Многомерный анализ структуры и долевого вклада потенциальных факторов риска при злокачественных новообразованиях трахеи, бронхов и легкого

ния – здоровье населения» наряду с категорированными данными, представленными в формах государственной и отраслевой статистической отчетности, применяются специализированные базы данных. Они формируются на основе персонифицированного учета случаев злокачественных новообразований, что обусловливает необходимость применения методов многомерного статистического анализа [10].

В число потенциальных причин развития онкологических заболеваний в настоящее время включается широкий спектр разнородных факторов канцерогенного риска генетического (наследственного), средового (канцерогены, модификаторы химического канцерогенеза и другие), профессионально-производственного и индивидуального характера. В настоящее время приоритетным фактором риска развития рака легкого (РЛ) признается активное и пассивное табакокурение. Его роль оценивается более значимой, чем такого фактора риска индивидуального спектра, как злоупотребление алкоголем [2, 4, 14]. Так, по результатам исследований эпидемиологического типа этиологическая доля (etiological fraction, EF) табакокурения в структуре причин заболеваний злокачественными новообразованиями трахеи, бронхов и легкого для мужчин варьируется в пределах 85–95 %. Для женщин данный показатель несколько ниже и составляет 65–80 % [2, 16, 17, 19]. Показано, что у мужчин, выкуривающих в день более 30 сигарет, относительный риск (ОР) заболеть раком легкого в 4,3–4,5 раза выше, чем у выкуривающих менее 10 сигарет [15]. При этом полученные в ряде исследований данные свидетельствуют о том, что риск развития рака легкого в большей степени зависит от стажа, чем от интенсивности табакокурения [4]. Сочетание активного и пассивного табакокурения с потенцирующими его эффект факторами наследственности рассматривается как индивидуальная онкологическая предрасположенность к заболеванию раком легкого [1]. К значимым индивидуальным факторам риска, наряду с табакокурением и злоупотреблением алкоголем, ряд авторов относят и избыточный вес, и низкую физическую активность, и недостаток в рационе фруктов и овощей – главный источник антиоксидантов [13, 14]. Среди факторов риска популяционного уровня существенная роль отводится не только антропогенному загрязнению воздушной среды канцерогенными ксенобиотиками, но и воздействию ионизирующих излучений, прежде всего за счет радона. Так, по результатам метаанализа воздействием радона обусловлены около 10 % всех летальных исходов от рака легкого, свыше 30 % смертей – среди некурящих лиц [5, 11, 12, 18, 20].

С нашей точки зрения, с учетом гипотезы о мультикаузальной природе злокачественных новообразований (ЗН), обязательным компонентом анализа факторов риска в рамках социальногигиенического мониторинга является исследование их структуры. Важна количественная характеристика и качественная интерпретация наиболее типичных сочетаний – групповых (латентных, скрытых) факторов риска, объединяющих разнородные, но тесно коррелирующие между собой исходные параметры [7, 10].

Цель исследования – изучение структуры и долевого вклада потенциальных факторов канцерогенного риска для приоритетных локализаций и форм злокачественных новообразований.

Материалы и методы. Аналитические исследования проведены на основе специализированной базы данных персонифицированного учета онкологической патологии в городе Таганроге Ростовской области с населением около 255 тысяч человек. В охваченный период (1986–2015 гг.) зарегистрировано 30 684 случая злокачественных новообразований. Нами применены два многомерных математико-статистических метода – факторный анализ и кластерный иерархический анализ корреляций [7, 10]. Корреляционные матрицы при выполнении факторного анализа рассчитывались на основе информации о 107 разнородных потенциальных факторах риска и других значимых параметрах, регистрируемых в специальных «Картах расследования случая злокачественного новообразования с впервые установленным диагнозом». Извлечение групповых (латентных) факторов проводилось методом главных компонентов. Для определения числа групповых (латентных) факторов были использованы критерии Кайзера и Кеттелла. Вращение факторов осуществлялось по методу Varimax. Возможность применения исходных данных для факторного анализа оценивалась по критериям адекватности выборки Кайзера – Мейера – Олкина и сферичности Барлетта. Каждый из извлеченных групповых (латентных) факторов объединяет в себе тесно коррелирующие между собой исходные (регистрируемые в первичной базе данных) факторы риска и относительно высокие значения факторных нагрузок. Значимость (долевой вклад) отдельных исход- ных потенциальных факторов риска в рамках каждого извлеченного по результатам факторного анализа группового (латентного) фактора оценивалась по рассчитанным значениям их факторных нагрузок. Последние, в свою очередь, количественно характеризуют степень связи исходных и групповых (латентных) факторов. Исходные потенциальные факторы риска расценивались как высокоинформативные и значимые при величинах соответствующих им факторных нагрузок 0,500 и более. Качественная интерпретация извлеченных групповых (латентных) факторов заключалась в их смысловой идентификации через исходные потенциальные факторы риска. Применение метода кластерного иерархического анализа корреляций позволило осуществить классификацию исходных потенциальных факторов риска с группировкой их в иерархически организованные кластеры и графическим представлением результатов в виде наглядных дендрограмм. Анализ онкологической заболеваемости проведен с применением специализированного программного комплекса «Turbo oncologist», version 2.01. Он обеспечивает формирование как категориальных по формам статистической отчетности, так и персонифицированных баз данных. Софт реализует алгоритмы эпидемиологического анализа интенсивности (уровня), структуры, динамики и пространственной характеристики, а также оригинального метода оценки реального (эпидемиологического) риска [3]. При проведении процедур факторного анализа и иерархического кластерного анализа корреляций применялся профессиональный пакет статистических программ Statistical Package for Social Science (SPSS), version 13.0 [7].

Результаты и их обсуждение. При выполнении данной работы нами было продолжено изучение структуры и долевого вклада потенциальных факторов риска при злокачественных новообразованиях приоритетных форм и локализаций процесса [10]. Использованы данные о заболеваемости раком легкого, среднемноголетний показатель частоты которого среди населения г. Таганрога за период 2001–2015 гг. составляет 46,64 ± 3,26 ^o/ oooo . Причем на протяжении последних 15 лет сформировалась устойчивая тенденция к снижению заболеваемости со среднегодовым темпом прироста –1,35 %. Модель многолетней динамики заболеваемости, описываемая экспоненциальной кривой с уравнением: P ( X ) = 45,101·0,987 ^Х , где P ( X ) – показатель заболеваемости в году с порядковым номером Х , оказалась статистически достоверной ( p <0,05). Она использована для расчета среднесрочных экстраполяционных прогнозов на 2016 и 2017 г. – 36,30 ± 3,71 и 35,81 ± 3,71 ^o/ oooo соответственно (рис. 1).

В структуре суммарной онкологической заболеваемости данная локализация злокачественных новообразований за последние 15 лет стабильно находится на третьем ранговом месте с удельным весом 10,02 %. Выполненная оценка эпидемиологического риска с учетом региональных критериев, в основу которых положен расчет стандартизованного фонового риска для населения городов областного подчинения за

Рис. 1. Динамика заболеваемости ЗН трахеи, бронхов и легкого в городе Таганроге за период 1986–2015 гг. и среднесрочный экстраполяционный прогноз на 2016 и 2017 г.

пятнадцатилетний период (27,72 ^o/ oooo ), позволяет отнести ЗН трахеи, бронхов и легкого к числу приоритетных для населения Таганрога. Для этих новообразований диагностирован повышенный уровень реального риска при его частном нормированном показателе ( W i ) равном 1,069 (четвертое ранговое место среди городов Ростовской области).

Согласно оценке распространенности основных потенциальных факторов риска за период 1986–2015 гг., удельный вес курящих среди 3480 больных ЗН трахеи, бронхов и легкого составляет 82,18 % (при среднегородском показателе 38,14 %). По данным за последние тридцать лет этиологическая доля ( etiological fraction , EF ) табакокурения в возникновении злокачественных новообразований данной локализации составляет 76,19 % для жителей Таганрога в возрасте 40 лет и старше, 81,99 % – для лиц в возрасте 60 лет и старше. При этом у 36,38 % больных раком легкого в анамнезе имеются хронические заболевания органов дыхания, у 13,31 % – случаи злокачественных новообразований аналогичной локализации среди кровных родственников, у 27,97 % – специфические неблагоприятные профессиональные факторы, у 23,97 % – разнородные факторы риска в быту, включая пассивное курение.

За восемь итераций были получены результаты факторного анализа. Удалось определить и содержательно интерпретировать четыре групповых (латентных) фактора, объясняющих 86,525 % суммарной дисперсии.

Первое ранговое место при доле дисперсии 37,082 % занял групповой фактор, который объединяет в себе четыре первичных регистрируемых потенциальных фактора риска. Наибольшая факторная нагрузка (0,982) в структуре первого группового (латентного) фактора приходится на активное курение. Стоит отметить, что учитывались только случаи привычного и пристрастного табакокурения со стажем 5 лет и более. Второе место среди исходных потенциальных факторов риска занимают хронические заболевания органов дыхания. Им соответствует факторная нагрузка, равная 0,885. На третьем месте находится фактор злоупотребления алкоголем с факторной нагрузкой 0,678. На четвертом – преимущественное употребление крепких алкогольных напитков (0,601). Таким образом, первый групповой (латентный) фактор, с учетом специфики включенных в него исходных потенциальных факторов риска и взаимосвязей между ними, можно содержательно интерпре- тировать как «индивидуальные привычные интоксикации и сопутствующие хронические заболевания органов дыхания».

Групповой (латентный) фактор второго ранга с долей дисперсии 19,003 % объединяет в себе три исходных потенциальных фактора риска, которые в целом следует интерпретировать как «неблагоприятные параметры антро-потехногенной нагрузки и производственнопрофессиональной среды». Первые два ранговых места по значениям факторных нагрузок занимают исходные факторы риска: 1) проживание на селитебных территориях с относительно высокими уровнями антропотехноген-ной нагрузки на атмосферный воздух за счет выбросов автомобильного транспорта (0,777); 2) проживание в зоне интенсивного воздействия выбросов от стационарных источников промышленных предприятий (0,647). Третий исходный потенциальный фактор риска – специфическая профессиональная вредность (0,531). Сюда отнесено наличие в анамнезе больных контакта с различными специфическими для данной локализации ЗН профессиональными вредностями: хром, никель, мышьяк и их соединения; кремнезем, сажа, асбест, бензол, толуол, древесная пыль, ионизирующие излучения и другие.

Групповой фактор третьего ранга с долей дисперсии 16,334 % интерпретирован как «наследственная предрасположенность и потенциальные факторы риска индивидуального спектра». Он объединяет в себе пять исходных факторов: 1) ЗН трахеи, бронхов и легкого у кровных родственников (факторная нагрузка 0,641); 2) частые психоэмоциональные перегрузки и стрессы в семье и на работе (0,501); 3) пассивное курение (0,649); 4) заболевания эндокринной системы, в том числе диабет II типа, гипертиреоз, гипотиреоз (0,507); 5) контакт с пестицидами в быту (0,535).

Групповой фактор четвертого ранга с долей дисперсии 14,106 % интерпретируется как «индивидуальные особенности рациона и режима питания». В этой группе выделены три исходных фактора риска индивидуального спектра: 1) недостаток в рационе свежих овощей, зелени и фруктов (факторная нагрузка 0,629); 2) нерегулярный режим питания (0,571); 3) недостаток в рационе продуктов с высоким содержанием витаминов А, С и Е (0,504).

По результатам иерархического кластерного анализа корреляций установлено, что в структуре группового фактора первого ранга наибо- лее тесно попарно взаимодействуют: а) активное привычное и пристрастное курение при стаже 5 лет и более и злоупотребление алкоголем; б) хронические заболевания трахеи, бронхов, легкого и употребление преимущественно крепких алкогольных напитков (рис. 2).

В рамках группового фактора второго ранга наиболее тесно связаны между собой проживание на селитебных территориях с относительно высокими уровнями загрязнения воздуха от автомобильного транспорта и проживание в зоне выбросов стационарных промышленных

Контакт с пестицидами в быту (0,535) ^^"^^

Заболевания эндокринной системы, в том числе диабет II типа, гипер- и гипотиреоз (0,507)

Пассивное курение (0,649) ^—

Частые психоэмоциональные перегрузки — и стрессы дома и на работе (0,501)

Злокачественные новообразования трахеи, бронхов и легких у кровных родственников (0,641)

Групповой фактор 3-го ранга (16,334 %)

Специфические для ЗН данной локализации профессиональные вредности (0,531) —

Проживание в зоне интенсивного воздействия выбросов от стационарных источников промышленных предприятий (0,647)

Проживание в зоне интенсивного воздействия автомобильного транспорта (0,777) -------------

Групповой фактор 2-го ранга (19,003 %)

Нерегулярное питание (0,571)

Недостаток в рационе свежих овощей, зелени и фруктов (0,629)

Недостаток в рационе витаминов А, С и Е (0,504) ^"^

Групповой фактор 4-го ранга (14,106 %)

Активное курение при стаже 5 лет и более (0,982)

Злоупотребление алкоголем (0,678) -

Хронические заболевания трахеи, бронхов и легкого (0,885) ^^“^^“

Употребление преимущественно крепких алкогольных напитков (0,601)

Групповой .

фактор ।

1-го ранга I

(37,082 %) 1

Рис. 2. Дендрограмма факторной структуры при ЗН трахеи, бронхов и легкого в г. Таганроге за период 1986–2015 гг.

предприятий. В структуре группового фактора третьего ранга («наследственная предрасположенность и потенциальные факторы риска индивидуального спектра») при проведении кластерного анализа корреляций обнаружены взаимосвязи в двух группах исходных факторов. К первой группе относятся контакт с пестицидами в быту и заболевания эндокринной системы, ко второй – пассивное курение, частые психоэмоциональные перегрузки и стрессы дома и на работе, а также наследственная предрасположенность – злокачественные новообразования органов дыхания у кровных родственников. В групповом факторе четвертого ранга («индивидуальные особенности питания») определяется общность двух первичных факторов – недостатка в рационе свежих овощей, зелени и фруктов в сочетании с дефицитом витаминов А, С и Е (см. рис. 2).

Выводы. Таким образом, использование факторного анализа в целях изучения произвольно организованной системы «популяционные и индивидуальные факторы онкологического риска – злокачественные новообразования трахеи, бронхов и легкого» позволяет определить и количественно охарактеризовать ее структурную организацию. Это дает возможность оценить практическую значимость результатов для решения проблем оптимизации организационно-управленческих решений и обоснования приоритетности разрабатываемых мероприятий профилактиче- ского и оздоровительного характера. Кластерный анализ корреляций дополняет результаты факторного анализа в обнаружении группировок тесно связанных переменных (первичных потенциальных факторов риска) и обеспечивает их наглядное представление в виде информативных дендрограмм. Применение указанных многомерных статистических методов в ходе настоящего исследования позволило упростить факторную структуру – выделить, интерпретировать, количественно оценить информативность (по доле вклада в общую дисперсию). Удалось ранжировать по уровню значимости и изучить иерархическую структуру четырех групповых (латентных) потенциальных факторов риска возникновения ЗН трахеи, бронхов и легкого. По результатам факторного и кластерного анализов корреляций вариантом дальнейшей оптимизации процедуры мониторинга является существенное сокращение объема регистрируемой первичной информации при переходе от этапа научных исследований к текущей практической деятельности. С этой целью для каждого идентифицированного группового (латентного) фактора риска из числа тесно коррелирующих между собой первично регистрируемых факторов риска выделяется маркерный – с наибольшей факторной нагрузкой, который и подлежит в дальнейшем регистрации при ведении социально-гигиенического мониторинга.