Риск развития эмбриональных опухолей у детей в зависимости от радиации солнца и дыма лесных пожаров

[5], что может быть обусловлено изменениями магнитного поля Земли под влиянием Солнца. При этом ультрафиолетовое излучение Солнца, напротив, снижает риск развития острого лимфобластного лейкоза и неходжкинской лимфомы у детей [6, 7] предположительно благодаря стимуляции выработки витамина D [7].

Важным экологическим фактором с доказанным мутагенным и генотоксическим действием является дым [8]. Установлено, что курение родителей до и во время беременности может являться фактором риска развития у ребёнка лимфом и опухолей центральной нервной системы (ЦНС) [9]; пренатальная экспозиция к дыму дровяных печей также повышает риск развития опухолей ЦНС у детей [10]. Множество исследований свидетельствуют о связи детского лейкоза с воздействием дыма табака и выхлопных газов до зачатия, во время беременности и в первые годы жизни [3, 9].

Источником интенсивного задымления атмосферы во многих регионах мира являются лесные пожары. На территории Хабаровского края каждый год возникают сотни лесных пожаров, продолжающихся до полугода и более. Однако, работ, посвящённых изучению их роли в генезе ЗН у детей, в доступной литературе нам не встретилось. Согласно нашим данным, существует достоверная связь между числом лесных пожаров и частотой опухолей ЦНС, а также лимфогранулематоза и лейкоза в популяции детей младшего возраста (ДМВ) 0-4 лет [11-13], причём заболеваемость лейкозом связана также и с активностью Солнца. Помимо этого, нами установлена сильная высоко достоверная связь лесных пожаров с частотой эмбриональных опухолей (ЭО) [11, 14]. Эта группа ЗН детского возраста включает в себя нефробластому, нейробластому, медуллобластому, рабдомиосаркому, гепатобластому, ретинобластому, гермино-генные новообразования и опухоли из примитивной нейроэктодермы. Согласно опубликованным данным, ультрафиолетовое излучение Солнца повышает риск возникновения ретинобластомы [15] и ЭО ЦНС, однако снижает риск развития гепатобластомы [6]. Курение матери до и во время беременности, а также воздействие на будущую мать бензина, дизельного топлива и продуктов их сгорания достоверно увеличивает шансы возникновения у детей ретинобластомы [16, 17], аналогичным образом курение родителей увеличивает риск развития гепатобластомы в детском возрасте [18].

Материалы и методы

В настоящем исследовании мы провели системный анализ связи активности Солнца и дыма лесных пожаров с частотой различных форм ЭО на основе разработанной нами ранее [13] модели экосистемы (рис. 1).

Согласно этой модели, воздействие Солнца на человеческую популяцию реализуется как непосредственно, так и опосредованно через магнитное поле Земли и атмосферу. Атмосфера, помимо этого, транслирует на популяцию людей различного рода химические загрязнения как природного, так и антропогенного характера, в частности, дым лесных пожаров. Человечество тоже оказывает значительное влияние на магнитное поле Земли и воздушный океан. Вся совокупность естественных и обусловленных деятельностью человека онкогенных факторов реализуется возникновением злокачественных новообразований у детей младшего возраста, относящихся к одной из уязвимых субпопуляций. Это, в свою очередь, является негативным фактором для человеческой популяции в целом.

Человеческая популяция

Атмосфера

Земли

Магнитное поле Земли

Рис. 1. Модель экосистемы «Солнечная радиация - дым лесных пожаров - ДМВ».

На первом этапе была изучена уточнённая заболеваемость ЭО в возрасте 0-4 года в когортах лиц 1972-1988 гг. рождения. На основании числа родов рассчитана заболеваемость на 1 млн человеко-лет для сарком мягких тканей (СМТ), нейробластомы, нефробластомы, ретинобластомы и ЭО в целом в 17 когортах. Медуллобластома в наше исследование не включалась. Для проведения системного анализа использовались интервальные характеристики в рамках календарного года: среднегодовое число пятен на Солнце, число лесных пожаров и частота ЭО у ДМВ в когортах. Сформированные динамические ряды подвергли парному корреляционно-регрессионному анализу с помощью пакета IBM SPSS Statistics 23 в семи итерациях по критерию влияния солнечной активности на частоту ЭО (совпадение года солнечной активности и года рождения детей, солнечная активность за 1-2-3 года до рождения детей, солнечная активность через 1-2-3 года после их рождения), и, таким же образом, в семи итерациях по критерию влияния числа пожаров. На основании установленных связей был проведён многофакторный анализ.

Результаты и обсуждение

Выявлено 174 случая заболевания ДМВ эмбриональными опухолями: 28 СМТ, 56 нейробластом, 39 нефробластом, 35 ретинобластом, 16 прочих форм ЭО (тератобластомы, гепатобластомы, опухоль желточного мешка, семинома, эмбриональный рак).

Регрессионно-корреляционный анализ влияния активности Солнца на частоту СМТ в когортах ДМВ за 1-2-3 года до их рождения и через 1-2-3 года после рождения связи не выявил. Связи заболеваемости этой патологией с числом лесных пожаров во всех семи итерациях также обнаружено не было. В то же время солнечная активность в год рождения детей оказалась связанной с частотой СМТ прямой линейной зависимостью следующего вида:

Y = 25,575 + 0,413• X, где Y- частота СМТ в когортах на 1 млн человеко-лет; X- солнечная активность.

Корреляционный анализ по Пирсону показал наличие между этими переменными значительной связи (r=0,526; p=0,030; рис. 2). Обращает на себя внимание выбивающийся из графика всплеск частоты СМТ в 1986 г. на фоне низкой активности Солнца. На наш взгляд, он может быть обусловлен канцерогенным воздействием высокоинтенсивного загрязнения атмосферного воздуха вследствие аномально большого числа лесных пожаров, превышающего в 2 раза средние уровни предшествующих пяти лет.

Рис. 2. Динамика частоты СМТ (на 1 млн человеко-лет) в когортах детей 0-4 лет (1972-1988 гг. рождения) и активности Солнца в год их рождения (Хабаровский край).

В отличие от СМТ, заболеваемость нейробластомой характеризовалась отсутствием связи данной патологии с активностью Солнца во все временные периоды. Число пожаров также не влияло на частоту нейробластомы в когортах 1972-1988 гг. рождения. Однако, исходя из выявленной нами ранее [15] сильной высоко достоверной связи между дымом лесных пожаров и заболеваемостью ЭО в когортах детей 1976-1983 гг. рождения, мы провели более детальное исследование, варьируя протяжённостью динамических рядов. В результате регрессионнокорреляционного анализа для когорт 1974-1984 гг. рождения была обнаружена тенденция положительной связи между числом лесных пожаров в год рождения детей и частотой нейробластомы (r=0,511; p=0,108; рис. 3), которая в период 1976-1983 гг. увеличилась до сильной (r=0,736; p=0,037). Зависимость между изучаемыми переменными на указанном этапе носила линейный характер и имела следующий вид:

Y = -77,929 + 0,289• X, где Y- частота нейробластомы в когортах на 1 млн человеко-лет; X- число лесных пожаров.

Регрессионно-корреляционный анализ связи числа лесных пожаров с заболеваемостью нефробластомой не обнаружил зависимости ни в одной из семи итераций. Для данной формы ЭО значимой оказалась солнечная активность через 3 года после рождения детей. Было выявлено наличие прямой линейной зависимости следующего вида:

Y = 39,667 + 0,394• X, где Y - частота нефробластомы в когортах на 1 млн человеко-лет; X - солнечная активность через 3 года после рождения детей. Корреляционный анализ по Пирсону установил значительную связь между этими переменными (r=0,552; p=0,027; рис. 4).

Рис. 3. Диаграмма рассеяния частоты нейробластом (на 1 млн человеко-лет) в когортах детей 0-4 лет (1974-1984 гг. рождения) в зависимости от числа лесных пожаров в год их рождения (Хабаровский край).

Рис. 4. Динамика частоты нефробластом (на 1 млн человеко-лет) в когортах детей 0-4 лет (1973-1988 гг. рождения) и активности Солнца через 3 года после их рождения (Хабаровский край).

Зависимость заболеваемости ретинобластомой от факторов внешней среды имела значительное сходство с заболеваемостью нейробластомой, а именно - полностью отсутствовали признаки какого-либо влияния активности Солнца на частоту этой патологии. В то же время регрессионно-корреляционный анализ установил прямую линейную зависимость между числом лесных пожаров в 1975-1988 гг. и заболеваемостью ретинобластомой ДМВ, родившихся в эти годы (r=0,541; p=0,046; рис. 5). Зависимость имела следующий вид:

Y = -13,273 + 0,099• X, где Y- частота ретинобластомы в когортах на 1 млн человеко-лет; X- число лесных пожаров в год рождения детей.

Изучение связи между активностью Солнца и заболеваемостью ДМВ эмбриональными опухолями в целом не выявило таковой. При этом была установлена сильная высоко достовер- ная прямая линейная зависимость частоты данной патологии от числа лесных пожаров в год рождения детей для когорт 1976-1983 гг. (r=0,876; p=0,004) следующего вида:

Y = 27,179 + 0,541• X, где Y- частота ЭО в когортах на 1 млн человеко-лет; X- число лесных пожаров в год рождения детей.

Рис. 5. Диаграмма рассеяния частоты ретинобластом (на 1 млн человеко-лет) в когортах детей 0-4 лет (1975-1988 гг. рождения) в зависимости от числа лесных пожаров в год их рождения (Хабаровский край).

Многофакторный анализ связи ЭО с активностью Солнца и дымом лесных пожаров был проведён по изложенной выше процедуре путём варьирования длины динамических рядов в семи итерациях. В результате удалось выявить очень сильную высоко достоверную множественную корреляцию между числом лесных пожаров в год рождения детей, солнечной активностью через год после этого и частотой ЭО в когортах 1976-1983 гг. рождения: R=0,912; F(2,5)=12,281; p<0,012 (рис. 6).

Рис. 6. Динамика частоты эмбриональных опухолей (на 1 млн человеко-лет) в когортах детей 0-4 лет (1972-1988 гг. рождения), числа лесных пожаров в год их рождения и активности Солнца через 1 год после их рождения (Хабаровский край).

Как видно на представленном рисунке, пики заболеваемости эмбриональными опухолями в этот период отражают высокие уровни числа пожаров, а полиномиальный тренд частоты новообразований имеет значительную степень подобия кривой изменения активности Солнца (R2=0,5096).

Таким образом, системный анализ связей солнечной радиации и дыма природных пожаров с заболеваемостью детей эмбриональными опухолями позволяет говорить о значительной этиопатогенетической гетерогенности этой группы новообразований. Нами получены данные, подтверждающие значение пренатального воздействия химических факторов (дыма) для возникновения ретинобластомы и показывающие важность этого фактора для развития нейробластомы, при отсутствии признаков связи частоты данных новообразований с активностью Солнца. При этом мы не обнаружили влияния дыма лесных пожаров на частоту нефро-бластомы и СМТ, в то время как связь этих новообразований с физическими факторами, а именно с солнечной радиацией, была сильной. Также следует отметить, что в генезе СМТ наиболее уязвимыми для этого вида онкогенного воздействия оказались внутриутробный и младенческий периоды, тогда как вероятность возникновения нефробластомы зависела от активности Солнца в раннем детском возрасте (3-4 года).

Высокий уровень коэффициента множественной корреляции факторов внешней среды с суммарной частотой изучаемых нами эмбриональных опухолей в когортах 1976-1983 гг. может быть обусловлен, на наш взгляд, потенцированием онкогенного потенциала химических канцерогенов дыма интенсивной солнечной радиацией, имевшей место в этот же период времени.

Выводы

Полученные нами данные позволяют говорить об определённой роли экологических факторов в генезе эмбриональных опухолей у детей. Достоверная связь с радиацией Солнца и обусловленными ею изменениями магнитного поля Земли установлена для заболеваемости детей с саркомами мягких тканей и нефробластомой, а сопряжённость с загрязнением воздушной среды дымом отмечена для случаев возникновения нейробластомы и ретинобластомы. При этом, по-видимому, воздействие дыма имеет дозозависимый характер и проявляется после достижения некоего порогового уровня, величина которого может варьировать в зависимости от уровня активности Солнца.

Исходя из полученных данных, в качестве мер профилактики ЭО важная роль принадлежит как борьбе с загрязнением воздушной среды на государственном уровне, так и очищению воздуха внутреннего пространства жилых и производственных помещений с помощью эффективной вентиляции и фильтрации, а также персональной защите с помощью респираторов. Особенно это актуально для будущих родителей и детей раннего возраста. Для ослабления негативного воздействия колебаний магнитного поля Земли, обусловленных влиянием радиации Солнца и техногенных электромагнитных полей, перспективно использование средств, показавших свою эффективность в восстановлении неспецифической резистентности организма, таких как натуральные витамины, антиоксиданты, адаптогены и трансфер-фактор [19].