Експозиция на кадмий и рак на панкреаса в Южна Луизиана

ibg.waykun.com - Диета и загуба на тегло, днес

Брайън Г. Лукет

1 Програма за епидемиология, Училище за обществено здраве, Университет на Луизиана, Център за здравни науки, 2020 Gravier Street, 3-ти етаж, Ню Орлиънс, LA 70112, САЩ

2 Катедра по здравеопазване и поведенчески науки на Глобалната общност, Училище за обществено здраве и тропическа медицина, Университет Тулейн, 1440 Canal Street, Suite 2300, Ню Орлиънс, LA 70112, САЩ

Л. Джоузеф Су

3 Програма за изследване на епидемиологията и геномиката, Отдел за контрол на рака и науките за популацията, Национален институт за рака, 6130 Executive Boulevard, стая 5140, MSC 7393, Bethesda, MD 20892, САЩ

Дженифър К. Руд

4 Clinical Chemistry Core, Pennington Biomedical Research Center, 6400 Perkins Road, Baton Rouge, LA 70808, САЩ

Елизабет Т. Х. Фонтам

Резюме

1. Въведение

Южна Луизиана изпитва постоянно високи нива на смъртност от рак на панкреаса поне от 50-те години на миналия век [1], а картографирането на смъртността от рак на панкреаса в Съединените щати установява значително повишени нива в Южна Луизиана [2]. От 2000 до 2004 г. южната централна Луизиана, регионът Акадиана, е имала най-висок процент на заболеваемост в щата с 15,9 случая на 100 000 жители [3].

Кадмият е известен човешки канцероген [4] и се предполага, че е причина за рак на панкреаса при човека [5]. Има доказателства от животински модел, които предполагат, че това е правдоподобен панкреатичен канцероген [6]. Кадмият индуцира трансдиференциация на панкреатичните клетки [5] и увеличава синтеза на ДНК в панкреаса, вероятно чрез увеличен синтез на металотиоин [7]. Металотионеините са богати на цистеин, нискомолекулни протеини, които се свързват с ксенобиотични тежки метали като кадмий в процеса на детоксикация [8].

Установено е, че пациентите с рак на панкреаса имат значително по-високи серумни нива на кадмий в сравнение с неракови пациенти в Египет [9]. Въпреки това, серумната концентрация на кадмий може да не отразява хроничната експозиция, характерна за много канцерогенни процеси в околната среда, тъй като полуживотът на кадмий в кръвта е само 2 до 3 месеца [10]. Установено е, че концентрацията на кадмий в урината е по-добър показател за дългосрочна експозиция на кадмий от нивата в кръвта поради натрупването на кадмий в кората на бъбреците [11, 12].

Установено е, че по-високите концентрации на кадмий в урината са свързани с повишен риск от някои видове рак. Menke и сътр. [13] установи, че по-високите нива на кадмий, коригирани с креатинина, са свързани с повишена смъртност от рак сред мъжете в NHANES III Mortality Study. Nawrot и сътр. [14] установи, че по-високите концентрации на кадмий в урината са свързани със значително повишена честота на всички видове рак и рак на белия дроб, особено в белгийска кохорта, базирана на популация, докато Arisawa et al. [15] установяват подобен ефект сред японската кохорта. Установено е също, че повишените нива на кадмий в урината са свързани с повишен риск от рак на гърдата [16, 17] и рак на пикочния мехур [18]. Доказано е, че повишената експозиция на кадмий е свързана с повишен риск от рак на бъбреците [19], рак на ендометриума [20] и рак на простатата [21], но тези проучвания не използват екскрецията на кадмий в урината като биомаркер.

Цигареният дим е известен източник на кадмий поради способността на видовете Nicotiana да концентрират кадмий. Кадмиевият оксид, отделен по време на изгарянето на цигара, е силно бионаличен, тъй като пушачите демонстрират 2 до 3 пъти количеството кадмий в бъбреците си като непушачи [22]. Пушенето на цигари е установен рисков фактор за рак на панкреаса [23–25], като неотдавнашен мета-анализ установи около 75% увеличение на риска [26]. Въпреки че специфичните тютюневи канцерогени, свързани с рак на панкреаса, не са добре установени [27], кадмият е една от възможностите. Всяка цигара съдържа 1 до 2 микрограма кадмий [28].

Фосфатните торове и утайките от отпадъчни води, използвани като тор, съдържат кадмий [29]. Кадмиевият хлорид се използва при производството на някои пестициди [30]. Продължаващите приложения на торове и пестициди повишават концентрациите на кадмий в шведската почва с приблизително 30 процента в периода от 1918 до 1980 г. [31]. Зърненият прах може да съдържа остатъчен кадмий от торове или пестициди и може да съдържа фунгициди, използващи кадмиев карбонат [30]. Въпреки това, кадмият от приложения на торове и пестициди може да не остане изолиран. Проучване на метали в домашен прах, проведено в южната част на Луизиана, установи по-високи средни концентрации на кадмий както в пробите на закрито, така и на открито в селските домакинства, отколкото в градските [32]. Кадмий от природни източници или от антропогенно замърсяване може да проникне в кладенечна вода [33].

Кадмиевият ацетат се използва в процеса на рафиниране за отстраняване на меркаптани от суров нефт и бензин [34]. Кадмий е открит в автомобилните смазочни масла и в дизеловото масло [35]. Изгарянето на изкопаеми горива отделя кадмий във въздуха [30].

Кадмиевият сулфид се използва при производството на някои бои, за да се противопостави на почерняване от сероводород [30]. В допълнение към прилагането на кадмиеви бои, отстраняването на кадмиеви бои чрез изстъргване или взривяване може също да изложи работниците [36].

Други метали могат да съдържат някои примеси на кадмий, които се отделят при топене, отливане, заваряване или запояване на метала. За спояване на алуминий се използват кадмиеви сплави [30]. Заварчиците и монтажниците на тръби могат да бъдат професионално изложени на кадмий чрез заваръчни изпарения [36]. Лицата, заети в корабни дворове, също могат да бъдат професионално изложени [36].

Портландциментът съдържа кадмий [37], а кадмият може да се използва и като антикорозионно покритие или да се съдържа като примес в поцинковани покрития върху арматура, използвани в стоманобетон.

За непушачите храната е основният източник на излагане на кадмий [22]. Приблизително две трети от приема на кадмий в храната е от растителни източници, а останалата една трета идва от животински продукти [22]. Предишни изследвания установиха повишен риск от рак на панкреаса сред лицата, пребиваващи в Южна Луизиана, консумиращи големи количества ориз, зърнени храни и свинско месо [23].

Оризът и морските дарове са основни елементи на диетата в Южна Луизиана и могат да увеличат излагането на кадмий в тази популация. Биоакумулирането на кадмий в зърнени култури и черупчести мекотели чрез поглъщане на природен кадмий и кадмий, внесени в околната среда чрез промишлени емисии, изгаряне на изкопаеми горива, пестициди и химически торове [11]. Кадмий е открит във високи нива в ориза в много части на света [38, 39]. Shimbo et al. [40] и Watanabe [41] установяват корелация между приема на кадмий и концентрациите на кадмий в урината сред японски жени с високи нива на консумация на ориз.

Демонстрирани са високи концентрации на кадмий в мекотели и ракообразни [41–43]. Установени са повишени нива на кадмий в стриди, скариди, раци и раци [42, 44, 45] и в ориз от Южна Луизиана (непубликувани данни).

Тестваме хипотезата, че хроничната експозиция на кадмий е положително свързана с риска от рак на панкреаса. За да отговорим на тази хипотеза, регресирахме състоянието на заболяването върху нивата на кадмий в урината и потенциалните източници на експозиция на кадмий в проучване за контрол на случая в южната централна Луизиана. Също така изследвахме връзката между потенциалните източници на експозиция на кадмий и концентрацията на кадмий в урината, за да разгледаме дали рисковите фактори, които открихме за рак на панкреаса, може да се дължат на кадмий.

2. Материали и методи

Ние ограничихме допустимостта за случаи и проверки до неинституционализирани лица на възраст над 20 години и пребиваващи в една от осемте енории в Южна Луизиана (окръзи) по време на диагностицирането на случаите или установяването на контрола. Това изследване на човешки субекти беше прегледано и одобрено от Центъра за здравни науки на държавния университет в Луизиана: Ню Орлиънс, Институционален съвет за преглед. Поискахме разрешение от лекуващите лекари, преди да се свържем с техните пациенти и всеки интервюиран ни даде информирано съгласие.

В сътрудничество с регистъра на туморите в Луизиана бързо установихме случаи на рак на панкреаса, диагностицирани между 1 март 2001 г. и 31 май 2005 г., от болниците в Южна Луизиана. Въпреки че установихме повечето случаи в рамките на един месец от поставянето на диагнозата, 60 процента вече бяха починали или твърде болни, за да участват, докато се опитахме да се свържем с тях. Седемдесет и осем процента от случаите, които са могли да участват, са го направили. Тъй като са необходими биологични проби, не са провеждани интервюта за прокси.

Избрахме на случаен принцип контролна група, базирана на населението, от шофьорска книжка и издадени от държавата идентификационни карти за субекти на възраст под 65 години и от ролки на Medicare за лица на възраст 65 години или повече. Участваха петдесет и четири процента от допустимите контроли, които идентифицирахме. Контролните субекти бяха съпоставени по честота по възраст, раса (но не и етническа принадлежност) и пол в съотношение 2 към 1 спрямо случаите. Ние не съпоставихме индивидуално контролите със случаите на енория, за да избегнем прекомерно излагане на експозицията на околната среда; но всички контроли бяха жители на същия 8-енорийски водосборен район, от който установихме случаи.

Приложихме стандартизиран и предварително валидиран въпросник както за случаите, така и за контролите и ги помолихме да предоставят еднократна проба от кръв и урина по време на интервюто. Въпросникът включваше демографски данни, жилищни и професионални истории, лични и семейни медицински истории, употреба на тютюн и алкохол и друга подходяща информация. Включен бе и въпросник за честотата на храните, разработен в Националния институт по рака (NCI), който модифицирахме за използване в тази конкретна популация, като добавихме храни, които са общи за диетата в Южна Луизиана [46]. Модифицираният въпросник Block-NCI е използван, тъй като използва данни както за честотата, така и за размера на обслужване (установено с визуално ръководство) при изчисляването на средната консумация на храна. Помолихме респондентите да докладват обичайната си диета една година преди интервюто, за да отчетат диетичните промени, свързани с рака на панкреаса.

Точковите проби от урина бяха анализирани в Биомедицинския изследователски център в Пенингтън на атомно-абсорбционен спектрофотометър Perkin Elmer, снабден с графитна пещ. Измерихме креатинин в проби от урина с помощта на Beckman-Coulter DXC 600 Pro. Тук се отчитат концентрациите на кадмий като микрограми на грам креатинин (μg кадмий/g креатинин).

По-рано е доказано, че етническата принадлежност на каджун е свързана с повишен риск от рак на панкреаса при тази популация [23]. За целите на това проучване определихме „Cajun“ като респонденти, които се самоопределиха като етнически Cajun и съобщиха, че френският език се говори в дома им, когато са били деца. Това определение елиминира хората, които се идентифицират като Cajun поради културен афинитет. Считахме както афро-американците, така и белите, които отговарят на тези критерии, за Cajun.

Ние коригирахме пушенето на цигари в регресионните модели, използвайки две мерки: години на пакета (включени като непрекъсната променлива) и дали субектът е настоящ пушач (дефиниран като пушил цигари в рамките на три години след интервюто). По този начин бившите пушачи бяха определени като отказали се поне три години преди интервюто. Избрахме тези променливи дефиниции на настоящ и бивш пушач, за да уловим очаквания ефект от сравнително скорошно излагане на тютюн върху отделянето на кадмий с урината.

В допълнение към променливите за съвпадение и пушене, нашите модели на състоянието на заболяването включват и променливи за завършване на гимназия, типичния брой консумирани алкохолни напитки на ден и дали субектът е имал роднини от първа степен (родител, брат или сестра) който е бил диагностициран с рак на панкреаса. За да оценим дали има връзка между потенциалните експозиции на кадмий и концентрациите на кадмий в урината, ние регресирахме концентрациите на кадмий в урината върху потенциални източници на кадмий поотделно с корекция за съответстващи параметри, години на опаковане, текущо състояние на пушене и телесно тегло и височина.

Използвахме безусловна логистична регресия, за да изчислим съотношенията на шансовете и доверителните интервали за коригиране на риска от заболяване за установени рискови фактори за рак на панкреаса и променливи за съвпадение на честотата. Използвахме линейна регресия, за да оценим приноса на потенциалните източници на кадмий към концентрациите на кадмий в урината. Установихме, че разпределението на концентрациите на кадмий в урината е изкривено надясно, но успяхме да ги нормализираме с помощта на естествена логаритация. Тук представяме експоненциалните показатели на средните стойности и коефициенти за трансформирани стойности на естествения логаритъм, за да ги направим сравними с представените също нетрансформирани стойности. Нашите тестове за тенденция бяха извършени чрез регресиране на резултата от интерес върху категориалните медиани вместо категорични фиктивни променливи и включващи всички същите ковариати, както преди. Всички статистически анализи са направени с помощта на софтуера SAS 9.1 [47].

3. Резултати

Таблица 1 представя разпределението на характеристиките на случаите и контролите, включени в проучването. Случаите и контролите не се различават значително в зависимост от факторите, по които честотата на контролната серия е била съпоставена: възраст на интервю, раса и пол. Тъй като ракът на панкреаса има много лоша преживяемост, случаите са интервюирани в рамките на седмици след диагностицирането. Следователно възрастта при интервю е практически същата като възрастта при диагностициране.

маса 1

Демографски характеристики на изследваната популация.

FactorLevelCasesControls n% n%

Пол	Мъжки пол	35	50.7	78	49.4
Пол	Женски пол	34	49.3	80	50.6
Бял	54	78.3	125	79.1
Състезание	Афроамериканец	15	21.7	29	18.4
Други	0	0,0	4	2.5
Cajun	Не	18.	26.1	51	32.3
Cajun	Да	51	73.9	107	67.7
Образование
Образование	Всеки роднина от първа степен с рак на панкреаса	Не	62	89.9	153	96,8
Да	Всеки роднина от първа степен с рак на панкреаса	7	10.1	5	3.2

От характеристиките, изброени в таблица 1, постигнатото образование и всеки роднина от първа степен с рак на панкреаса са значително свързани със състоянието на заболяването, когато се контролира само за съвпадение на променливите. Контролите са значително по-склонни да са завършили гимназиална диплома или обща еквивалентна диплома (GED), отколкото случаите. Докато 77% от контролите са имали диплома за средно образование или GED, само 62% от случаите са имали такава. Липсата на средно образование повече от два пъти удвоява риска от рак на панкреаса в тази проба (ИЛИ = 2,12, 95% ДИ = 1,09–4,12, не е показано в таблицата). Само три процента от контролите съобщават за роднина от първа степен с рак на панкреаса в сравнение с 10 процента от случаите (OR = 3,59, 95% CI = 1,09–11,85, не е показано в таблицата).

3.1. Потенциални недиетични източници на кадмий

Таблица 2 (а) представя съотношенията на шансовете за състояние на заболяването с 95 процента доверителни интервали за потенциални източници на неестерична експозиция на кадмий. Нивата на кадмий в урината са категоризирани в постепенни квартили от 0,5 микрограма кадмий на грам креатинин, като горният квартил улавя всякакви стойности, по-големи от 1,5 μg/g креатинин. Съотношенията на шансовете показват ясно монотонно увеличение на риска от рак на панкреаса с увеличаване на концентрациите на кадмий в урината (тест за тенденция P ≤ 0,0001, не е показан в таблицата). Използвайки групата с най-ниски концентрации като референт, следващата група с нива на концентрация имаше коефициент на коефициент 3,34 (95% CI: 1,38–8,07), последван от коефициент на вероятност 5,58 (95% CI: 2,03–15,34) за трети квартил и 7,70 (95% CI: 3,06–19,34) за най-високите нива на концентрация на кадмий в урината. Данните за кадмий в урината не са налични за всички субекти, тъй като субектът не е предоставил проба (n = 16) или не е предоставил достатъчно количество за анализ (n = 5). Датчикът за кадмий в урината за един контролен субект е изключен от анализ, след като е идентифициран като отклонение, използвайки подхода за изследване на остатъчни вещества.

Таблица 2

а) Разпределение и оценки на риска за потенциална експозиция на кадмий. (б) Разпределение и оценки на риска за потенциална експозиция на кадмий в храната.

Популярен

Те четат сега