1997年,俄罗斯Khudol?等学者发表了《环境肿瘤学趋势与展望》(Trends and Perspectives In environmental oncology),提出环境肿瘤学是一门研究环境与暴露于致癌物修饰的生物体之间多层面关系的学科。
2007年,美国匹兹堡大学癌症研究所、公共卫生研究生院、医学中心,美国康奈尔医学院,Strang癌症预防中心,美国纽约大学医学中心,美国根特大学和法国波尔多第二大学联合发表报告The need to develop centers for environmental oncology,报告指出:癌症受到环境的影响,美国控制癌症的大部分努力都集中在诊断和治疗上,而不是寻找预防癌症出现的方法。鉴于这一现实,前瞻性地提出了未来十年建立跨学科的环境肿瘤学中心,专注环境肿瘤学的综合研究和政策制定于一体的交叉学科研究。通过分子流行病学和基因组、代谢组学以及环境暴露、易感性和疾病相关生物标志物等基础研究,寻找发现有效的肿瘤干预措施,提高预防肿瘤的能力。最终,促进提高识别和控制肿瘤发生发展相关的环境因素的能力,为全球的环境肿瘤研究的未来发展提出新的学科方向。2023年,Eric H. Bernicker主编的Environmental Oncology Theory and Impact出版,促进了环境肿瘤学的发展。
1.2 环境肿瘤学研究机构现状
(1)世界卫生组织(World Health Organization, WHO): WHO在环境健康领域的主要职责和活动包括评估环境健康风险,制定环境健康政策,提供技术支持和指导,开展环境健康研究,教育和宣传。
(2)国际癌症研究机构(International Agency for Research on Cancer,IARC):IARC根据证据将致癌物质分为四组。专著方案[47]始于1972年。Tomatis开发的专题方案通过制定严格的标准来总结和评估科学证据,将循证方法引入公共卫生领域,其方法不仅严格适用因果关系标准,而且全面和详细地说明已有的数据,是帮助社会解决职业和环境接触带来的健康风险的唯一途径[48]。自1971年以来,国际癌症研究机构通过专著对1000多种药物进行了评估,其中500多种药物被确定对人类具有致癌性、很可能致癌性或可能致癌性[49]。
(3)美国环境保护署:美国环境保护署(United States Environmental Protection Agency, EPA)是美国联邦政府的一个独立机构,负责保护和维护美国的环境质量。EPA成立于1970年,其任务包括制定和执行环境法律、制定环境政策、进行环境科学研究、监测环境质量和提供环境教育。美国环境保护署的职责范围涵盖了空气质量、水质、土壤污染、化学品管理、垃圾处理、废物回收、环境公正等多个领域。该机构通过立法、监管、科学研究和公众教育等手段来保护和改善环境,确保公众的健康和福祉。EPA于1985年建立的综合风险信息系统(Integrated Risk Information System ,IRIS)项目确定并描述了在环境中发现的与人类健康危害相关的化学品。到目前为止,IRIS的证据权重方法已经确定了超过150种化学物质是致癌的、可能致癌的或潜在致癌的暗示证据。EPA在环境与健康领域开展了广泛的研究工作,包括建立了“环境健康中心”(National Center for Environmental Health)等机构来监测环境因素对健康的影响,并制定相应的政策与指南。
(4)美国医生社会责任环境教育改革协会(Physicians for Social Responsibility Environmental Education Reform,PEER):PEER是美国的一个医学组织,它的使命是通过医学和公共健康领域的专业知识来推动环境保护和社会责任。PEER医学组织的成员通常是医生、医学研究人员和其他医疗专业人士,他们致力于关注环境对健康的影响,以及推动政策和实践的变革,以减少环境污染对人类健康的不利影响。PEER医学组织的工作涵盖了一系列环境与健康相关的议题,包括但不限于空气污染、水质、气候变化、化学品暴露、环境公正和环境健康教育。
(5)美国癌症协会(American Cancer Society ,ACS):ACS一直关注生活方式因素、感染和职业暴露等肿瘤环境因素,为有效的预防策略建立证据。他们总结了国际癌症研究机构和国家毒理学计划在对致癌物进行严格评估和分类方面的作用[50]。
(6)美国国家环境健康科学研究所(National Institute of Environmental Health Sciences, NIEHS):NIEHS是美国国立卫生研究院(National Institutes of Health, NIH)的一个组成部分,致力于推动环境健康科学的研究和促进公众健康。NIEHS的主要职责和活动包括:1. 环境健康科学研究:NIEHS支持和资助各种环境健康科学的研究项目,包括但不限于环境污染物对人类健康的影响、基因与环境之间的相互作用、环境因素对疾病的致病机制等。2. 培训和教育:NIEHS致力于培养新一代的环境健康科学研究人才,通过资助培训项目、提供奖学金和实习机会等方式,支持学生和研究人员在环境健康领域的学习和发展。3. 科学交流和合作:NIEHS促进国际间的环境健康科学交流和合作,与其他国家和地区的机构、学术界、行业和非营利组织合作开展联合研究项目,共同解决全球环境健康问题。4. 环境公众健康政策:NIEHS的研究成果和科学数据常常被用于制定环境健康政策和规定。该机构与政府机构、立法者、决策者等合作,推动采取措施保护公众免受环境健康风险的侵害。5. 环境健康教育:NIEHS通过各种教育活动和信息宣传,向公众传达环境健康知识,提高人们对环境健康问题的认识和关注,促进健康的生活方式和环境保护行为。
(7)美国国家癌症研究所(National Cancer Institute, NCI):NCI是美国国立卫生研究院(National Institutes of Health, NIH)的一个部门,负责领导和支持癌症研究的发展,旨在预防、诊断和治疗各种类型的癌症。NCI的主要职责和活动包括癌症研究资助,癌症流行病学和预防,临床试验,癌症信息服务,国际合作和交流。
(8)美国癌症研究协会(American Association for Cancer Research,AACR):AACR是一个国际性的非营利组织,致力于推动癌症研究的进展和促进癌症的预防、治疗和治愈。AACR的使命包括:1. 推动癌症研究:AACR通过资助癌症研究项目、组织学术会议、出版科学期刊等方式,促进癌症研究的开展和进步。该组织支持各种基础研究、临床研究和流行病学研究,旨在深入了解癌症的发病机制和治疗手段。2. 促进跨学科合作:AACR鼓励跨学科合作,将基础科学、临床医学、流行病学、生物信息学等领域的专业知识相结合,加速癌症研究的进展和转化。3. 教育和培训:AACR通过组织培训课程、举办研讨会和提供奖学金等方式,培养新一代的癌症研究人才,推动癌症研究领域的人才发展和科学交流。4. 科学政策倡导:AACR致力于向政策制定者、公众和媒体传达最新的癌症研究成果和科学见解,推动政策制定和资源投入,以支持癌症研究和促进公众健康。5. 患者支持和倡导:AACR通过教育和支持患者、家属和关注者,提高他们对癌症的认识和应对能力,同时倡导政策和社会环境的改变,促进癌症患者的权益和福祉。
(9)美国疾病控制与预防中心(Centers for Disease Control and Prevention,CDC):在环境肿瘤领域发挥着重要作用,其贡献主要体现在以下几个方面:1. 流行病学调查和监测:CDC通过实施流行病学调查和监测项目,收集、分析和报告环境因素与癌症之间的关系。这些调查和监测涵盖了不同人群、地区和环境条件下的癌症发病率、死亡率以及与环境暴露相关的癌症风险。通过这些工作,CDC能够识别出环境因素对癌症发生和流行的潜在影响,为制定防控策略提供重要的数据支持。2. 危险因素评估和研究:CDC开展环境暴露与癌症危险因素之间的相关研究,评估不同化学物质、污染物、辐射等环境因素对癌症风险的影响。这些研究有助于深入了解环境因素对癌症发病机制的影响,为癌症预防和控制提供科学依据。3. 预防和控制策略:基于流行病学调查和研究结果,CDC制定和推广各种癌症预防和控制策略,包括宣传教育、政策制定、社区干预等。这些策略涵盖了环境因素的管理、个人行为的调整、公共卫生措施的实施等方面,旨在降低环境因素对癌症健康负担的影响。4. 公众教育和意识提高:CDC通过各种渠道向公众传播环境肿瘤的相关知识,提高公众对环境因素与癌症之间关系的认识和意识。这些包括网站、健康教育活动、社交媒体、宣传资料等,帮助公众采取措施降低癌症风险。
(10)美国国家卫生统计中心(National Center for Health Statistics,NCHS):NCHS是美国疾病控制与预防中心(Centers for Disease Control and Prevention,CDC)的一个部门,负责收集、分析和发布美国的卫生统计数据,以促进公众健康政策的制定和实施。NCHS的主要职责包括:收集卫生统计数据、分析和报告统计数据、卫生统计方法研究、数据管理和信息交流。
(11)加拿大癌症预防与流行病学研究部(Cancer Prevention and Epidemiology Research Department)是加拿大癌症研究机构中负责开展癌症预防和流行病学研究的部门之一。该部门致力于研究癌症的发病机制、预防方法以及流行病学特征,为制定癌症防控政策和推动健康促进提供科学依据。
(12)英国牛津大学牛津郡人口健康部(Nuffield Department of Population Health,NDPH)下设的癌症流行病学组(Cancer Epidemiology Group)是一个专注于癌症流行病学研究的学术团队。该研究组的主要目标是通过流行病学方法研究癌症的发病机制、危险因素和预防策略,为癌症防治提供科学依据和政策建议。
(13)伦敦帝国学院公共卫生学院(Imperial College London School of Public Health)是伦敦帝国学院的一个学院,专注于开展公共卫生研究、教育和实践。该学院拥有丰富的学科背景和多学科交叉的研究团队,致力于应对全球范围内的公共卫生挑战,包括癌症预防和控制。
(14)日本东京国立癌症研究中心(National Cancer Center, Tokyo, Japan)的公共卫生科学中心(Center for Public Health Sciences)是该机构的一个重要部门,致力于开展癌症相关的公共卫生研究、教育和实践工作。
(15)美国加州大学旧金山分校(University of California, San Francisco,UCSF)的流行病学和生物统计学系(Department of Epidemiology and Biostatistics)是该校的一个重要学科部门,致力于开展流行病学和生物统计学相关的教学、研究和实践工作。该系的研究和教学涵盖了多个领域,包括流行病学、生物统计学、环境健康、临床流行病学、流行病动力学等。
(16)加州大学旧金山分校全球健康科学研究所(Institute for Global Health Sciences, University of California, San Francisco,UCSF IGHS)是一个专注于全球健康问题的跨学科研究机构。该研究所旨在通过整合流行病学、生物统计学、公共卫生学、医学和社会科学等多个学科的研究资源,解决全球范围内的重大健康挑战,提高全球健康水平,促进健康公平和社会发展。
(17)澳大利亚昆士兰科技大学(Queensland University of Technology,简称QUT)的公共卫生与社会工作学院(School of Public Health and Social Work)是一所专注于公共卫生和社会工作领域的学术机构。Wenbiao Hu教授是该学院的一位终身教授,前澳大利亚研究理事会的Future Fellow, 领导着专注于环境健康和流行病学研究的团队。Wenbiao Hu教授团队在环境流行病学领域的研究涵盖了多个方面,主要包括:1. 环境暴露与健康影响:团队研究环境因素对人体健康的影响,包括空气污染、水质污染、化学品暴露等。他们利用流行病学方法和统计学技术,评估环境暴露与各种健康问题(如呼吸系统疾病、心血管疾病、癌症等)之间的关联。2. 传染病流行病学:团队研究传染病的流行病学特征和传播机制,包括病毒性传染病(如流感、登革热等)和细菌性传染病(如百日咳和菌痢等)。他们分析疾病传播的模式,评估防控策略的效果。3. 健康风险评估:团队开展健康风险评估研究,评估特定环境暴露或疾病对人群健康的影响和风险水平。他们利用模型和数据分析方法,量化环境暴露与健康风险之间的关系,建立传染病的预警系统,为公共卫生政策和规划提供科学依据。4. 应对气候变化健康挑战:团队关注气候变化对人体健康的影响,研究气候变化与传染病流行、自然灾害对健康的影响等。他们提出应对气候变化健康挑战的政策建议和行动方案。5.国际合作与交流:团队与国际组织、政府部门、非政府组织和学术机构合作开展研究项目和学术交流活动,促进全球公共卫生领域的合作与发展。Wenbiao Hu教授团队在公共卫生和环境健康领域开展了多方面的研究工作,为保障人类健康、应对环境挑战提供了重要的科学支持和政策建议。
(18)哈佛大学环境健康系(Department of Environmental Health)是哈佛大学公共卫生学院的一个重要部门,致力于研究环境因素对人类健康的影响,并提供相关领域的教育和培训。该系的研究范围涵盖了多个领域,包括环境暴露评估、环境流行病学、环境毒理学、职业健康等。
(22)丹麦癌症协会研究中心(Danish Cancer Society Research Center)在环境肿瘤领域进行了一系列研究,涵盖了流行病学调查、环境暴露评估、基因与环境交互作用、早期生活环境影响、特定类型癌症研究和癌症预防策略等多个方面,为深入了解环境与癌症之间的关系、制定相应的预防措施提供了重要的科学支持。
(23)伦敦帝国理工学院公共卫生学院流行病学与生物统计学系(Department of Epidemiology and Biostatistics, School of Public Health, Imperial College London)是该学院的重要部门之一,致力于在流行病学和生物统计学领域进行研究和教育。研究方向包括流行病学研究、生物统计学研究、卫生信息学、流行病学和生物统计学教育、科学研究项目。
(24)德国癌症研究中心(German Cancer Research Center,DKFZ)是德国最大的癌症研究机构之一,位于海德堡。该中心拥有众多研究团队,涉及各个癌症相关领域。主要研究方向为:1. 癌症基础研究团队:该团队致力于研究癌症的发生机制、癌细胞生物学特征、肿瘤基因组学等方面。他们通过细胞和分子生物学技术,探索癌症细胞的信号传导途径、基因突变、表观遗传学变化等,为癌症的早期诊断和靶向治疗提供科学依据。2. 流行病学与预防研究团队:该团队开展癌症流行病学调查和预防研究,探索环境因素、遗传因素、生活方式等与癌症发生的关系。他们通过大规模人群队列研究和病例对照研究,评估各种因素对癌症风险的影响,提出相应的预防和干预策略。3. 肿瘤免疫学与免疫治疗团队:该团队研究肿瘤免疫逃逸机制、肿瘤免疫微环境、免疫检查点等方面。他们通过免疫治疗等手段,增强机体免疫系统对肿瘤的识别和清除能力,开发新的肿瘤免疫治疗方法。4. 转化医学研究团队:该团队将基础研究成果转化为临床应用,致力于开发新的癌症诊断方法、靶向治疗药物和个性化医疗方案。他们与临床医生合作,开展临床试验和转化医学研究,加速科研成果向临床实践的转化。5. 癌症预防与健康政策团队:该团队开展癌症预防研究和健康政策制定工作,倡导健康生活方式、环境保护、癌症筛查等措施,减少癌症的发病率和死亡率。
(26)匈牙利国家公共卫生中心(National Public Health Center of Hungary)是匈牙利的一个重要机构,负责卫生保健领域的公共卫生工作和监管任务。以下是该中心的主要职责和活动:疾病监测和监测、疫苗接种和免疫规划、健康促进和教育、食品安全和营养、环境卫生、应急响应和灾害管理、科学研究和政策制定。
(27)马萨诸塞州总医院和哈佛医学院临床与转化流行病学中心(Center for Clinical and Translational Epidemiology,CCTE)是马萨诸塞州总医院和哈佛医学院的合作机构,致力于开展临床与转化流行病学研究。
(28)牛津大数据研究所(Oxford Big Data Institute):该研究所专注于利用大数据技术和方法解决各种科学和社会问题。其研究领域涉及基因组学、生物信息学、临床医学、环境科学等多个领域。
(29)华盛顿大学医学院公共卫生科学部(Department of Public Health Sciences, Washington University School of Medicine)和外科学部(Department of Surgery)以及阿尔文·J·西特曼癌症中心(Alvin J. Siteman Cancer Center)是华盛顿大学医学院的几个重要部门和研究机构。研究方向包括流行病学、卫生政策、环境健康、健康行为;癌症的研究、预防、诊断和治疗,包括基础研究、临床研究、流行病学研究等。
(30)弗雷德·哈钦森癌症研究中心(Fred Hutchinson Cancer Research Center)是位于美国华盛顿州西雅图的一家非营利性独立研究机构,专注于癌症的研究和治疗。弗雷德·哈钦森癌症研究中心拥有一支由世界各地的科学家组成的强大团队,致力于癌症的基础研究、转化研究和临床研究。研究领域涵盖了肿瘤生物学、免疫治疗、干细胞移植、癌症流行病学等多个方面。
(31)耶鲁癌症中心(Yale Cancer Center)是位于美国康涅狄格州纽黑文的一家知名癌症研究机构,隶属于耶鲁大学医学院。该中心与当地社区合作,开展癌症预防、筛查、健康教育和支持服务,促进公众健康意识的提高和癌症防治工作的推进。
(32)夏威夷大学癌症中心(University of Hawaii Cancer Center)是位于美国夏威夷州的一家重要的癌症研究机构。夏威夷大学癌症中心致力于通过科学研究、教育和社区服务,为夏威夷州和太平洋岛屿地区的居民提供最先进的癌症预防、诊断和治疗,促进癌症防治工作的进展。
(33)英国剑桥大学癌症研究中心(Cancer Research UK Cambridge Centre)是一个重要的癌症研究机构,专注于癌症的基础科学研究、转化研究和临床研究。该中心汇集了来自剑桥大学、剑桥大学医学院和其他相关机构的研究人员,共同致力于推动癌症研究的进展和癌症治疗的创新。
(34)美国癌症研究协会(American Association for Cancer Research,AACR)发布了2022年抗癌进展报告(AACR Cancer Progress Report 2022)。AACR成立于1907年,是全球成立最早,规模最大,致力于全面、创新和高水平癌症研究的科学组织。预计2040年全球新发癌症将达到2800万例;40%的新发癌症与可预防、改变的危险因素有关;不使用烟草,是预防癌症发生、发展的最有效方法之一;近20%的新发癌症与超重或肥胖、饮酒、不健康饮食和久坐不动有关;几乎所有的宫颈癌,以及大多数头颈癌和肛门癌,可通过接种人乳头状瘤病毒(HPV)疫苗来预防;大多数肝癌可通过接种乙型肝炎病毒(HBV)疫苗来预防;大多数皮肤癌可通过避免太阳和室内日光浴设备的紫外线照射来预防。在美国,每10例癌症病例中就有4例与可预防的危险因素相关。不使用烟草是预防癌症发展的最有效方法之一。近20%的美国癌症诊断与超重、饮酒、不健康的饮食和缺乏运动有关。几乎所有宫颈癌以及许多头颈部和肛门癌病例都可以通过接种人乳头瘤病毒疫苗进行预防[51]。
2021年最新研究报道,到2070年所有类型的癌症预计将比2020年增加两倍,且吸烟仍将是未来50年癌症的主要可预防原因[52]。2019年全球疾病负担、伤害和危险因素研究(Global Burden of Disease, Injury and Risk Factor Study,GBD)[53]指出,吸烟、饮酒、不良饮食习惯等生活方式行为因素是2019年造成全球癌症负担的主要危险因素。与此同时,2010至2019年代谢性危险因素显著增加。这些危险因素约占所有癌症死亡的44.4%,约占所有残疾调整生命年(Disability-adjusted life-years,DALYs)的42%。2021年,法国里昂国际癌症研究机构(International Agency for Research on Cancer,IARC)、美国癌症协会等7个国家的9个医学研究中心研究报道,到2020年,饮酒导致了74.13万例癌症(占所有新发癌症病例的4.1%)[54]。IARC、美国癌症协会监测与健康公平研究部、多伦多大学达拉兰公共卫生学院联合研究表明全球范围内,据估计,2020年有741,300例新的癌症病例,即4.1%与饮酒有关。男性占总体酒精致癌病例的76.7%,食管癌(189,700例)、肝癌(154,700例)和乳腺癌(98,300例)的病例数最多。PAFs在北非(0.3%)和西亚(0.7%)最低,而在东亚(5.7%)和中东欧(5.6%)最高[54]。美国得克萨斯大学西南医学中心、西班牙巴塞罗那大学联合研究表明肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma ,HCC)的发病率贡献分布从病毒相关性肝病患者向非病毒性病因(包括酒精相关和代谢功能障碍相关的脂肪性肝病)导致的患者转变。这对于HCC的预防、监测和治疗具有重要指导意义[55]。从2023年2月到5月,IARC癌症预防计划手册召集了一个由来自8个国家的15名科学家组成的工作组,工作组得出结论,减少或停止饮酒可降低口腔癌和食管癌的风险[56]。美国布朗大学、莱格瑞塔癌症中心、美国癌症协会等联合研究表明:癌症变得越来越不分性别,在所有年龄段,男女发病率比为1.14,其原因可能危险因素(如肥胖、久坐的生活方式)会对男性和女性产生类似的影响[57]。华盛顿大学医学院、加拿大癌症预防与流行病学研究部一项前瞻性队列研究涵盖了来自2007年至2014年的美国全国代表性癌症幸存者样本,年龄在40岁或以上(n=1535;加权人口,14,002,666)。研究表明:久坐与缺乏体育活动会增加癌症死亡风险[58]。2020年,WHO报告称近50%的癌症可以通过改变饮食来预防[59]。英国牛津大学牛津郡人口健康部癌症流行病学组、新西兰奥克兰大学、美国国家癌症研究所、希腊伊阿尼娜大学、英国伦敦帝国学院公共卫生学院、日本东京国家癌症中心公共卫生科学中心联合报道:营养与癌症之间的联系,也指出新一代研究需要通过重复的饮食记录等方法改进对长期暴露的估计,可以通过代谢组学发现新的生物标志物,就公共卫生和政策而言,当务之急应该是解决与癌症相关的已知主要饮食风险因素,特别是肥胖和酒精[60]。美国国立卫生研究院、国家癌症研究所、癌症预防司研究团队用GLOBOCAN(2002)和五大洲癌症发病率(Cancer Incidence in Five Continent)数据库分析得出,全球在癌症发病率、死亡率和患病率方面的差异很明显,这可能是由于不可改变的(如遗传易感性和衰老)和可改变的危险因素(如烟草、传染性病原体、饮食和体力活动)之间的复杂相互作用,认为当人群中的危险因素与个体行为、文化信仰和实践、社会经济条件以及医疗系统的差异交织在一起时,全球癌症差异就不可避免[61]。美国加州大学旧金山分校流行病学和生物统计学系Robert A Hiatt教授和加州大学旧金山分校全球健康科学研究所的Naomi Beyeler教授认为气候变化对人类健康的急性影响受到了越来越多的关注,但关于气候变化对慢性疾病,特别是癌症的影响了解甚少或受到重视。他们从环境暴露到紫外线辐射、空气污染、食品和水供应中断、环境毒物和传染性因子等角度阐述了气候变化对癌症的影响,也探讨了气候变化对癌症控制实践至关重要的健康系统可能造成的影响和潜在的应对措施和干预机会[62]。昆士兰科技大学公共卫生与社会工作学院Wenbiao Hu教授团队研究表明澳大利亚赤道地区和热带地区的肝癌风险更高。这些结果将扩展对气候变化健康影响的研究,并为未来的研究提供更多想法和方向[63]。Wenbiao Hu教授团队研究表明中国肺癌死亡的主要风险因素的PAFs是吸烟和大气颗粒物。中国与大气颗粒物相关的肺癌ASDR在全球范围内排名第二[64]。美国达纳-法伯癌症研究所,哈佛大学环境健康系等以未吸烟人群的肺癌(Lung cancer in individuals who have never smoked,LCINS)将成为全球第五大癌症相关死亡原因,优先发生于女性和亚洲人群为研究背景,结果表明LCINS的发生可能涉及由常见和罕见生殖细胞系变异体介导的遗传风险与环境暴露(包括空气污染和颗粒物)之间的相互作用,因此有可能有机会进行更广泛的肺癌筛查[65]。
美国纳什维尔范德堡大学、加拿大渥太华大学流行病学与公共卫生学院医学系、ISPRO的癌症风险因素和生活方式流行病学单位、意大利米兰大学临床科学与社会健康系、日本国立癌症中心公共卫生科学中心流行病学和预防组等联合分析了5279例胃癌患者和12297例对照,确定了几种职业和相关暴露与胃癌患病率升高相关[66]。西班牙巴塞罗那全球健康研究所(ISGlobal)关注了31个欧洲国家的978个城市和49个大城市的成年居民(年龄≥20岁;共计169,134,322人),研究结果表明:在欧洲首都中,雅典、布鲁塞尔、布达佩斯、哥本哈根和里加显示出由于缺乏绿地而产生的最高死亡负担[67]。丹麦癌症协会研究中心,饮食、基因和环境,奥胡斯大学环境科学系调查长期暴露于住宅道路交通噪声最高和最低暴露的立面是否与丹麦队列研究中的全因、心血管疾病(CVD)、缺血性心脏病(IHD)、中风、呼吸系统或癌症死亡相关。结果表明:道路交通噪声暴露会增加死亡率风险[68]。伦敦帝国理工学院公共卫生学院流行病学与生物统计学系研究团队利用2002—2019年英国十大癌症的所有死亡数据,对英国国家统计局(UK Office for National Statistics)的生命登记数据进行了高分辨率时空分析。结果表明:贫困与癌症死亡概率之间存在着明显的相关性,尤其是与肺癌和胃癌相关联[69]。最不平等的癌症是女性的肺癌[死亡概率最高和最低地区之间的变化为3.7倍(3.2-4.4)]和男性的胃癌[3.2倍(2.6-4.1)][70]。英国伦敦大学学院和格拉斯哥大学联合研究表明:2001—2019年,在英国,女性唇癌、口腔癌和咽喉癌的年龄标准化发病率(每10万人)从6.6上升至10,男性从13.9上升至22。其中口腔癌的主要原因是烟草和酒精(尤其是两者结合),而人乳头瘤病毒(HPV)是口咽癌的主要危险因素,且口腔癌的负担受社会经济不平等的影响[71]。Nature Medicine在2023年报道,一项对近100万在22岁前接受CT扫描的人进行的研究发现,CT扫描产生的辐射以剂量依赖性的方式增加了血液系统癌症的风险[72]。此外,WHO报道由于阳光下工作带来的辐射导致三分之一的非黑色素瘤皮肤癌死亡[73]。国际癌症研究机构,感染与癌症流行病学研究组使用2018年GLOBOCAN癌症发病率和死亡率数据库,估算与十种被分类为人类致癌物的特定解剖癌症部位、亚部位或组织学亚型相关的感染性病原体的可归因分数和全球发病率。结果表明,2018年,全球约有220万例感染相关癌症病例,对应感染相关ASIR为每10万人年25.0例。主要原因是H. pylori(810000例,ASIR 8.7例/10万人年)、人乳头瘤病毒(690000例,8.0)、乙型肝炎病毒(360000例,4.1)和丙型肝炎病毒(160000例,1.7)。感染相关ASIR在东亚(每10万人年37.9例)和撒哈拉以南非洲(每10万人年33.1例)最高,而在北欧(每10万人年13.6例)和西亚(每10万人年13.8例)最低。中国感染相关癌症病例数占全球的三分之一,主要原因是H. pylori(15.6)和乙型肝炎病毒(11.7)感染的高ASIR。人乳头瘤病毒引起的癌症负担与国家收入水平之间的关系最为明显(从每10万人年高收入国家的6.9例到低收入国家的16.1例)[74]。
德国癌症研究中心团队使用Illumina HumanMethylation 27K BeadChip在177名目前吸烟者、曾吸烟者和从未吸烟者的外周血DNA中评估了超过14,000个基因启动子区域的27,578个位点的甲基化程度,研究表明:一个潜在的心血管药物靶标基因(cg03636183,位于F2RL3)在吸烟者中的甲基化模式发生了改变[75]。巴西南大西洋联邦大学(UFRGS)药学院分析系毒理学实验室(LATOX)首次证明,在职业性暴露于空气污染化学物质时,氧化和炎症过程参与了免疫调节过程,并间接促使p53和CD26的表达下降,增加了癌症发展的风险。另一方面,抗氧化剂可能有助于改善免疫调节,但还需要进行更多的研究[76]。匈牙利国家公共卫生中心,加州大学放射肿瘤学系等联合研究报道,电离辐射从根本上和持久地重塑了免疫系统。此外,还隐含了在这一领域中发现调节辐射抗性的免疫途径的重要性,以及其他研究方向[77]。人工夜间光(artificial light at night ,ALAN)在改变时钟基因表达和抑制褪黑素中的作用,ALAN对昼夜节律系统和昼夜节律调节的生理功能,特别是免疫功能,有害的影响[78]。美国加州大学圣地亚哥医疗保健系统医学部团队研究表明:乙醇通过减少肝脏中的免疫球蛋白超家族的补体受体(CRIg)来影响对转位病原体的清除,从而促进了肝病的进展[79]。波尔图大学医学院、波尔图大学分子病理学和免疫学研究所研究团队研究通过16S rRNA基因分析,使用下一代测序,回顾性地调查了54例胃癌患者和81例慢性胃炎患者的胃微生物组。首次证明胃癌微生物组的特征微生物多样性降低,H. pylori的丰度减少,并富集其他细菌属,主要是肠道共生菌。这些分类群组合成微生物失调指数,显示出失调在胃炎和胃癌之间具有很好的区分能力[80]。马萨诸塞州总医院和哈佛医学院临床与转化流行病学中心学者对16,642名参加护士健康研究的60岁及以上的妇女进行了前瞻性评估,结果表明:早中成年时期长期使用抗生素与结直肠腺瘤风险增加相关[81]。达特茅斯医学院流行病学系,全球健康巴塞罗那研究所等研究表明膀胱致癌物质三卤甲烷(TTHMs)与 rs907611 基因型之间存在乘性相互作用[82]。研究结果表明,由HPV E6/p53信号诱导的失调的miR-34a/LDHA轴通过调节Warburg效应在宫颈癌中促进了肿瘤生长和侵袭,并为miR-34a如何促进宫颈癌的发展和进展机制提供了新的见解[83]。
1.5 环境肿瘤癌症预防新进展
英国吸烟与健康行动(Smoking and Health ,ASH)、酒精健康联盟(Alcohol Health Alliance)和肥胖健康联盟(Obesity Health Alliance)合作提出了一个行动框架,旨在协调应对吸烟、饮酒和高脂、高盐、高糖食品(high in fats, salt, or sugar,HFSS)等有害健康的产品的预防措施。研究表明:有效的干预需要包括安全的预防资金、全面的策略以及保护健康政策免受行业干扰[84]。美国癌症学会(American Cancer Society)研究估计,2024年预计美国将发生2,001,140例新发癌症病例和611,720例癌症死亡。截至2021年,癌症死亡率继续下降,自1991年以来避免了400多万例死亡,原因包括吸烟减少。牛津大学人口健康学院、牛津大数据研究所和美国国立卫生研究院分析了来自英国生物样本库的前瞻性队列的数据,研究结果表明,增加体力活动时间(不论强度如何)可能有益。增加低强度活动时间和增加每日步数可能是切实可行的公共卫生干预措施,以降低癌症风险,尤其是老年人[85]。西班牙马德里医院研究所体育活动与健康研究小组、脆弱和健康老化国家研究中心(CIBERFES)等单位认为定期体育活动与较低的癌症发病率和死亡率以及较低的肿瘤复发率相关联。流行病学证据得到了在动物模型中进行的临床前研究的支持,显示定期锻炼可以延缓癌症的进展,包括高度侵袭性的癌症[86]。美国南卡罗来纳大学阿诺德公共卫生学院流行病学和生物统计系Susan E Steck教授和病理学、微生物学与免疫学教研室E Angela Murphy教授报道在过去的十年里,寻找基于饮食因素的癌症预防指南已经导致了饮食模式与癌症领域的迅速扩展[87]。欧洲一项基于欧洲癌症和营养前瞻性调查(European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition, EPIC)队列研究的结果表明:少加工和新鲜的食物,包括全谷物、乳制品、非淀粉蔬菜,甚至咖啡可能总体上降低罹患几种癌症的风险。用10%的最小加工食品替代10%的超加工食品,可降低头颈癌、结肠癌、绝经后乳腺癌和肝细胞癌的风险[88]。
慢性乙型肝炎病毒(hepatitis B virus ,HBV)感染引起的慢性炎症会增加肝细胞癌(hepatocellular carcinoma ,HCC)的风险。然而,目前对HBV相关HCC的免疫环境及其对有效癌症免疫治疗设计的影响了解甚少。新加坡转化免疫学研究所研究证明了HBV相关HCC微环境比非病毒相关HCC微环境具有更强的免疫抑制和耗竭性。这种深入了解对疾病管理和免疫治疗的恰当应用具有重要意义[101]。法国国家医学科学研究院(INSERM),佩勒格兰大学医院细菌学实验室研究团队证实了大环内酯类和喹诺酮类消耗与欧洲国家H. pylori相应耐药之间的正相关。因此,在大多数欧洲国家,不应在没有耐药性测试的情况下开始使用克拉霉素和左氧氟沙星治疗H. pylori感染[102]。
美国麻省波士顿儿童医院病理学系,哈佛大学与麻省理工学院联合报道认为肿瘤依赖宿主提供的营养物质来实现其生长和存活。改变宿主饮食中的营养物质可改变肿瘤微环境中的营养物质供应,这可能是抑制肿瘤生长的一种有前途的策略。饮食改变可以限制肿瘤特异性的营养需求,改变某些针对肿瘤代谢易感性的营养物质,或增强抗癌药物的细胞毒性[103]。DNA甲基化模式的膳食微量营养素、生物活性化合物和食源性霉菌毒素的现有文献,并确定了它们在癌症发病和治疗中的潜力[104]。华盛顿大学医学院公共卫生科学部,外科和Alvin J. Siteman癌症中心研究表明:特定的植物性食物与较低的早衰风险相关,为促进儿童癌症幸存者健康老龄化的干预提供了靶点[105]。丹娜-法伯癌症研究所,弗雷德-哈钦森癌症研究中心等学者研究表明:研究积极的心理健康对于癌症治疗的最佳临床结局至关重要,从预防和降低风险到姑息治疗和生存[106]。来自哥伦比亚大学欧文医学中心Susan E Bates教授阐述了表观遗传治疗在癌症中的重大前景[107]。The BMJ 期刊Gareth Iacobucci教授总结,全基因组测序可以帮助指导癌症治疗[108]。耶鲁癌症中心对康涅狄格州妇女活动和生活方式研究(Women's Activity and Lifestyle Study in Connecticut ,WALC)的预先指定的次级分析,WALC是一项多中心、开放标签、基于人群的、第3期随机临床试验,结果表明:6个月的有氧运动干预显著改善了接受卵巢癌治疗的患者自报的化疗诱导的周围神经病变(Chemotherapy-induced peripheral neuropathy ,CIPN)[109]。同时,耶鲁癌症中心,耶鲁大学医学院研究表明:饮食和运动干预与激素受体阳性/人表皮生长因子受体2阴性和三阴性乳腺癌患者接受新辅助化疗时更高的病理完全缓解(pathologic complete response ,pCR)相关[110]。
(1)基因-环境交互作用(GEI):近年来,在大规模人群研究中,出现了许多新的研究方法、研究设计以及统计分析方法来研究基因-环境交互作用(GEI)。GEI研究领域存在广阔研究前景和机遇,特别是在整合组学和下一代测序数据,以及持续改进与复杂疾病结局相关的环境暴露指标方面。同时,开发了GEI研究领域相关的新方法和新工具[116],如全基因组关联研究(Genomewide association studies,GWAS)已经确定了数千个与复杂疾病相关的常见位点。许多关于GEI的研究正在世界各地进行,例如,欧洲癌症与营养前瞻性研究(European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition,EPIC)和英国生物银行(UK Biobank,UBK)。
(8)地理信息系统(Geographic Information System,GIS):GIS可以显示肿瘤的时空分布,识别高危人群,探索癌症环境中的肿瘤因素,拟合癌症预测模型,形成癌症监测系统。有人研究利用2002—2019年英国十大癌症的所有死亡数据,对英国国家统计局(UK Office for National Statistics)的生命登记数据进行了高分辨率时空分析。使用贝叶斯分层模型获得了年龄别死亡率和死因别死亡率的稳健估计值。采用寿命表法计算不同性别、不同地区、不同年份的主要结局指标,即从出生至80岁的无条件死亡概率。研究报告了2019年死于癌症的概率与区级贫困之间的Spearman秩相关[69]。
(12)全环境关联研究(Environmental Wide Association Study,EWAS):EWAS旨在探索环境因素与人类健康之间的关联。它类似于基因组关联研究(GWAS),但是着重于环境因素而不是基因。EWAS采用系统性的方法,研究人员会考虑多种环境因素,包括但不限于空气污染、化学物质暴露、饮食、生活方式和社会经济因素等,以及它们与各种健康指标之间的关系。EWAS通常涉及对大量的数据进行分析,包括人口统计学信息、环境暴露数据和健康结果。这些数据可能来自于长期的队列研究、生物样本库、医疗记录或流行病学调查等。为了识别环境因素与健康结果之间的关联,EWAS使用高级的统计方法和数据挖掘技术。这些方法可能包括回归分析、机器学习算法、生存分析等。EWAS的研究结果对于理解环境因素对健康的影响具有重要意义。通过发现环境因素与特定疾病或健康指标之间的联系,研究人员可以为环境保护政策、公共卫生干预和个体健康提供更好的建议。
(5)表观遗传学:近年来,表观遗传学(尤其是DNA甲基化)已成为环境和肿瘤研究的关键枢纽和桥梁[121]。RNA表观转录组学,即对RNA修饰的研究,是这一领域的新前沿。尽管自20世纪70年代以来就已知晓,真核生物RNA修饰大多是在转运RNA和核糖体RNA上鉴定的,直到最近十年,才在mRNA和各种非编码RNA上被鉴定和表征。越来越多的证据表明,在人类癌症中,RNA修饰途径也是被错误调控的,可能是癌症治疗的理想靶点[154]。来自哥伦比亚大学欧文医学中心Susan E Bates教授阐述了表观遗传治疗在癌症中的重大前景[107]。美国纽约威尔康奈尔医学院外科研究表明炎症损伤的记忆促进了胰腺肿瘤的发生。需要在未来的工作中评估逆转炎症的表观遗传记忆是否可以作为预防癌症的策略[155]。近年来,DNA甲基化已成为环境和癌症研究的关键枢纽和桥梁。某些环境因素可以改变人类抑癌基因启动子、原癌基因启动子以及整个基因组的高/低甲基化状态,引起相关基因的低/高表达或基因突变,从而发挥致癌或抗癌作用。有望开发出基于DNA甲基化的癌症环境预警标志物,从而为癌症的早期检测、诊断和靶向治疗提供新的方法。
(6)液体活检:液体活检(Liquid biopsy)作为一种非侵入性的生物标志物检测技术,具有广阔的前景,尤其在早期癌症筛查、治疗监测、肿瘤异质性分析、个体化治疗、监测治疗耐药性。循环肿瘤DNA(circulating tumor DNA,ctDNA)检测和表征方面的进展使液体活检分析进入了临床实践,ctDNA分析在整个癌症病程中均有潜在应用[156]。PATHFINDER是一项前瞻性队列研究,旨在探讨多癌早期检测(Multicancer early detection ,MCED)检测用于癌症筛查的可行性[157]。随着技术的不断进步和成本的降低,液体活检有望成为未来癌症诊断和治疗的重要工具,为患者提供更精准、有效的医疗服务。
(7)饮食预防和营养治疗:癌症发生的多步骤性质为使用化学预防方法预防癌症提供了强有力的理论基础。这种策略的目标是在早期阶段阻止或逆转一种或多种致癌变化。自20世纪80年代以来,饮食中富含抗氧化剂的水果和蔬菜在预防癌症方面发挥着重要作用的概念被广泛接受。肿瘤的生长和生存依赖于宿主提供的营养。研究表明改变宿主的饮食可以改变肿瘤微环境中的营养供给,改变膳食结构可以改变癌症治疗的效果[103]。美国南卡罗来纳大学阿诺德公共卫生学院流行病学和生物统计系Susan E Steck教授和病理学、微生物学与免疫学教研室E Angela Murphy教授报道在过去的十年里,寻找基于饮食因素的癌症预防指南已经导致了饮食模式与癌症领域的迅速扩展。新的发展,例如利用代谢组学来确定饮食模式的客观生物标志物以及新颖的统计技术,可能进一步揭示饮食与癌症风险之间的联系。虽然饮食模式的动物模型有限,但在这个领域的进展可能会确定流行病学研究中观察到的疾病特异性关联的潜在机制[87]。
(1)全球疾病负担(Global Burden of Disease,GBD)是一个全球性的研究项目,旨在评估和量化各种疾病对全球人群健康的影响,包括死亡率、发病率、残疾、损失的健康年数等指标。这个项目由世界银行、世界卫生组织、哈佛大学、英国伦敦卫生与热带医学院等多个国际机构合作开展,每年发布全球疾病负担报告,提供了全球范围内各种疾病的最新数据和分析结果。在环境肿瘤方面,GBD项目对环境因素与癌症的贡献进行了估计和分析。环境因素,例如空气污染、水污染、化学品暴露等,被认为是某些类型的癌症发病率增加的重要因素之一。GBD项目通过收集和分析世界各地的流行病学数据、环境暴露数据、疾病负担数据等,评估了环境因素对不同类型癌症的贡献,并提供了相关的统计和模型估计结果。具体来说,GBD项目在环境肿瘤的贡献方面可能涉及以下几个方面:1. 癌症发病率和死亡率估计:GBD项目评估了不同类型的癌症的全球发病率和死亡率,并分析了环境因素在其中的贡献。例如,通过分析大气污染物暴露与肺癌的关系,水污染物与肝癌或结直肠癌的关系等。2.健康影响评估:GBD项目还评估了环境肿瘤对全球人群健康的影响,包括因癌症导致的残疾、健康损失年数、早逝等指标,揭示了环境因素在造成疾病负担方面的重要性。3.风险因素分析:GBD项目对环境因素与癌症之间的关联进行了深入分析,评估了不同环境因素对不同类型癌症的风险影响,并提供了相关的统计数据和模型估计结果。GBD项目为制定和实施癌症预防、监测和控制策略提供了科学依据,帮助各国政府和国际组织更好地了解和应对环境因素对癌症健康负担的影响。
(3)康涅狄格州妇女活动和生活方式研究(Women's Activity and Lifestyle Study in Connecticut,WALC)是一项针对妇女群体展开的流行病学研究项目。WALC的主要目的是探究妇女的生活方式因素(如饮食习惯、体育活动、体重管理等)与慢性疾病(尤其是癌症)发生风险之间的关系。该研究旨在提高对健康生活方式对疾病预防的重要性的认识。该研究主要针对康涅狄格州的妇女进行,招募了一定数量的参与者作为研究样本。参与者的年龄、种族、职业等因素可能会有所不同,以确保研究结果的代表性和适用性。研究团队收集参与者的生活方式信息,包括饮食习惯、体育活动水平、吸烟状况、饮酒行为等,同时追踪他们的健康状况和慢性疾病发生情况。通过对这些数据进行分析,研究人员可以评估不同生活方式因素与慢性疾病之间的关联性。WALC采用前瞻性队列研究设计,对参与者进行长期的追踪观察,以收集足够的数据并评估生活方式因素与疾病发生之间的时间序列关系。通过分析研究数据,WALC项目可以提供关于健康生活方式对慢性疾病风险的影响的科学证据,为制定个人健康建议和公共卫生政策提供参考。
(4)欧洲癌症与营养前瞻性研究(European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition,EPIC)是一项重要的流行病学研究项目,旨在探究饮食、营养和其他生活方式因素与癌症发病风险之间的关系。EPIC的主要目标是调查欧洲各地不同人群的饮食、生活方式和遗传因素,以及这些因素与癌症发病之间的关系。该项目旨在提供关于癌症预防的科学证据,为制定健康政策和个人生活方式建议提供依据。EPIC是迄今为止最大规模的关于饮食与癌症关系的前瞻性研究之一,涉及欧洲十多个国家的数十万名参与者。研究对象包括男性和女性,不同年龄段和职业背景的人群。EPIC项目收集了参与者的详细饮食信息、生活方式信息、医疗史、疾病发生情况等。同时,还采集了生物样本(如血液、尿液、唾液等)以及体征测量数据,为后续的分析提供了丰富的数据资源。EPIC项目涵盖了多个癌症类型,包括但不限于结直肠癌、乳腺癌、前列腺癌、肺癌、食管癌等。研究人员通过对这些癌症病例的分析,评估不同饮食、生活方式和遗传因素对癌症发病的影响。EPIC项目已经产生了大量的研究成果,涉及到饮食与肥胖、癌症、心血管疾病、糖尿病等多个健康问题的关系。这些研究成果为健康教育、公共卫生政策和癌症预防提供了重要的科学依据。
(6)美国癌症协会监测与健康服务研究项目(Cancer Prevention Study)是一个长期的流行病学研究项目,由美国癌症协会(American Cancer Society)主持。该项目旨在研究人类行为、生活方式和环境因素与癌症发生风险之间的关系,以及探索预防癌症和改善健康的有效策略。这个研究项目通常会招募成千上万名参与者,并跟踪他们多年甚至几十年的时间。参与者被要求填写调查问卷,提供个人信息、生活方式、饮食习惯、医疗历史等数据。研究人员会定期收集参与者的健康信息和医疗记录,并根据这些数据分析癌症发生率、死亡率以及与各种因素之间的关联。
(7)乳腺癌与环境研究中心(Breast Cancer and the Environment Research Center, BCERC)是一个由NCI和NIEHS资助的跨学科研究计划[165],旨在探索环境因素对乳腺癌发生和发展的影响。BCERC成立于2003年,由多个研究机构和大学合作共同开展研究。BCERC的主要目标包括:1. 研究环境因素与乳腺癌的关系: BCERC致力于研究环境因素(如化学物质、营养因素、生活方式等)与乳腺癌之间的关联,探索这些因素如何影响乳腺癌的发生、生长和转移。2. 探索生命周期中的关键时期: BCERC研究环境因素对乳腺癌风险的影响是否受到生命周期中特定时期的影响,如婴儿期、青春期、孕期、哺乳期等。3. 研究遗传与环境相互作用: BCERC研究环境因素与个体基因之间的相互作用,探索遗传易感性与环境暴露之间的关系对乳腺癌风险的影响。4. 推动乳腺癌预防策略: 通过研究环境因素与乳腺癌的关系,BCERC为制定更有效的乳腺癌预防策略提供科学依据,包括生活方式干预、环境保护和政策制定等。
(9)国际癌症基因组共享计划(International Cancer Genome Consortium,ICGC):ICGC是一个全球性的癌症基因组学研究合作项目,旨在通过大规模测序和分析癌症患者的肿瘤基因组,揭示癌症的分子特征、发病机制和治疗靶点。该项目涵盖了多个国家和地区的合作机构,共享基因组数据和分析结果,为癌症研究提供了全球范围内的资源和支持。
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