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第二節 肺癌的病因

肺癌是目前全世界發病率最高的惡性腫瘤。目前,外科手術仍是早期肺癌的首選治療方式,大多數肺癌患者確診時已為晚期,失去了最佳治療時機,其5年生存率僅為19.7%。肺癌防重于治,認識肺癌的危險因素,積極預防以及早發現早治療尤為重要。
一、吸煙
肺癌的主要風險因素是吸煙,大約85%~90%的肺癌可歸因于吸煙。吸煙也影響肺癌的發展,吸煙與肺癌的相關性研究已比較充分。從煙草流行史和肺癌流行病學變化特點來看,肺癌的流行病學變化往往滯后于煙草流行性變化的20~30年:在北美洲、歐洲及澳大利亞等發達國家,煙草在男性和女性中分別流行于20世紀50年代,并于20世紀80年代達到頂峰;之后,逐漸下降,肺癌發病率上升趨勢隨之緩和,男性和女性肺癌發病率分別在20世紀80年代中期和20世紀90年代末期開始出現了下降趨勢;男性和女性肺癌的死亡率也分別于1990年和2002年開始下降,因此,美國學者將美國肺癌發病率和死亡率的下降主要歸因于美國的煙草控制策略。
香煙煙霧中含有多種致癌化學物質(如亞硝胺、苯并芘二醇環氧化物)。肺癌的風險隨每天吸食香煙包數和煙齡(即吸煙史的包年數)而增加。暴露于二手煙的非吸煙者患肺癌的相對風險也增加(RR = 1.24);其他研究也把吸煙作為中度危險因素(風險比[HR]= 1.05)。
國內外研究顯示,吸煙與肺鱗癌關系尤為密切,隨著吸煙劑量的上升而增強,非吸煙者中肺腺癌占有主要地位。中國男性吸煙率仍居高不下,但研究顯示,近年來中國人群的肺癌組織學亞型呈現肺鱗癌和SCLC所占比例逐漸下降,肺腺癌逐漸上升的趨勢,這與世界上其他國家相似。有研究也發現吸煙病例中鱗癌和腺鱗癌比例均呈顯著下降,而腺癌比例逐年上升。
關于肺腺癌與吸煙的關系,一直是學者們研究的熱點,從宏觀到微觀,不斷深入。先前研究認為肺腺癌易發生在女性及不吸煙患者,但目前研究認為肺腺癌與吸煙仍存在相關關系。
吸煙可顯著增加肺腺癌的發病率,并提出在腫瘤分化程度方面,較重的吸煙習慣與低分化腺癌有關。這可能與過濾卷煙使煙草煙霧的成分發生了改變相關。理論上,過濾香煙的使用可減少尼古丁、焦油和一氧化碳的含量,但由于吸煙者的補償行為如堵住濾嘴上透氣孔、加大吸入煙草煙霧量等,并沒有減少吸煙者體內的尼古丁和焦油含量,而加大煙草煙霧量和過濾嘴的使用,使小成分煙草煙霧更易到達肺外周氣道,進而造成腺癌高發。也有文獻報道助燃劑的使用使一氧化氮增加,促進亞硝胺類物質的形成,而亞硝胺-4-(甲基化亞硝胺類)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮與肺腺癌密切相關。目前對吸煙與肺腺癌的關系已深入到基因水平,指出吸煙與ALK、EGFR基因突變也密切相關。
肺癌吸煙患者中,大細胞癌呈下降趨勢,可能與組織學診斷技術的提升有關,如腺狀或鱗狀分化免疫標記物在組織學診斷中的應用使腺癌、鱗癌的診斷更為明確,2015版世界衛生組織肺癌組織學分類中明確指出,如果TTF-1或P40陽性,顯示實性生長方式的腫瘤應分別被重新歸類為實性型腺癌或非角化型鱗狀細胞癌,而非大細胞癌。其他組織學類型在吸煙和不吸煙肺癌患者中均顯著下降,這可能由于組織學診斷技術的提高使一些不能診斷或不明診斷類型比例下降。
目前肺腺癌與吸煙的關系仍存在分歧。雖然吸煙對肺腺癌的影響程度仍不明確,但吸煙可引起肺癌得到了廣泛的認可。因此,勸導人們戒煙是規避肺癌的重要措施。
二、大氣污染
過去30年中,隨著中國工業化和城市化進程加快,大氣污染程度也顯著增加。大氣污染可誘發多種疾病,中國每年有35萬~50萬人因大氣污染導致過早死亡。人體呼吸系統和外界大氣直接相通,大氣污染物中致癌物質可直接進入呼吸系統損害呼吸道上皮細胞,進而導致呼吸系統多種疾病的發生,甚至致癌。目前已有大量的流行病學研究證實了大氣污染和肺癌的強關聯性,基于全球18個團隊研究成果的綜述顯示,細顆粒物每增加10μg/m 3,肺癌的發病率增加9%;因此,世界衛生組織下屬的國際癌癥研究機構已將大氣污染列為肺癌的Ⅰ類致癌物。
世界衛生組織國際癌癥研究機構進行的審查結論是,室外空氣污染是肺癌死亡的首要環境原因。2013年國際癌癥研究機構(IARC)正式將室外大氣污染列為一級致癌物。大氣污染物主要包括細顆粒物(PM 2.5)、可吸入顆粒物(PM 10)、二氧化硫(SO 2)、氮氧化物(NO x)、二氧化氮(NO 2)、一氧化碳(CO)和臭氧(O 3)等。PM 2.5因粒徑小、表面積大、易于富集空氣中的有毒有害物質,并可隨呼吸進入肺泡或血液循環,是大氣環境中化學組成最復雜、危害最大的污染物之一,也是引起霧霾的主要因素。我國于2012年2月發布并從2016年1月開始實施的《環境空氣質量標準》(GB3095—2012)第三次修訂版第一次將PM 2.5納入環境大氣污染物基本項目,并規定了PM 2.5、PM 10、SO 2、NOx、NO 2、CO和O 3等污染物的濃度限值。
隨著近30年中國城市化和工業化的發展,很多城市已經衍生出嚴重的環境問題。以燃煤為主的能源結構,低能效的工業設施,以及汽車保有量的大幅度增長,使大氣細顆粒物(PM 2.5)污染成為中國很多城市面臨的一個普遍而嚴峻的環境問題。中華人民共和國生態環境部公布的《中國環境狀況公報》中顯示,2017年全國338個地級及以上城市中,僅有99個城市環境空氣質量達標,占全部城市數量的29.3%。239個城市環境空氣質量超標,占70.7%。超標天數中,以PM 2.5為首要污染物的天數占重度及以上污染天數的74.2%。京津冀及周邊地區是空氣重污染的高發地區,338個城市平均優良天數比例為78.0%,比2016年下降0.8個百分點;平均超標天數比例為22.0%。5個城市優良天數比例為100%,170個城市優良天數比例在80%~100%之間,137個城市優良天數比例在50%~80%之間,26個城市優良天數比例低于50%。以PM 2.5為首要污染物的天數占污染總天數的47.0%。
中國PM 2.5污染呈現覆蓋范圍廣、污染程度高,以及受影響人群大的特點。根據環保部門的檢測數據,PM 2.5的嚴重超標地區覆蓋了包括京津冀、長三角以及珠三角等重要的經濟帶,有6億人口受到PM 2.5的嚴重污染影響。
PM 2.5可在遺傳物質的不同水平產生毒性作用,致使染色體結構改變、基因突變、DNA損傷等,其致肺癌的機制目前認為主要有幾個方面:免疫損傷、DNA氧化損傷、DNA修復異常、DNA加合物形成以及影響細胞的增殖和凋亡等。
PM 2.5作為大氣污染最主要的組成成分之一,對我國居民健康的危害程度已經不亞于吸煙。目前大氣污染與肺癌的相關性研究主要由發達國家開展,其結論固然對中國有借鑒意義,但因為污染的嚴重程度、人群易感性、人口結構的不同以及大氣污染組分的差異,國外研究結果在我國的適用性值得商榷。PM 2.5、PM 10和NO 2是被國外學者納入研究次數最多的污染物,也被多項研究證明了與肺癌的相關性。我國現有的流行病學研究證據表明,PM 2.5、PM 10、O 3和SO 2的暴露與我國居民肺癌風險呈正相關。近幾年,中國肺癌發病率的變化呈現肺腺癌和多原發肺癌顯著增加的特點,而肺腺癌屬于NSCLC,主要產生于女性和非吸煙者。有研究表明,肺腺癌的發生和空氣污染有一定的關聯。
三、室內空氣污染
除大氣污染外,室內局部空氣污染與肺癌的發病有重要關系。中國女性的吸煙率低于某些歐洲國家,但中國女性的肺癌發病率(20.4/10萬人)卻高于這些歐洲國家,其主要原因可能是中國婦女長期處于使用通風不佳的煤爐所造成的室內空氣污染環境中。
在中國經濟不發達的地區,暴露于室內燃煤的人群比例較高。研究者對云南省宣威市肺癌高發的原因進行探究,結果顯示該地區肺癌的高發病率與煙煤燃燒排放物中含有多環芳烴類化合物具有明顯因果關系。使用這些燃料會引起許多呼吸道問題,包括兒童的急性呼吸道感染,非吸煙者的慢性阻塞性肺病。在通風不良的房屋中取暖或烹飪產生的煤煙對肺癌的影響已引起人們的關注。在我國,一些地處山區的農村男性和女性肺癌平均死亡率高于我國一些大中城市,在排除了工業污染和吸煙兩個主要的危險因素后,這些人群肺癌的高發與生活燃料、室內燃煤關系密切。
另一個被懷疑為肺癌的危險因素是高溫加熱的食用油所產生的揮發性物質。一直以來女性肺烹飪油煙接觸史未得到普遍的重視。流行病學顯示,肺癌與食用油煙萃取物(cooking oil fumes,COF)暴露之間有顯著的關聯,尤其是在廚房沒有使用排煙器或呼吸器的情況下。這些關聯已經被分子和生化研究證實,例如,COF的成分會引起氧化DNA損傷、DNA加合物的形成和肺癌的發生。中國傳統的烹飪方式增加了暴露在COF中的毒素和受到毒素損害的風險。
植物油的種類對烹飪油煙產生的顆粒物的大小影響不大,但與加熱溫度有密切的關系。中式烹飪對室內顆粒濃度的貢獻約為30%。烘焙中式食品可導致亞微米粒子和PM 2.5濃度的升高,甚至比正常高出5倍和90倍。油煙中含有200多種有害氣體,烹調油煙的暴露與中國婦女肺癌的高死亡率有關。大量的基礎研究揭示了烹調油煙促進肺腺癌細胞存活的機制。盡管有超過160萬中國移民和320萬散居在美國的華人以及大量的餐館工人,但基本上沒有證據表明暴露在這些人群中是否仍然是肺癌和其他癌癥的危險因素。由于中式烹飪而導致的COF接觸風險可能特別高,在美國和其他遷移到的國家,中國人和其他面臨風險的社區可能面臨同樣高的風險。盡管其中許多因素,如主動和被動接觸煙草煙霧、飲酒習慣、年齡、過去的肺病史、飲食習慣等,都被考慮在混雜因素內,但其他潛在因素可能尚未得到解決。現有的證據強調,不僅需要徹底調查美國高危人群中COF暴露與肺癌之間的關系,而且需要制定和評估減少這些風險的具體干預措施。
室內局部空氣污染的致癌物可能包含大氣細顆粒物PM 2.5,烹調油煙中的PM 2.5能夠抑制人肺上皮細胞A549增殖,且呈現劑量-時間效應關系;烹飪油煙中還可能包含燃料燃燒不充分所產生的某些致肺癌物質。
四、職業暴露
國際癌癥研究機構列出了已知會導致肺癌的幾種物質,包括砷、鉻、石棉、鎳、鎘、鈹、氧化硅和柴油煙塵。暴露于致肺癌物質的工人肺癌發病率異常增高,且肺癌發病風險隨著暴露時間增加而增加。據估計,約3%至4%的肺癌是由石棉接觸引起的。石棉粉塵暴露對人體的傷害很大,石棉的致癌強度呈劑量相關性,石棉暴露水平每增加1f-y/ml,患肺癌的相對危險度增加1%~4%。石棉還會導致惡性胸膜間皮瘤。氡氣是鐳226的衰變產生的放射性氣體,也可能會引起肺癌。
隨著職業防護意識的加強,越來越多的致肺癌物質正在被人們認識。在發達國家,較先進的設備和較完備的職業防護措施已使職業危害在很大程度上得到控制。但作為發展中國家,尤其在我國一些經濟欠發達地區,職業防護意識低,勞動保護力度還很薄弱,處于煤礦、加工產業及建筑業等行業的職業傷害仍屢見不鮮。
五、腫瘤家族史
20世紀60年代Tokuhata和Lilienfeld發現肺癌患者的一級親屬中再患肺癌的人數較對照組高,揭示了肺癌的家族聚集性是肺癌發生風險因素之一。此后多項研究對肺癌的家族聚集性進行了研究。有研究表明,肺癌先證家系(指家系研究中遺傳疾病的家屬史研究中的淵源者,先證者,基人)一級親屬患肺癌的風險是對照家系的1.88倍,并進一步進行分層分析發現先證家系的父親、母親及兄弟姐妹患肺癌的風險分別是對照家系的1.62倍、1.96倍和1.92倍;吸煙和非吸煙先證者一級親屬患肺癌的風險分別是對照組吸煙者和非吸煙者一級親屬患肺癌的1.73倍和1.42倍;女性和男性肺癌先證者一級親屬患肺癌的風險性分別是對照組中女性和男性一級親屬患肺癌的1.89倍和1.99倍,差異具有顯著統計學意義。我國的一項多個省份地區的隊列研究說明較吸煙肺癌人群,不吸煙的肺癌人群中遺傳因素可能起到更重要的作用,尤其是在一個女性的癌癥患者中。因此,女性親屬癌癥家族史是肺癌的一個強有力的預測因子。這可能也解釋了肺腺癌易發生在女性不吸煙患者中的原因。但日本的一項大樣本研究則與上述研究結論相反即所有癌癥家族史與肺癌發病風險增加無關。目前關于肺癌與家族史的關系未細化,關于肺腺癌與家族史關系的報道仍較少,所以下一步可細化關于肺腺癌、肺鱗癌、小細胞肺癌等不同病理類型與家族史的密切程度。
六、年齡
癌癥是一種與年齡相關的疾病,肺癌發病率隨年齡的增長而逐漸增高。一方面,細胞癌變是多階段、多基因的損傷過程,年齡越大,細胞損傷修復的功能越低,癌變概率就越高;另一方面,隨著年齡的增長,細胞中DNA更容易發生點突變、缺失、擴增、易位或移位等,導致原癌基因的活化。肺癌在≥40歲男性和≥60歲女性癌癥患者中為第一多發癌。年齡越高,危險因素對機體的防御體系損害越嚴重,修復能力越低,細胞內基因變異累積至一定程度,癌癥才能發生,而慢性病剛好是這些變異累積的溫床。年齡是肺癌發生的獨立危險因素,即隨著年齡的增長肺癌的發病率呈上升趨勢。
七、呼吸系統疾病
肺部疾病,如慢性阻塞性肺疾病(COPD)、肺氣腫和慢性支氣管炎,被認為在導致肺癌發生中起重要作用。2012年,國際肺癌合作組織證實肺部炎癥導致肺癌發生的相對危險度增加了2.44倍,其中慢性支氣管炎可致肺癌發病達1.47倍,肺結核可增加1.48倍,肺炎可增加的1.57倍。事實上,呼吸系統疾病與肺癌之間存在許多未知的聯系,COPD可能通過增加氧化應激增加肺癌風險,導致DNA損傷,長期暴露于促炎細胞因子,抑制DNA修復機制和增加細胞增殖。
特發性肺纖維化、矽肺、硅肺等疾病也與肺癌關系密切。關于肺部良性疾病與肺癌的關系研究結果差異較大,但大部分學者認為肺結核、肺氣腫、慢性阻塞性肺疾病等疾病與肺癌關系密切。
八、心理因素
雖然煙草的危害得到廣泛宣傳、控煙工作一一實施、污染的大氣環境得到了有效的治理,但肺癌的發病率仍然呈持續上升趨勢。有研究對肺癌的相關危險因素分析發現,精神心理因素對肺癌影響已經超過了吸煙、家族史等傳統的肺癌危險因素。現代社會生活工作節奏快,由其所帶來的日益突出的精神心理問題可能是肺癌發病率及死亡率持續增高的重要原因之一。這提示心理因素在肺癌發病過程中起到重要的作用,精神心理因素應成為現代肺癌防治工作的重點內容。此研究還證實了勞動強度與肺癌發生的相對危險度呈現顯著正相關性。這可能是因為長期高壓力、高強度的工作狀態及睡眠問題所產生的連續作用對于情緒異常或應激事件等這類刺激發揮顯著的身體免疫及內分泌調節功能,從而在肺癌發生中起到重要作用。
Chujo等將研究人群縮小為NSCLC患者,得出負性事件及出現的負性情緒不僅影響肺癌的發生而且影響NSCLC患者預后的結論。不僅肺癌發病與心理因素密切相關,也與乳腺癌、大腸癌等腫瘤的發生有關。
對待事物采取積極態度的人可以充分調動機體內部活力,身心處于十分愉悅的狀態,對生活事件造成的負面影響及情緒能很好地處理及排解,從而降低了焦慮及抑郁等不良情緒水平。而相反,有些人不善于釋放和宣泄、長期壓抑自己的欲望及情緒,表現為焦慮和抑郁狀態,在生活中容易對事物采取消極態度,使自己陷入不安、恐慌的負性情緒和高度緊張的狀態中,因此這部分人患惡性腫瘤的概率比積極應對生活人群的概率大。此外,適當的社會心理支持也能夠幫助人們減輕負性生活事件的影響,提高生活質量。
目前,肺癌的病因雖然仍在進一步的探索中,尚未完全明確,但普遍認為肺癌的發生除了環境和遺傳因素相互作用外,社會、心理、情緒等因素也發揮了重要作用。有研究者認為,情緒異常或應激不會直接導致肺癌的發生,但在一定程度上對肺癌的發生起到促進作用。然而也有觀點認為肺癌可以通過局部的炎性反應去影響中樞神經系統內神經遞質的釋放,可以在一定程度上影響個體的性格。目前為止,心理、情緒因素與肺癌發生之間的關系及作用機制仍在不斷的探索中。
九、肺癌與激素
女性肺癌的發生可能與雌激素的關系密切。目前還不清楚激素替代療法(HRT)是否會影響女性罹患肺癌的風險。已經有20多項研究發表,但結果卻不一致。在一項大型隨機對照研究中,沒有發現使用雌激素加孕激素HRT治療的絕經女性肺癌的發病率增加;然而,NSCLC死亡的風險增加。對于接受單純雌激素的女性,患肺癌的發病率或死亡的風險并沒有增加。上海女性病例對照研究首次發現雌激素與肺癌的關系,研究發現肺癌患者尤其是不吸煙的女性肺癌發生與更年期和月經周期縮短有關。生殖和激素在肺癌病因學中的作用仍然存在爭議。肺癌的性別和病理類型存在顯著差異,如大多數不吸煙的女性肺腺癌,這在吸煙和環境暴露的影響中也起著重要作用。
十、總結
在肺癌發病病因的研究中,除了吸煙,職業性氡、砷、石棉等的接觸,環境污染,腫瘤家族史等暴露因素是確定可以增加肺癌風險的病因外,情緒因素、心理因素的影響也越來越得到關注。肺部良性疾病、烹飪油煙接觸史等對肺癌發病的影響尚在研究中。肺癌的病因十分復雜,是多因素、多基因共同作用、參與的復雜過程,要準確地獲得肺癌的危險因素還需加強全國范圍及各地區在肺癌人群流行病學和分子流行病學的合作研究,以期獲得地域性的肺癌風險因素以及我國人群共同的肺癌危險因素。

(姚舒洋)

參 考 文 獻
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