棉尘暴露对棉纺织工人肺功能影响的国内外研究进展

石晶 桑亮 王宏伟

(1.中国劳动关系学院安全工程学院 北京 100048； 2.北京市劳动保护科学研究所 北京 100054)

0 引言

据统计，2018年我国棉纺织行业规模以上企业主营业务收入13 947亿元，列入统计的纺织业规模以上工业企业达到18 726家。《棉纺工业“十三五”发展规划》发布后，棉纺行业作为传统的加工行业，在经济危机过后全球经济缓慢复苏的状况下，仍呈现了快速发展的局面。同时，我国棉纺织业的发展也表现出令人担忧的一面。与国外先进企业相比，技术装备落后，扩张偏粗放型，严重阻碍了行业的发展，尤其在棉纺织工人职业安全健康以及劳动保护保障方面，更是有明显的差距[1-2]。

虽然近年来棉纺织企业工人劳动保护已经越来越受到社会及科研单位的广泛关注，棉尘病已被列入国家法定职业病，但是针对棉尘暴露可能造成的急慢性健康损害等进行的调查研究在国内尚属少数。尤其受调查对象稳定性、企业经营产品一致性等影响，针对棉纺织工人所进行的职业暴露对工人健康影响的长期跟踪研究更少。棉纺织工人的棉尘暴露对棉纺织工人慢性肺功能及呼吸系统疾病的影响尚不十分明确[3-5]。

本文通过调研国内外相关文献，探索棉纺织工人棉尘暴露对工人急慢性呼吸系统的影响并进行对比分析，从而了解棉尘暴露对工人的健康危害，为提出控制棉纺织工人棉尘暴露措施，避免职业危害暴露和职业病提供依据。

1 棉尘所致疾病致因因素研究

试验和流行病学研究都发现，是棉尘中的内毒素，而不是棉尘本身导致了急性肺功能降低，同时，棉尘中的内毒素也是工人暴露于棉尘后支气管炎急性发作的刺激因素。

早在1976年，HEEDERIK D 等[6]利用138只豚鼠的棉尘暴露实验，得出了急性吸入棉尘所引起的不良反应是由棉尘中的内毒素引起的结论。其他一些研究也认为有机物及其组成物质(尤其是格兰氏阴性菌内毒素)是导致棉尘暴露人群患肺部疾病及肺功能损害的关键因素[7-12]。内毒素通常存在于多种职业环境和一般环境(如居室的浮尘)，对职业环境的研究表明，棉纺织工厂存在极高水平的内毒素。最早报道内毒素所造成健康效应的是1961年对棉花加工工人的职业病研究，研究的结果推测，吸入细菌内毒素是职业性呼吸道疾病的主要原因。后来越来越多的研究表明，内毒素暴露与人体肺功能改变有密切关联[6-8,13-15]。棉尘导致的工人棉尘病和其他呼吸系统功能症状，归根结底是棉尘中的内毒素对呼吸系统刺激导致的。这就要求我国企业在棉纺织工人劳动保护方面，要更加注重对材料棉所含有的内毒素的定期检测与监控，而不是仅仅针对棉尘本身。国家层面制定控制棉纺织企业棉尘病危害时，职业接触限值更应向内毒素含量倾斜，仅靠棉尘职业接触限值保障工人健康可能会产生偏差。

2 棉纺织工人棉尘及内毒素暴露对肺功能的急性影响

国内外动物实验和工人的抽样调查研究早已表明，棉纺织工人暴露于棉尘及棉尘内的内毒素下可以导致急性肺功能损失，主要表现在下班后第1 s用力呼气容积(FEV1)的降低，即急性肺通气功能下降。这种降低一般是可逆性转变，经休息后可以恢复，但长期反复发作可能会导致肺通气功能慢性损害，这些慢性损害则多为不可逆改变[3]。

我国早在1965年就有关于棉尘病卫生学机制的研究[16]，但研究结果表明，高浓度棉尘暴露与急性肺活量的改变没有显著相关性。多年来，国内针对棉纺织工人棉尘暴露所造成的急性肺功能损失的研究也不多。黄丽蓉等[4]对94名棉纺织工人进行肺通气测定分析后发现，棉纺织工人比对照组工人下班后FEV1下降更多，但工人的工龄与肺功能急性下降之间没有发现统计学差异。国外研究也罕有发现棉尘对工人肺功能急性改变有显著影响。虽然过去20年的纵向跟踪调查研究得出了棉尘暴露可能导致暴露者肺功能损失加速的一些猜测，但均未得到统计学证实，且一些重要问题尚没有研究结果，如尽管上班期间肺功能下降和慢性呼吸道阻塞与棉尘暴露有关，但急性呼吸道反应与慢性呼吸道阻塞之间的关系依然不明确。据此，应进一步加强对棉尘所导致的急性肺功能损失的研究与证实，同时也说明，棉尘对工人的主要影响是肺功能的慢性损失。

3 棉纺织工人棉尘及内毒素暴露对肺功能的慢性影响

棉尘的职业暴露与慢性肺功能损失有关。通常用较长时间内工人第1 s用力呼气容积(FEV1)的变化来衡量人体肺功能的慢性改变，这种慢性的FEV1的变化可能伴随着棉尘病，也可能没有任何呼吸系统疾病。一般认为急性呼吸道反应在早期或者短期暴露的情况下是可以恢复正常的[15]。但是，慢性肺功能损失是由于持续和长时间的暴露引起的，一般认为慢性肺功能损失是一种不可逆呼吸系统改变[15]，所以相对于急性肺功能变化而言，慢性肺功能损失对于工人健康有着更加重要的意义。

国内目前对于棉尘暴露所造成的慢性肺功能损失研究的比较少。贾力等[5]在对231名从事棉尘作业1年以上的女工进行研究后发现，接触棉尘时间越长，慢性肺功能改变的发生率越高。袁建国等[14]在对117名棉纺织女工进行研究后也得出相同的结论。但是目前国内的慢性肺功能改变大都以上班前用力呼气肺活量(FVC)或FEV1测定值占预计值的百分比作为判定指标，这个值>80%时为慢性肺功能无改变，<80%时为慢性肺功能改变。而FEV1的预测值来源于仪器设备上固有的亚洲人肺功能预测值的模型，这个值无法根据工人多年来的暴露和肺功能改变值对棉纺织工人慢性肺功能改变进行综合分析研究，统一的“亚洲水平”无疑会使研究结果产生偏差。

近些年来，受研究通常需跟踪研究对象5年甚至更长的时间，以及研究的对象主要分布在发展中国家，需要重复测量研究对象等研究条件的限制，国外对内毒素暴露导致慢性肺功能改变的研究结果不多，但大部分结果表明棉尘及内毒素暴露对肺功能的慢性损失有影响。一个10年的跟踪调查表明，对有呼吸系统疾病或者上班时FEV1损失较多的人，10年的FEV1损失发生率较高，这就说明慢性或者永久性的肺功能损失的发生与此有关[17]。SHI J等[18]在一项针对447个棉纺织工人的25年追踪调查研究表明，在棉纺织工人的慢性肺功能损失随内毒素及棉尘暴露累积量而改变的过程中，存在一个大约5～10年的滞后期。 另外，值得注意的是，FANG S C等[19]研究发现棉尘可能与癌症死亡率有关，特别是胃肠道肿瘤，内毒素暴露可能在胃肠道肿瘤致病过程中起到了一定作用；另外，棉尘暴露并不会导致工人罹患肺癌，相反，棉尘暴露可能会降低肺癌的患病率。这一研究结果与以往研究结果一致[20-21]。

综上，棉尘及内毒素对棉纺织工人的健康影响，主要集中在慢性肺功能损失上，但由于影响的滞后效应，工人可能在短期内不会发现肺功能问题。下一步研究的重点，应集中在这种滞后效应的具体时间以及内毒素与慢性肺功能损失的剂量反应上，以此来指导下一步国家制定棉纺织企业棉尘及内毒素控制标准的具体数值。

4 棉纺织工人棉尘及内毒素暴露对呼吸系统疾病的影响

近年来大量研究表明棉尘暴露与呼吸系统病变有关[18, 22-27]。HINSON A V等[24]一项针对656名棉纺织工人的研究表明，棉纺织工人咳嗽、哮喘、慢性支气管炎、咳痰、呼吸障碍的患病率均显著高于对照组工人。MANSOURI F等[25]研究发现，阻塞性疾病与长期接触棉尘有关，阻塞性疾病随着接触时间(工作年限)的增加而增加。SHI J 等[18]的研究还发现，棉尘对呼吸系统疾病的影响并不存在滞后效应，5年滞后的内毒素暴露水平对棉尘病、慢性支气管炎、呼吸困难和慢性咳嗽的发病率的影响均没有差异；而处于近5年的高水平累积内毒素暴露量的工人与近5年处于低暴露水平的棉纺织工人相比，棉尘病发病率上升50%，慢性支气管炎发病率上升70%，慢性咳嗽发病率上升48%，近期累积内毒素暴露与呼吸困难的发病没有显著相关性。

棉尘及内毒素的暴露在工人接触后的较短时间内就会出现各种呼吸系统疾病，这就要求企业对棉纺织工人进行及时有效的保护，并且在工人从业后，每年针对其呼吸系统疾病进行医学检查并予以跟踪调查，以便及时发现呼吸系统症状，避免急性症状发展为慢性疾病或者慢性肺功能损失，给工人健康带来巨大危害。

5 棉纺织工人棉尘及内毒素暴露终止对肺功能的影响

国内由于缺少长时间跟踪调查研究追踪棉尘暴露对肺功能影响的课题，所以目前尚无针对棉尘或者内毒素暴露终止对肺功能影响的相关研究。而国外受跟踪时间、调查对象数量及对照组等诸多条件的限制，针对这一方面的研究也比较少。

现有研究表明，是否退休对棉纺织工人和对照组的肺功能慢性变化具有显著的统计学意义。WANG X R 等[26]在15年前的前瞻性研究表明，退休或是在岗以及退休的时间是棉纺织工人慢性咳嗽、慢性支气管炎以及呼吸困难的显著影响因素之一，而在对照组中没有发现这样的显著影响。而同一作者针对同一调查对象的20年跟踪调查却没有发现暴露停止时间与FEV1下降之间的显著关联[27]。由于这一研究进行时，多数工人退休的时间较短，很难准确地研究暴露停止与棉纺织工人肺功能改变之间的关系。SHI J 等[18]的25年跟踪调查结果发现，内毒素暴露停止的时间越长，棉纺织工人慢性肺功能损失的缓解程度越好，而作为该研究对照组的丝纺织工人慢性肺功能的改变仅仅和退休的时间有关系，但丝纺织工人的慢性肺功能损失随着退休时间而缓解的程度没有棉纺织工人随着内毒素暴露停止时间延长所缓解的程度高。该研究同时发现，内毒素暴露的停止有利于减少呼吸系统疾病发生的几率，内毒素暴露停止的时间越长，呼吸系统疾病发生的几率越低，而在作为对照组的丝纺织工人中，仅发现退休时间对降低慢性支气管炎和慢性咳嗽的发生率有积极的统计学意义。

以上研究表明，在发现棉纺织工人存在呼吸系统症状或者慢性肺功能损失后，及时转岗换岗停止接触棉尘，有助于工人肺功能在一定程度上的恢复，但这种恢复效果可能会在停止接触棉尘后几年才能显现出来。所以企业不能因为短时间内未发现工人肺功能恢复，就认为停止接触棉尘对工人健康没有积极效果。从另一个角度来看，对接触棉尘的工人实行几年为一个周期的轮岗制，可能会大大降低工人慢性肺功能损失的可能性，这一点还需要经过研究进一步证实。

6 吸烟联合棉尘及内毒素暴露对肺功能的影响

我国对吸烟与棉尘及内毒素联合作用对肺功能改变的影响的研究很少。国内的一些研究认为，棉尘的吸入与吸烟都损害小呼吸道功能，比单纯棉尘吸入或单纯吸烟带来的损害要严重的多，且累及大呼吸道[28]。而马庆晏等[29]的5年跟踪调查研究认为，吸烟对呼吸道反应性改变有一定的影响作用，但这种影响主要表现在棉尘暴露早期，随着人在棉尘中暴露时间的延长，这一作用的影响不再明显。

国外对于这方面的相关研究资料也比较少。一些横向和纵向的研究表明，棉尘和吸烟对肺功能的影响有叠加的效应[30-32]。GLINDMEYER H W 等[31]的一个5年跟踪调查显示，吸烟的棉纺织厂纺纱车间工人比不吸烟的工人年均FEV1损失更多。HASDAY J 等[32]研究指出，烟草中含有一定量的内毒素，但是烟草中内毒素的量以及它对肺功能的影响是否会和环境中的内毒素对肺功能的影响互相叠加尚不明确。

限于跟踪时间以及其他一些条件的限制，吸烟与否以及吸烟量是否与内毒素在影响棉纺织工人慢性肺功能改变时互相作用，吸烟及吸烟量对棉纺织工人慢性肺功能改变的影响的量化是值得研究的问题。SHI J等[18]的25年跟踪调查在对男性棉纺织工人的研究中发现，吸烟的棉纺织工人比不吸烟的棉纺织工人在暴露停止后慢性FEV1降低的缓解程度更大，这说明当棉纺织工人尚未停止暴露时，吸烟和内毒素暴露之间有明显的相互作用，使得棉纺织工人的肺功能持续降低；但当暴露停止时，这种相互作用消失，使得吸烟的棉纺织工人慢性FEV1降低的速度得到较多的缓解，内毒素暴露停止的时间对吸烟的棉纺织工人的影响大于对不吸烟的棉纺织工人的影响，使得随着内毒素暴露时间的延长，吸烟工人的呼吸系统疾病发病率的降低情况好于不吸烟的棉纺织工人，同时在作为对照组的丝纺织工人中，没有发现类似的现象。LAI P S 等[33]通过对棉纺织工人的肺部CT扫描，发现吸烟的棉纺织工人肺部CT与对照组工人存在显著差异，吸烟对肺功能的影响与棉尘内毒素暴露对肺功能的影响有相似性，影响肺功能的职业性内毒素暴露以及吸烟行为即使在停止暴露或者戒烟后也会持续存在。

上述研究表明，吸烟不仅会带来肺功能损害，还会与棉尘及内毒素共同作用影响工人的肺功能，及时戒烟对工人慢性肺功能恢复具有重要作用。企业应加强对棉尘接触工人禁烟的宣传力度。

7 结论

通过对国内外关于棉纺织工人棉尘及暴露的文献综合研究和分析得出如下结论：

(1)棉尘中的内毒素而不是棉尘会导致工人肺功能损失甚至罹患棉尘病，国家标准层面的职业危害接触限值应向棉尘中的内毒素浓度倾斜，而不是仅仅限制企业棉尘浓度。

(2)棉纺织工人的长期棉尘及内毒素暴露会对肺功能产生急性或者慢性影响，其中慢性影响可能对FEV1降低起到更大的作用，棉尘暴露对胃肠道肿瘤等慢性疾病的发病和死亡率也有一定的影响。相关纺织企业应重视工人长期肺功能和其他慢性疾病的健康监护。

(3)内毒素暴露停止可以使棉纺织工人FEV1下降速度减缓，暴露停止的时间越长，FEV1下降速度越慢，这说明企业对棉尘暴露工人进行有效的转岗换岗或者轮岗，对工人已经发生的肺功能损失有较好的恢复作用。

(4)棉纺织工人呼吸系统疾病与棉尘及内毒素暴露有关系，且近5年内毒素暴露对呼吸系统疾病的影响更为显著，内毒素暴露越高，工人呼吸系统疾病的患病率越高。据此表明，企业可以考虑通过对棉尘接触工人进行5年内的换岗轮岗来减少棉尘暴露对工人肺功能的伤害。

(5)棉纺织工人累积内毒素暴露与工人FEV1降低之间存在5～10年的滞后期，而最近5年的内毒素暴露与工人FEV1降低之间的关系不显著。这表明企业应特别重视接触棉尘5年以上的工人的肺功能变化，出现异常诊断结果时可能提示棉尘暴露对该工人的肺功能产生了慢性影响，应考虑及时停止棉尘接触作业。

(6)吸烟与内毒素暴露对肺功能的影响有交互作用，影响肺功能的职业性内毒素暴露以及吸烟行为即使在停止暴露或者戒烟后也会持续存在，但当暴露停止时，这种相互作用消失，使得吸烟的棉纺织工人慢性FEV1降低的速度得到较多的缓解。这说明吸烟会导致棉尘对肺功能负面影响的加剧，棉纺织企业应当加强对棉尘接触工人的禁烟教育。