石棉的健康危害及安全使用研究进展
2009-04-16施海燕毛翎
施海燕 毛 翎
石棉由于其独特的耐高温、耐腐蚀及绝缘等特性早在19世纪70年代起就被广泛使用。但随着应用的深入,人类渐渐意识到石棉纤维对人体健康有不良影响,可致肺纤维化、肺癌、胸膜间皮瘤、胸膜斑等。由于石棉的这种危害,目前世界上多数国家特别是发达国家都倾向于逐渐削减石棉的使用量以至禁止使用。国际癌症研究组织(IARC)已经宣布石棉(阳起石、铁石棉、直闪石、温石棉、青石棉、透闪石石棉)是一类致癌物质。中国已在2002年淘汰角闪石石棉,但温石棉的致癌危险性及阈值尚有争议。
1石棉的健康危害
1.1石棉与肿瘤发生的相关性
角闪石棉(尤其青石棉)由于其物理性状硬,不易被呼吸道清除,易刺穿肺组织,并可到达胸膜,导致肺及胸膜疾患,与肺部肿瘤的相关性已得到国际专家的一致认同。一般认为温石棉较软,易弯曲,可在细支气管上部气道被阻留而被清除,并且不易穿透胸膜,所以温石棉的致癌性成为大家争论的焦点。有人认为温石棉矿是天然矿,所以温石棉中或多或少含有一定量的闪石类石棉,由此间接地产生对人体的危害,而温石棉本身在肺纤维化、胸膜间皮瘤中无致病作用;加拿大一些温石棉生产公司甚至宣称温石棉是无害并不可缺少的。将老鼠采用温石棉、铁石棉及青石棉(相同浓度)染尘6周后对其肺组织的病理分析也支持此观点,实验发现肺组织未出现纤维化改变,也没发现胸膜斑肺泡内温石棉纤维含量最低,温石棉可以很快被清除,温石棉是低生物蓄积性矿物纤维,它们在肺部被部分溶解,尽管它们还保留了纤维的形貌,但它们在体内不会有任何致癌效应。实际上85%~90%的肺癌患者吸烟,石棉工人多数也吸烟,如何证明石棉与肺癌的相关性?石棉致癌一般20~30年后发病,但青石棉禁用也不过近10年,近年石棉所致肿瘤的发病也不能完全归结于温石棉。在报道的53例温石棉相关的问皮瘤中,有41例是温石棉矿工,矿内含有透闪石,10例是温石棉加工厂的工人,生产原料中含有铁石棉或青石棉,虽然温石棉的致癌性不能被排除,但其内所含透闪石的纤维长短、暴露剂量及暴露时间与其致癌性正相关。
对重庆石棉厂接触纯温石棉的工人进行了25年的纵向研究,将接尘组与不接尘组对比调查发现,接尘组的肺癌发病率是不接尘组的8.1倍。孙统达等对浙江慈溪1960—1980年期间从事手纺温石棉加工的5 681名女性进行调查,累计死亡858例,死因分析发现,肺癌居首位,明显高于当地女性年龄别标准化死亡比。朱丽瑾等发现体外培养的人支气管上皮细胞系BEAS-2B,经6次国际标准温石棉处理,其生长速度加快,出现转化灶.灶内细胞排列紊乱,失去接触抑制并出现叠层生长,而且这种细胞能在软琼脂上生长,呈现锚着不依赖性,获得了某些恶性细胞的生物学特性。也有学者在动物实验模型上证实各类石棉均可引起癌症。
一些队列研究也发现单纯温石棉接触人员胃癌等癌症显著高发,以Meta方法对69个实例分析发现,单独接触温石棉组胃癌标准化死亡比(SMR)显著升高。Frumkin等以肺癌SMR作为石棉暴露程度的分级标准,对石棉接触人员胃肠道癌症死亡队列进行Meta分析,在肺癌SMR>200组中,全胃肠道癌症、肠癌、胃癌的死亡率均出现显著性上升。
1.2石棉的致纤维化作用
石棉可致肺纤维化及胸膜斑,但石棉是否会引起其他系统的纤维化呢?有人提出石棉与腹膜后纤维变性(RPF)的发生有一定关系。RPF系病因不清的腹膜后纤维脂肪组织的非特异性、非化脓性炎症,引起腹膜后广泛纤维化,目前认为可能与自身免疫反应、肠道或腺体炎症反应以及对药物(主要是治头痛的麦角衍生物)的过敏反应有关。一组对芬兰人的病例对照研究发现,石棉暴露也是其危险因子之一。该研究对16名未接触过石棉及22名接触过石棉的RPF患者及28名接触过石棉的正常人行胸部HRCT,结果显示,大部分接触过石棉的RPF患者及半数的正常人有双侧胸膜斑,只有少数人有肺纤维化;而在未接触过石棉组仅发现2例双侧微小胸膜斑,没有人有肺纤维化;接触石棉的RPF患者多数有弥漫性胸膜增厚,3例接触石棉的RPF患者有前胸膜及前纵隔大的胸膜斑。提示RPF与石棉接触者胸膜斑可能有着相同的病因及发病机制。
1.3吸烟与石棉暴露的协同作用
烟草和石棉都是国际抗癌联盟(IARC)宣布的人类致癌物。有调查表明,不接触石棉的吸烟者肺癌相对危险度(RR)为2.6,不吸烟的石棉接触者肺癌RR为12.2,而接触石棉的吸烟者RR高达32.1,吸烟和石棉暴露协同指数为2.2。动物实验也证明,在石棉中加入苯并(a)芘,注入实验动物体内后,肿瘤发生率明显增加,说明在接触石棉与吸烟两种因素作用下,致癌性更强。兰亚佳等对某石棉厂1 814名工人的调查结果显示,吸烟组石棉肺的发生率及其严重程度显著高于非吸烟组(P<0.05),吸烟量与石棉肺严重程度呈正相关(Rs=0.156,P<0.01);吸烟的石棉工人石棉肺发生率远高于非吸烟者(p<0.05)。这可能是与吸烟和石棉的联合作用为相乘作用有关,Cai SX等的调查也得出吸烟和石棉接触对肺癌发生有协同作用的结论。石棉与吸烟联合作用可以加剧自由基的生成,进而导致DNA链的断裂和特异碱基的替换。单独吸烟或石棉暴露对肺功能都有极大的损害,工人肺功能受损后,呼吸频率加快,气体交换增多,吸入石棉粉尘量就越多,损害就越大;而吸烟量增多,人体吸收有害物质越多,同时肺功能减弱,对有害物质、尼古丁、焦油等的清除能力减弱。吸烟可损伤肺对石棉的清除作用,使石棉尘易沉积于呼吸系统中,石棉也可抵制尼古丁从体内排出。所以对石棉接触者及已发生石棉肺者应劝其戒烟,以减少石棉肺的发生或延缓其病情的进展。
2低剂量石棉暴露对人体的影响
目前没有石棉致癌效应的阈值,但在石棉暴露水平低的人群中一直观察到致癌风险的增加。石棉使用由来已久,石棉制品已广泛渗透至人们的日常生活中,空气中或许也会含有少量的石棉尘。那么这种低水平接触石棉对人体健康会产生怎样的危害呢?
从生物学角度来看,正常的人体内不应该含有石棉纤维,但从流行病学的角度来看,只要不引起疾病,人体内即便含有少量的石棉纤维也可被认为在正常范围内。每克干肺允许的石棉纤维上限是30万F,但是一项调查表明,在这种背景剂量以下,如10万~20万F/g,胸膜间皮瘤的发病率仍会高于正常人5倍。其他一些研究也得出类似的结果,所以他们认为不存在所谓的最低阈值或安全使用范围。甚至有人发现接触石棉的母亲如果怀孕,石棉纤维可以通过胎盘进人婴儿体内。当今世界95%以上的石棉原料为温石棉,是人类间皮瘤发病的主要病因,与胃癌等也有一定相关性,没有最低阈值被认为无致癌性,不提倡使用含温石棉的制品。日本的
“Kubota Shock”事件更提示低剂量石棉接触同样危害巨大。
3不同国家的现状
虽然石棉的危害已得到国际上的公认,20世纪80年代起包括美国、大部分欧盟国家、日本、澳大利亚等国家也纷纷出台了禁止生产、使用石棉制品的法规,巴西于2009年2月宣布禁用石棉,目前全世界已有43个国家禁止使用石棉。这说明越来越多的国家已经意识到石棉对人体的健康危害。但仍有不少国家(俄罗斯、加拿大、中国、印度、哈萨克斯坦、南非等)由于种种原因,仍在开采并使用石棉(主要是温石棉)制品。闪石类石棉在我国也是被禁用的,但在有关“禁止使用石棉”的国际会议上,中国、加拿大、俄罗斯等温石棉矿产资源居世界前3位的国家均反对在国际上“禁止使用温石棉”。
即便禁用石棉相关制品,但以前使用的含石棉建筑材料的建筑物在拆除过程中会产生石棉尘,甚至有人认为其建筑物本身也会散发出石棉尘,石棉矿禁止开采被废弃后呈开放式并未经处理的话,仍会不断有石棉尘散发至空气中。且石棉所致疾患为晚发性疾病,其潜伏期长,所以每个国家都会在今后很长一段时间内仍需共同面对石棉的相关问题。
日本自2005年发生“Kubota Shock”事件后,开始重视石棉导致的肺癌及胸膜间皮瘤,2006年4月颁布相关法律以保护受害者的利益,此后直至2007年3月已确诊了1 007例石棉相关胸膜间皮瘤和790例石棉相关肺癌,其中包括工厂工人及其家属、工厂附近居民(一般为周围1 km),工人家属多为替工人洗衣时接触到衣服上散发的石棉尘而患病。日本在1995年就禁止使用闪石类石棉,自2006年起温石棉也被禁止使用,并逐渐使用人造矿物纤维来替代石棉。日本是地震高发国家,以前的建筑很多为保温防火而用到含石棉建筑材料,地震后建筑物倒塌中会有大量的石棉尘散发到空气中,造成危害。这在今后也会是他们要关注的非常重要的健康问题。
在我国云南的广大农村,由于村民对石棉危害性认识的局限,很多农村社区的建设中,仍有不同类型的石棉制品在广泛使用,有很多居民在修建私宅时使用石棉瓦,因为其既保温、防火又廉价。
所以我们在重视职业相关性石棉暴露危害的同时,很多非职业的接触也是不能忽视的一个问题。目前国内对接触石棉工人的家属及工厂附近居民的石棉肺发病情况的报道很少,今后也有必要做些这类人群的调查。
4石棉的安全使用
如果说石棉能安全使用则应该以不损害人类的健康为前提,但目前大量的资料都支持石棉(包括温石棉)可致肺纤维化及肺、胸膜肿瘤。一些国家现行的石棉安全使用标准都是对致肺纤维化而言的,但要找一个不导致人类肿瘤的安全阈值这在短期内是很难的。如果现在允许继续使用温石棉,而经过20~30年的潜伏期,根据肿瘤发病情况再确定它与肿瘤的因果关系,那后果将不堪设想。但石棉毕竟也有它不可替代的优点,且其代用品也渐渐暴露出类似的缺点,如果我们现在就彻底禁用石棉,这对社会、对经济也会产生一定的损失。因此,需要继续研究石棉(尤其是温石棉)与人类健康的关系,给石棉一个科学合理的全面评价。