铁矿接尘工人尘肺发病及死因的队列研究

摘要

尘肺是由于长期接触生产性粉尘引起的以肺组织纤维化为主要病理特征的疾病,是我国以及很多其他发展中国家发病最多、危害最严重的职业病。卫生部发布的年度职业病报告显示,2010年我国报告新发职业病27240例,其中尘肺病23812例,占总数的87.42％。2009年和2010年,我国报告的新发尘肺病例分别比前一年上升了33.85％和64.28％,并且群体性病例报告不断出现,严重影响社会和谐和经济的可持续发展,因此,防治尘肺是我国职业病防治的重中之重。
　　生产性粉尘存在于很多行业,如矿山开采,公路桥梁建设、陶瓷生产等。其中矿山开采是生产性粉尘危害最严重的行业之一,在生产过程中的诸多环节如风钻、爆破、采矿、破碎、运输等产生的生产性粉尘浓度都很高。矿工长期吸入生产性粉尘可以引起肺泡炎症,肺间质增生,胶原沉积,最终发展为以纤维化为主要病理表现的尘肺病。
　　既往研究显示,在累积粉尘暴露量和粉尘中游离二氧化硅含量接近的情况下,不同工人的尘肺发病情况不尽相同,提示尘肺的发生不仅与接触生产性粉尘有关,还受到其他因素如吸烟、患其他呼吸系统疾病、遗传易感性等的影响。
　　本课题组前期研究时,选择湖北某大型国有铁矿1960年1月1日到1974年12月31日之间登记在册,并且在该铁矿工作过一年以上的所有工人建立了研究队列。1986年以前为回顾性资料收集,1986年以后为前瞻性随访,本研究在前期研究的基础上继续随访队列人群到2011年底。
　　本研究目的是分析该铁矿尘肺发病规律及其影响因素,以期为铁矿及类似行业尘肺防治工作提供参考依据。同时,收集了死亡队列成员的死亡相关信息,分析生产性粉尘接触对从业工人疾病死亡率的影响,为促进工人健康,减少死亡提供指导。本研究共包括三部分:
　　第一部分铁矿接尘工人尘肺发病规律及其影响因素研究
　　在前期研究的基础上,本研究随访铁矿队列人群至2011年底,完成了95.93％的队列成员的终身职业史随访。尘肺病例均由具有资质的职业病诊断机构进行确诊。同时,通过铁矿历年各工作岗位粉尘浓度监测资料建立了工种-年代-总粉尘浓度矩阵,结合个人的职业史计算每个队列成员的累积粉尘接触量,分析铁矿接尘工人尘肺的发病规律和影响因素。
　　本研究队列共7666人,男性6543人,女性1123人,到2011年底,共随访332609.88人年。其中接尘工人3658人,共随访150216.02人年,诊断尘肺328例,人年发病率0.22％。78.05％的尘肺发病年龄在40-60岁之间。
　　50年代建矿之初主要接尘工作点的平均总粉尘浓度超过11mg/m3,合格率只有33％左右。随着生产工艺的改进和防尘降尘措施的采用,铁矿的总粉尘浓度迅速下降,2000年以来平均1.92mg/m3(1.54mg/m3～2.47mg/m3),合格率达到90％以上。不同年代开始接尘的工人接尘量和尘肺发病有显著差异。1960年之前开始接尘的1818名工人平均累积接尘量为95.41±56.68mg/m3-y,其中有285人被诊断为尘肺,占该铁矿诊断尘肺病例总数的86.89％;1970年之后开始接尘的865名工人的平均累积接尘量为45.51±22.84 mg/m3-y,有11人被诊断为尘肺。该铁矿尘肺的平均潜伏期为22.68年(6.92年～50.92年),其中71.34％的病例在10～30年之间。
　　尘肺的发病危险性随着接尘量的增大而升高,呈现剂量反应关系,按累积接尘量将接尘工人分为高接尘组(CDE≥100mg/m3-y)、中接尘组(50mg/m3-y≤CDE<100mg/m3-y)和低接尘组(CDE<50mg/m3-y)后,高、中、低接尘组的尘肺累积发病率分别为22.26％、7.32％和2.92％。调整性别、吸烟、患肺结核等因素之后,高、中接尘组相对于低接尘组的危险度分别为4.83(95％CI:3.97-7.76)和2.18(95％CI:1.36-3.39)。
　　校正接尘量、性别等因素后,接尘工人中吸烟者尘肺发病危险度是不吸烟者的1.74倍(p<0.01),患有结核的接尘工人尘肺发病危险度是未患结核者的12.78倍(p<0.01)。
　　本部分研究结果表明,尘肺的发病危险随着累积接尘量的增加而升高,吸烟和患肺结核等也会增加尘肺发病危险度。
　　第二部分铁矿尘肺发病与遗传易感性的关联
　　研究显示,接尘情况类似的工人,尘肺发病存在很大差异,说明尘肺发病可能受到遗传易感性的影响。矽尘进入机体后被肺泡巨噬细胞识别和吞噬,引起活性氧(Reactive oxygen species,ROS)、自由基的产生和释放,溶酶体裂解,促进 Nalp3炎性体的形成和成熟,从而促进细胞凋亡蛋白酶1(Caspase-1)的活化,活化的Caspase-1可以刺激前炎性因子如白细胞介素(interleukin,IL)-1β等前体的分化成熟,从而促进纤维化的发生发展。
　　研究对象包括铁矿的182名尘肺病例、214名非尘肺接尘工人和180名不接尘工人。由经过培训的调查人员对研究对象进行问卷调查,并在空腹时采集外周静脉血5ml,肝素抗凝,用于提取基因组DNA。采用TaqMan技术测定在生产性粉尘的免疫识别和诱发炎性反应中具有重要作用的Nalp3-Caspase-1-IL-1β通路上选定的五个SNP位点的基因型,采用Logistic多元回归分析基因型与铁矿尘肺发病之间的关联。本研究得到同济医学院伦理道德委员会批准。
　　调整出生年月、性别、吸烟和接尘情况等因素后,Nalp3基因SNP位点rs34298345 G/-型接尘工人相对于G/G型工人的尘肺发病危险度是2.96(95％CI:1.39-6.28);Caspase-1基因 SNP位点rs1042743 G/A型接尘工人相对于G/G型工人的尘肺发病危险度是3.61(95％CI:1.60-8.13)。Nalp3基因SNP位点rs1539019以及IL-1β基因SNP位点rs1143627和rs1143634突变频率与尘肺发病危险呈现负相关趋势,但差异没有统计学意义(p>0.05)。
　　本部分研究表明rs34298345和rs1042743位点的突变型可能增加尘肺发病危险性,应该加强对这类工人的健康监护,减少尘肺发生。
　　第三部分铁矿接尘工人死因分析
　　本课题组对铁矿接尘工人队列进行了长达43.07年的随访,通过职工医院病历等收集了队列中死者的详细死亡资料,分析接尘对接尘工人死因的影响。
　　根据累积粉尘接触量将接尘工人分成高、中、低接尘组,通过计算相对危险度(relative risk,RR)比较不同接尘量工人死因的差异,同时以全国城市居民年龄别疾病别死亡率为参考,计算主要疾病的标化死亡比(standardized mortality rates,SMRs)及其95％可信区间。
　　铁矿共有接尘工人3658人,共随访150216.02人年,死亡1581人,累积死亡率43.22％,人年死亡率为1052.48/10万人年。铁矿接尘工人的前6位主要死因依次为恶性肿瘤、呼吸系统疾病、心血管疾病、脑血管疾病、意外事故和消化系统疾病。
　　高、中、低接尘组的全死因累积死亡率依次为57.12％、43.92％和33.97％。调整性别,开始工作年龄,吸烟情况等因素后,高接尘组和中接尘组相对于低接尘组的死亡危险度分别为2.07(95％CI:1.69-2.55)和1.32(95％CI:1.11-1.56)。全死因、恶性肿瘤及其中的肺癌、心血管疾病、脑血管疾病、呼吸系统疾病及其中的COPD和尘肺的死亡率均随着接尘量的增加而升高,呈现剂量反应关系。
　　诊断的328名尘肺病人中有248人死亡,累积死亡率75.61％,明显高于非尘肺接尘工人的40.03％。尘肺病人的肺癌、呼吸系统疾病和心血管疾病的死亡率分别为非尘肺接尘工人的2.01、4.81和1.49倍,差异有统计学意义(p<0.05)。
　　与同期全国城市居民的平均水平相比,铁矿接尘工人死亡率升高的有全死因、肺癌、心血管疾病、脑血管疾病、呼吸系统疾病、尘肺和意外事故。
　　本部分研究显示铁矿接尘工人的死亡率高于全国城市居民的平均水平,并且与接尘呈现剂量-反应关系。尘肺病人的死亡率高于非尘肺接尘工人。
　　综上所述,铁矿尘肺的发病率随着接尘量的增加而升高,同时也受到吸烟、肺结核、基因多态性等的影响。加强对生产性粉尘的控制,不仅可以减少尘肺的发生,也可以降低与粉尘接触相关的疾病死亡率。

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英文缩写

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前 言

第一部分 铁矿接尘工人尘肺发病规律及影响因素研究

1 研究对象及方法

2 结 果

3 讨论

第二部分 铁矿尘肺发病与遗传易感性的关联

1 研究对象与方法

2 结果

3 讨论

第三部分 铁矿接尘工人死因分析

1研究对象与方法

2 结果

3 讨论

结 论

本研究的创新之处

本研究不足之处及下一步研究计划

参考文献

附 录

综 述

1.固有免疫与矽肺

2 细胞因子与矽肺

3 矽肺与凋亡

参考文献

致谢