云锡矿工肺癌病因学研究的概况

中华放射医学与防护杂志 1998年第5期第18卷 我国放射医学与防护研究进展

作者：孙世荃

单位：孙世荃　（太原，中国辐射防护研究院　030006）

关键词：矿工肺癌；致癌危险系数；氡砷复合作用

　　摘要　本文简要回顾了近30年来云锡矿工肺癌病因学研究的概况，介绍了“氡砷复合，以氡为主”的病因学观点的现场研究与实验室研究的证据，提出矿工肺癌病因中氡/砷相对贡献的比值，提出利用该比值制定氡砷复合暴露时井下氡-砷空气浓度限值的办法及供肺癌矿工职业赔偿使用的计算病因概率的参数。作者认为由于存在一些技术上的问题，目前很难根据现有的流行病学研究资料计算云锡矿工的氡致肺癌危险系数。

Outline of studies on etiology of lung cancer of Yunnan tin miners.

Sun Shiquan. China Institute for Radiation Protection, Taiyuan 030006,China.

　　Abstract This paper reviews the studies on the etiology of miner lung cancer at Yunan tin mine for about 30 years. The author presents epidemiological and laboratory evidences to maintain the viewpoint that lung cancer is induced mainly by the exposure to radon with the combined effect of arsenic. Relative contribution of radon and arsenic in the etiology of miner lung cancer is given to decide the protection limit of radon and arsenic needed for combined exposure. That value is also used for getting parameters to calculate the probability of causation in occupational compensation. In view of some technical problems, it is difficult to calculate the risk coefficient of radon-induced lung cancer of Yunnan tin miner based on the material available.

　　Key words Miners Lung cancer Risk coefficient Radiation cancer Combined effect

　　Radon Arsenic

　　矿工肺癌是最古老的辐射致癌事例，400年前Agricola(1597)报告德国捷克交界处的“矿山病”，200余年前Sheffler(1770)提出它可能与砷有关，100余年前Harting等(1879)证实它是肺部恶性肿瘤。1924年Ludwig等报告矿井下氡的增加，然后是数十年间砷与氡病因说间的争论，1962年Archer等提出美国科罗拉多铀矿工肺癌增加，从此氡病因说很快得到广泛承认，而对砷的作用却不再被人提起。我国对矿工肺癌的重视是从70年代初云南锡业公司(云锡)开始的，病因学研究的重要成果是肯定了砷对氡的复合效应。进入90年代，捷克和德国也开始重新提出砷在铀矿工肺癌中的作用。我国铀矿的建立较晚，70年代末期亦即建矿大约15年后才肯定了铀矿工肺癌的增加。但是矿工肺癌问题并不像云锡那样严重。实际上我国的矿工肺癌在其他某些有色金属矿山也相当突出。有效的防护取决于对病因的正确认识。回顾将近30年来云锡矿工肺癌病因学研究的概况对继续加强井下卫生防护工作是有益的。本文在一般性回顾的基础上将着重介绍作者本人参加的工作。

　　1　云锡矿工肺癌病因学的现场研究

　　云锡公司卫生处早自60年代就注意到矿工肺癌的高发问题，经1972年系统监测发现井下氡浓度增加，1973年建立了大约400例肺癌的统计名册。在得到这些消息后，中国医学科学院放射医学研究所张景源教授和当时的华北七所(今中国辐射防护研究院)孙世荃教授于1973年先后到云锡矿山考察，1974年两单位与711矿组织联合调查，进行辐射监测与痰细胞学普查，肺癌的高发及氡的增加得到肯定。1975年初周总理关怀云锡肺癌问题后中国医学科学院肿瘤研究所等很多单位参加了这项研究，举办过多次学术讨论会。云锡肺癌也引起国际关注。80年代美国纽约大学和国家癌症研究所(NCI)曾到云锡考察，NCI与云锡劳研所及中国医学科学院肿瘤研究所合作开展流行病学研究，所得成果已经陆续发表。

　　国内首次讨论会是1975年昆明会议。根据1974年调查结果，作者提出氡子体是矿工肺癌的主要原因，矿尘与砷的作用尚待研究。1978年在昆明召开了第2次云锡肺癌会议，云锡劳研所，中国预防医学科学院劳卫所等单位提出了矿工肺砷含量增加的证据，开始形成氡-砷两种病因学观点。砷致癌的重要旁证是特征性的砷致皮肤损害。这次会议之后作者终于在人群调查中找到砷致皮肤角化和皮肤癌，砷在云锡肺癌病因中的地位得到肯定。紧接着开展普查，得到不同职业(矿工，冶炼工)、不同污染区(矿区，市区)，接受不同年代暴露(解放前，解放后)的不同人群的皮肤角化检出率及其肺癌危险水平，提出氡-砷致癌的作用途径。根据这些结果提出云锡肺癌来自氡-砷复合作用的观点，并且明确主张氡起主要作用；砷不仅来自井下含砷矿尘也来自地表环境砷污染^［1］。这些观点迄今没有原则改变，而且从作者对湖南4个有色金属矿的井下氡监测，环境砷污染及与云锡相似的肺癌的高发中得到支持^［2］。

　　国内自80年代陆续发表云锡矿工肺癌的流行病学及病因学报告，表现出学术观点的活跃与分歧：例如张景源等(1981)，王燮华等(1984)利用既往矿洞内氡的实测值与肋骨中²¹⁰Pb含量对氡的病因学作用进行分析，云锡劳研所毛宝霖(1982)，张辅铭等(1985)，姚树祥(1994)根据流行病学研究结果提出氡及矿尘的复合作用；预防医学科学院劳卫所刘玉堂等(1988)认为致癌的主要原因是砷而不是氡；劳卫所于永忠等(1993)主张肺癌的高发与氡关系不密切，也不是来自矿尘中某单一成分而是矿尘中各种物质混合作用的结果，只要降低粉尘即能有效防止肺癌高发；中国医科大学陈洪权等(1986)也主张肺癌来自矿尘中的各种复杂成分，尘肺与肺癌并存，尘肺可以继发肺癌，氡和砷都不是主要原因。以上说明作者提出的“氡砷复合，以氡为主”的观点无论过去还是今后仍会在不同意见的讨论中调整完善。作者不反对多因素联合作用。但是联合作用中被纳入的因素越多越加使防护实践无所适从。作者强调，不确定主要病因就不能确定防护的重点与目标，不对各种因素的贡献进行定量就不能对这些因素的水平的合理控制进行定量。

　　国外自1989年起陆续发表美国NCI与云锡及中国医学科学院肿瘤所的合作研究。乔有林等(1989)通过病例对照研究认为主要原因是井下的氡而不是吸烟，Taylor等(1989)认为与砷相比较，氡的作用更重要，Lubin等(1990)给出氡的致癌ERR系统为每WLM 1.7%，与BEIR Ⅳ(1988)值相似，说明肺癌的增加可以用氡来解释。Laurer等(1993)对云锡矿工骨内²¹⁰Pb进行体外测量，结果认为与肺癌危险关系最密切的是²¹⁰Pb值而不是根据不完整的历史回顾估算出的WLM和砷的累积暴露量。这些报告与作者的既往意见基本一致。

　　2　云锡矿工肺癌病因的实验室研究

　　作者的研究组曾经重复国外做过的氡致大鼠肺癌的实验^［3］，但是为解决云锡肺癌更重要的是大鼠经气管灌注云锡矿尘诱发肺癌及吸氡复合灌注矿尘的实验。云锡劳研所赵桂芬等(1987)报告的结果表明氡砷复合的发癌率略高于单纯吸氡的发癌率，支持了氡砷复合以氡为主的观点。云锡矿尘中的砷是与铁相结合的难溶性砷，预防医学科学院劳卫所刘玉堂等(1981)的研究证明它可以在体内缓慢解离形成可溶性砷，对局部产生远期致癌效应。作者对矿工及大鼠肺组织的扫描电镜能谱波谱微区分析为砷的组织学定位及其解离提供了形态学证据^［4，5］。云锡矿工肺内砷增加，但头发和尿内砷含量并无增加。以上说明难溶性砷的致癌主要来自其对局部组织的长期直接作用。昆明医学院黄润等(1985，1995)曾经利用金地鼠进行云锡矿尘气管灌注和吸氡诱发肺癌的实验研究，认为肺癌是多种因素复合作用的结果。

　　由于沉积的难溶性含砷矿尘长期停留于肺内，其致癌效果来自其缓慢解离后对局部组织的长期直接作用，被肯定的井下职业性致癌因素只有氡和含砷矿尘，因此有条件根据肺癌起始部位是否可以找到矿尘沉积来确定肺癌是否起源于矿尘，进而根据氡砷致癌合计概率为1的原则确定氡-砷在肺癌病因中的相对贡献。在云锡职工医院的协作下作者收集100例矿工肺癌手术切出标本，由于经常开展痰细胞学普查，其中27例为病灶十分局限便于进行组织发生学分析的早期肺癌和原位癌。始发于矿尘的周边型肺癌可被认为是典型的砷致肺癌，始发自缺乏矿尘沉积的大支气管的中心型肺癌将是典型的氡致肺癌。经过估算，全部矿工肺癌病例中氡的病因学贡献是含砷矿尘的大约7倍^［6］，比作者利用流行病学及动物实验研究结果估计的病因贡献比值稍高但相差不是太大^［7］。这些方法都是有很大的不确定性，作为一种定性的方法，它至少可以表明氡的贡献不会小于含砷矿尘的作用。

　　3　氡致肺癌的危险系数

　　评价氡致肺癌的危险经常使用从流行病学研究得到的超额相对危险(ERR)系数即ERR/WLM。ERR系数的用途是：选定氡的防护剂量限值；对某氡暴露人群的肺癌危险进行预测；对某人所患肺癌来自氡暴露的病因概率进行估算；将已有的ERR系数与某肺癌高发人群实测的ERR系数相比较可供对氡在该人群肺癌病因中所占的份额进行估计。为完成这些功能要求所使用的ERR系数有足够的代表性。ICRP-32，50，65给出的ERR/WLM是1.0%，BEIR-Ⅳ的值是1.5%。

　　为了获得更有代表性的结果，美国NIH出版物No.94-3644(1994)总结了11个人群的资料，ERR/WLM的平均值为0.49%，是ICRP值的1/2，这个结果已被UNSCEAR-1994所引用。中国矿工值在NIH的ERR系数中起很大作用。在11个人群合计2 701例肺癌中，中国有980例，占36.3%，而中国矿工的ERR系数最低，仅为0.16%。NIH出版物的中国值来自他们对云锡矿工资料的统计结果及他们与中国的合作研究(Xuan 等1993)。作者根据既往收集的资料指出NIH计算ERR系数所使用的WLM值偏高，结果会导致ERR系数偏低，NIH对砷的复合作用的校正方法也存在值得讨论的问题，它是使ERR系数降低的另一个可能的原因。因此作者认为NIH给出的中国矿工ERR系数目前不适于用来对中国的肺癌危险进行评价^［8］。

　　假如只涉及氡，而且建立ERR系数是为辐射防护管理目的使用，可以采用有代表性的数值。假如涉及两种致癌因素氡和砷，而且还要为病因判断使用则问题比较复杂。计算云锡矿工肺癌ERR系数面临的困难是：肺癌矿工中大约90%有解放前井下作业史，而云锡井下的氡监测从1972年才开始，氡暴露量的回顾与估算有很大的不确定性；氡与砷的累积暴露量都随井下工龄而增加，因而不易根据流行病学研究的结果区分二者的作用；矿工既往同时接受地表环境的砷污染，不易获得具有足够可比性的对照组。

　　为了满足像云锡这样氡砷复合暴露的有色金属矿山井下防护和职业赔偿的需要，作者曾利用所估算的氡/砷在云锡矿工肺癌病因贡献中的比值，提出井下氡-砷空气浓度防护限值建议，以期把复合暴露下矿工的肺癌危险控制在相当于现有国家标准的氡子体浓度限值所伴随的危险水平，提出计算氡-砷复合暴露诱发肺癌相对危险的参数，用来计算复合暴露下的合计病因概率，以期把砷的附加份额考虑在内，使这些矿工在接受低于现有国家标准所要求的氡子体累积暴露时就能得到应有的职业赔偿^［7，9］。

　　作者认为对事物的认识向来是不断发展的，云锡矿工肺癌的病因学研究与讨论可能还要继续不少年，但是对矿山井下的卫生防护和对肺癌矿工的职业赔偿只能根据当时取得的病因学的阶段性认识及时作出必要的判断。

　　参考文献

　　1　孙世荃，孟宪玉，袁丽云，等.云南个旧锡矿矿工肺癌病因学分析.辐射防护，1981，1(2)：1.

　　2 孙世荃，任新初，彭义德，等.有色金属矿山的井下氡积累与矿工肺癌.中华放射医学与防护杂志，1993，13：304.

　　3 王丽华，孟宪玉，陈学义，等.长期吸入氡及氡子体诱发大鼠肺癌的观察.辐射防护论文集.北京：原子能出版社，1982：232-235.

　　4　孙世荃，赵桂芬.扫描电镜能谱-波谱分析技术在云锡矿工肺癌病因研究中的应用.中华医学杂志，1988，68：254.

　　5　吕耀娟，孙世荃.云锡矿工肺内沉积矿尘的扫描电镜X线能谱分析.中华病理学杂志，1992，21：103.

　　6　Sun Shiquan, You Zhanyun, Tan Songyin, et al. Pathohistogenetic approach on the etiology of Yunnan tin miners lung cancer. Chinese Med J, 1989, 102:347.

　　7 孙世荃，尤占云，张辅铭，等.氡子体和含砷矿尘对矿工肺癌病因的贡献.中华放射医学与防护杂志，1991，11：1.

　　8 Sun Shiquan. Risk coefficient of radon-induced lung cancer and combined effect of arsenic in miners of Yunnan tin mine of China. Chin J Radiol Med Prot， 1998,18:217.

　　9 孙世荃.职业性肺癌诊断标准的研究.中国工业医学杂志，1991，4：28.

(收稿：1998-06-29)