如機動車的尾氣、工廠排放的有毒廢氣等。本研究中，從美國環(huán)境保護局收集了1993年至2008年期間紐約州毒物釋放清單(toxic release inventory，簡稱TRI)場地數(shù)據(jù)[30]，并對它們與婦女乳腺癌出院率的關(guān)系進行了測試，結(jié)果顯示兩者無顯著關(guān)聯(lián)(RR為1.00，95% CI為0.96 ～ 1.04，P =0.907)。由于沒有這些場地的釋放物信息，因此對TRI暴露的評估不是基于化學品。農(nóng)村面積通常較大，居民受危險廢棄物暴露的影響較小。

表5 根據(jù)DDE和總PCBs濃度確定的乳腺癌比值比

注：a調(diào)整了年齡的影響，95% CI為95%置信區(qū)間；bp,p’-DDE 濃度單位 μg·g-1，經(jīng)脂肪校正；c總PCBs濃度單位 μg·g-1，經(jīng)脂肪校正。Note:aAdjusted the influence of age, 95% CI was 95% confidence interval;bp,p’-DDE concentration unit μg·g-1, corrected by fat;cTotal PCBs concentration unit μg·g-1, corrected by fat.

低收入人群比高收入人群更有可能居住在含危險廢棄物場地的郵政區(qū)[31]，這使得評估社會經(jīng)濟狀況的影響有點復雜。低收入人群中一些乳腺癌患者可能無錢就醫(yī)，他們的信息無法被醫(yī)院收集。高收入人群中一些乳腺癌患者可能有特殊的治療渠道，他們的信息也無法被醫(yī)院收集。這些不足可能會導致低估社會經(jīng)濟狀況與乳腺癌風險的真實關(guān)系。

本文研究有優(yōu)勢，也有不足。優(yōu)勢體現(xiàn)在：數(shù)據(jù)量大，收集了1993年至2008年整個紐約州公立醫(yī)院的數(shù)據(jù)；研究中有種族、年齡、收入和城市化控制數(shù)據(jù)；研究中考慮了暴露與其他混雜因素之間的交互作用。不足體現(xiàn)在：SPARCS數(shù)據(jù)庫僅含有出院數(shù)據(jù)，沒有顯示某一個患者是第幾次入院，也沒有在州外就醫(yī)患者的信息。研究中不具備對一些重要混雜因素的控制數(shù)據(jù)，如遺傳、暴露年齡、月經(jīng)初潮年齡、生育情況、體質(zhì)指數(shù)、飲食、酒精消費情況、激素替代治療等。對污染暴露的分類不完全精確。例如，郵政區(qū)的大小不一，居民受危險廢棄物場地暴露的影響差別較大。研究中沒有個人水平的社會經(jīng)濟狀況信息，僅用家庭收入中值來代替某個郵政區(qū)所有居民的社會經(jīng)濟狀況。盡管如此，本研究可在一定程度上說明POPs場地暴露對婦女乳腺癌風險的影響。

綜上可知：調(diào)整混雜因素后，部分婦女乳腺癌出院率的升高與在含有POPs場地郵政區(qū)居住有顯著的關(guān)系，這種關(guān)系在非裔婦女中強于白種婦女、在城市化高的地區(qū)強于城市化低的地方、在中低收入群中強于其他收入群。

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Association between Hospital Discharge Rate for Female Breast Cancer and Residence in Zip Code Containing Persistent Organic Pollutants

Lu Xiaoxia1,*, Lawrence Lessner2, David O. Carpenter2,#

1. Laboratory for Earth Surface Processes, Ministry of Education, College of Urban and Environmental Sciences, Peking University, Beijing 100871, China 2. Institute for Health and the Environment, University at Albany, State University of New York, New York 12144, USA

Persistent organic pollutants (in abbreviation, POPs) are mostly toxic, with some even carcinogenic; however, currently the health risks caused by POPs are still poorly understood. The hypothesis of this research is that residence in zip code containing POPs site increases the risk of female breast cancer. The information of breast cancer patients as well as data of waste exposure, economic income and urbanization of residence areas were collected from databases including the New York Statewide Planning and Research Cooperative System (SPARCS), etc. The Zip Code was used to characterize the residence area. Negative binomial regression was applied to model the hospital discharge rate of breast cancer for women over 30 years old and the description parameters included exposure, age, ethnicity, income and urbanization. The results showed that there were interactions between the parameters (such as exposure and ethnicity, exposure and income, exposure and urbanization). For some subgroups, as compared to women living in zip code without hazardous waste sites, women living in zip code containing POPs sites had significantly increased discharge rates of breast cancer (rate ratio (RR) 1.10 ～ 1.34, P < 0.05). This relationship was stronger in African American than Caucasian women and stronger in more urbanized areas than in rural areas. After adjustment for the confounders, the hospital discharge rate of breast cancer was significantly associated with residence in zip code containing POPs sites for some women.

persistent organic pollutants; POPs; breast cancer; hospital discharge rate; women; residence

10.7524/AJE.1673-5897.20151214002

國家自然科學基金項目(41471391，41071311，40871214)；教育部新世紀優(yōu)秀人才支持計劃項目(NCET-10-0200)

盧曉霞(1972-)，女，副教授，研究方向為環(huán)境地學，E-mail: luxx@urban.pku.edu.cn

*通訊作者(Corresponding author)， E-mail: luxx@urban.pku.edu.cn

2015-12-14 錄用日期：2016-01-20

1673-5897(2016)2-201-08

X171.5

A

簡介：盧曉霞(1972—)，女，環(huán)境地學博士，副教授，主要研究方向環(huán)境地學，發(fā)表學術(shù)論文60余篇。

盧曉霞, Lawrence Lessner, David O Carpenter. 婦女乳腺癌醫(yī)院出院率與在含持久性有機污染物場地郵政區(qū)居住之間的關(guān)系[J]. 生態(tài)毒理學報，2016, 11(2): 201-208

Lu X X, Lessner L, Carpenter D O. Association between hospital discharge rate for female breast cancer and residence in zip code containing persistent organic pollutants [J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2016, 11(2): 201-208 (in Chinese)

#共同通訊作者(Co-corresponding author)，E-mail: dcarpenter@albany.edu