СОВРЕМЕННЫЕ ТЕОРИИ УСТАНОВЛЕНИЯ ПРИЧИННО-СЛЕДСТВЕННЫХ СВЯЗЕЙ МЕЖДУ ФАКТОРАМИ СРЕДЫ И ЗДОРОВЬЕМ ЧЕЛОВЕКА СОВРЕМЕННЫЕ ТЕОРИИ УСТАНОВЛЕНИЯ ПРИЧИННО-СЛЕДСТВЕННЫХ СВЯЗЕЙ МЕЖДУ ФАКТОРАМИ СРЕДЫ И ЗДОРОВЬЕМ ЧЕЛОВЕКА

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕОРИИ УСТАНОВЛЕНИЯ ПРИЧИННО-СЛЕДСТВЕННЫХ СВЯЗЕЙ МЕЖДУ ФАКТОРАМИ СРЕДЫ И ЗДОРОВЬЕМ ЧЕЛОВЕКА

Оценка состояния здоровья человека в связи с состоянием окружающей среды в настоящее время приобрела чрезвычайную актуальность. Определение роли «загрязнения» окружающей среды и возникновение в связи с этим неинфекционной заболеваемости дают представление о масштабах проблемы, определении приоритетных программ и направлений профилактики регистрируемой патологии, установлении причинно-следственных связей между состоянием ОС и здоровьем отдельных групп населения, об оценке негативного эффекта от воздействия того или иного фактора риска.

Но прежде чем рассматривать собственно проблему риска, следует определиться с некоторыми терминами. Понятие «загрязнение» означает наличие в элементе окружающей среды нежелательного (загрязняющего) вещества в количествах, превышающих ПДК, способного оказать неблагоприятное влияние на здоровье и условия проживания человека. При этом под загрязняющим веществом понимают любой агент физической природы (естественный, искусственный), химическое вещество или биологический вид, обнаруживаемый в ОС или появляющийся в ней в количествах, превышающих обычное (допустимое) содержание.

Некоторые исследователи считают, что установлением причинноследственных связей между состоянием ОС и здоровьем человека занимается так называемая экологическая эпидемиология. Это еще один, скорее всего, надуманный термин, точно такой же, как и ранее упомянутые спорные термины. Не вдаваясь в подробности, отметим, что следует сосредоточиться все же на существующих теориях установления причинно-следственных связей между состоянием ОС и ее влиянием на здоровье человека.

Выше уже говорилось о существовании так называемой концепции пороговости. Напомним, что она зиждется на одном из одноименных принципов гигиенического нормирования («принцип пороговости»).

Концепция пороговости сыграла выдающуюся роль в становлении и развитии нормирования вообще и гигиенического в частности. Но по мере развития науки оказалось, что она вступает в противоречие с некоторыми закономерностями, которые не могут быть охарактеризованы исключительно в рамках ее положений. В частности, большинс-

тво ученых и специалистов придерживаются мнения, что ионизирующее излучение, многие химические канцерогены не имеют «порога вредности». Например, достаточно воздействия одного гамма-кванта на клетку организма, чтобы в ней возникли нежелательные (вредные) последствия, которые в итоге могут привести к непоправимым эффектам в виде злокачественных образований и т.п.

Поэтому в недрах той же радиационной гигиены появилась новая концепция, о которой уже упоминалось, - концепция риска. В 90-х годах прошлого столетия наша страна активно включилась в ее разработку. В настоящее время эта концепция является одним из непременных условий при обосновании необходимых организационных, экономических, материально-технических, санитарных и прочих мероприятий по сохранению здоровья и санитарно-эпидемиологического благополучия населения.

Одним из основополагающих понятий в концепции риска является положение о факторе риска.

Фактор риска - это фактор любой природы (наследственный, экологический, производственный, фактор образа жизни и т.д.), который при определенных условиях может провоцировать или увеличивать риск развития нарушений состояния здоровья.

Риск подразделяется на добровольный (вождение автомобиля); вынужденный (синтетические вещества); известный (бытовые моющие средства); экзотический (микроорганизмы, созданные генной инженерией); хронический; катастрофический (авария); с видимыми преимуществами (красители для волос); без видимых преимуществ (газообразные выбросы мусоросжигательных печей); самоконтролируемый (вождение автомобиля); контролируемый другими (загрязнение окружающей среды); оправданный (минимальный в данной ситуации); неоправданный (максимальный или воспринимаемый без оценки альтернативы в конкретной ситуации).

Риск вредного влияния на здоровье - это вероятность развития нежелательных эффектов у населения при определенных уровнях и продолжительности воздействия фактора окружающей среды. С увеличением воздействия риск возрастает. Факторы риска могут быть связаны с образом жизни человека, воздействием факторов окружающей среды, генетическими особенностями, биологическими факторами (статус организма, пол, возраст, хронические заболевания и др.).

Процедура выявления причинно-следственной зависимости базируется на основных постулатах, сформулированных английским биоста-

тистиком А. Хиллом. Важнейшими критериями наличия причинной обусловленности и связи являются временное, биологическое и географическое правдоподобие (Ревич Б.А., Авалиани С. Л., Тихонова Г.И., 2004).

Временное правдоподобие свидетельствует о том, что воздействие предшествовало заболеванию (с обязательным учетом латентного периода).

Биологическое правдоподобие состоит в том, что сведения о токсикологических особенностях вещества являются базовыми для понимания характера его воздействия на здоровье человека.

Географическое правдоподобие указывает на связь локализации случаев заболевания или смерти с расположением источника загрязнения (учитывается расстояние от источника загрязнения, пути экспозиции, роза ветров, топография местности и подземных вод, источники продовольствия, миграционные процессы и подвижность населения и т.д.).

Кроме приведенных, А. Хилл рекомендовал учитывать и другие показатели в установлении причинно-следственной связи между воздействием исследуемого фактора и состоянием здоровья человека (популяции). К ним относятся:

 сила статистической связи между изучаемым фактором и наблюдающимися изменениями в состоянии здоровья. Эта связь должна быть достаточно сильной, чтобы можно было дифференцировать влияние исследуемых факторов с другими возможными воздействиями; воздействие должно быть связано с относительно высоким риском развития заболевания, а связь между причиной и следствием должна быть выраженной и статистически значимой. В противном случае нельзя дифференцировать влияние исследуемого фактора и других возможных этиологических и модифицирующих факторов;

 специфичность связи (определенные факторы - определенные эффекты), т.е. приводит ли данная причина к специфическому эффекту. В идеале одна причина должна вызвать один эффект. Однако некоторые факторы, например, табакокурение, могут приводить к ряду заболеваний: хроническому бронхиту, раку легких, раку мочевого пузыря, а также выступать в роли факторов риска развития многих других заболеваний (например, сердечно-сосудистой системы);

 достоверность. Получаемые выводы опираются на правильную постановку исследования, учитывают мешающие факторы и имеют достаточную достоверность;

 зависимость «экспозиция - эффект» (риск развития исследуемого эффекта должен возрастать с увеличением экспозиции);

 постоянство связи (исследуемая связь должна наблюдаться в других правильно спланированных исследованиях);

•  обратимость (эффективность мер вмешательства) - устранение или снижение уровня воздействия исследуемого фактора должно приводить к снижению риска развития наблюдаемого эффекта;

 аналогия (соответствие полученных данных сведениям о воздействии других, близких по механизму действия факторов) - параллели с другими хорошо изученными причинно-следственными взаимоотношениями. Рассматриваемая ассоциация согласуется с другими научными данными и результатами, полученными в эксперименте.

Концепция риска применяется прежде всего на популяционном уровне. В качестве оценки состояния здоровья популяции используются демографические показатели: рождаемость, смертность, естественный прирост населения и др. Здоровье отдельных групп может оцениваться уровнем физического развития, разного рода видов заболеваемости (детская, профессиональная и т.д.), обращаемости за медицинской помощью, временной и стойкой утратой трудоспособности и т.д. Для достоверности используются не абсолютные, а относительные показатели здоровья, позволяющие проследить изменения его во времени и пространстве.

Коэффициент распространенности заболеваний. Характеризует состояние здоровья популяции в конкретный момент времени и на определенной территории. Он показывает, какая доля населения больна тем или иным заболеванием в момент проведения исследования:

Величина основания 10n может быть 100, 1000, 10 000 или 100 000 и принимается в зависимости от частоты встречаемости заболевания. Для злокачественных новообразований (ЗН) она всегда берется равной 100 000.

Кроме распространенности, значение имеет скорость возникновения новых случаев заболевания, изучаемого в данный момент. Для этого используется коэффициент заболеваемости. Он характеризует интенсивность изменения состояния здоровья, т.е. скорость перехода членов популяции из состояния «здоровый» в состояние «больной», и определяется по формуле:

При анализе состояния здоровья населения используют также общие и специальные показатели (коэффициенты) заболеваемости и естественного движения населения (рождаемость, смертность, естественный прирост).

Общие коэффициенты дают интегральную оценку процесса. Они находятся под сильным влиянием других факторов, этиологически связанных с изучаемым заболеванием (например, состав населения по возрасту, полу). Их неслучайно называют грубыми, и для того чтобы получить сравнимые и достоверные данные, дополнительно проводят стандартизацию сравниваемых коэффициентов по единому стандарту для исключения влияния возрастно-половых и иных различий в сравниваемых группах.

Существует 3 вида стандартизации: прямая, косвенная и обратная. Выбор того или иного метода определяется характером данных, которые имеются в распоряжении. Наиболее точным является косвенный метод, а наименее точным - обратный. Обратный применяется только в случаях, когда отсутствуют данные о возрастной структуре сравниваемых групп и возрастном составе больных или умерших.

Специальные (частные) коэффициенты отражают частоту событий для отдельных категорий, например в отдельных поло-возрастных группах.

Все перечисленные показатели можно получить по материалам из статистической отчетности.

Используя приведенные и другие показатели, определяют основной показатель - риск или абсолютный риск (Р), который измеряет вероятность неблагоприятного события (болезнь, смертность и др.) у одного лица на протяжении определенного времени (чаще - 1 года):

При этом определение риска возникновения тех или иных заболеваний проводится путем сравнения показателей в группах населения, подвергающихся и неподвергающихся изучаемому воздействию. Для количественной характеристики влияния потенциально опасных воздействий используется абсолютное или относительное сравнение показателей состояния здоровья в группах экспонированных и неэкспонированных лиц. Абсолютное сравнение определяется на основании разности рисков (РР), тогда как для относительного используют относительный риск (ОР).

Разность рисков (РР) еще называют атрибутивным риском. Это разница значения риска в подвергающихся (экспонированных, Рэ) и неподвергающихся (Ро) воздействию группах:

РР = Рэ - Ро.

Показатель РР указывает, насколько повышается заболеваемость (смертность) за счет влияния изучаемого фактора. Такая информация позволяет определить приоритетные направления действий как государства в целом, так и здравоохранения в частности.

Относительный риск (ОР) вычисляется из отношения этих величин:

ОР = Рэ / Ро.

Относительный риск является интенсивным показателем и отражает увеличение экспонированной вероятности возникновения событий по сравнению с фоном.

Рассмотренные показатели РР и ОР информативны лишь в том случае, если сравниваемые группы находятся в «чистом опытном поле», т.е. отличаются только наличием или отсутствием изучаемого фактора и его влияния на здоровье людей. Если это условие не выполнено (присутствуют «мешающие» факторы: возраст, пол, вредные привычки и т.п.), то для их учета используют показатель - стандартизованный относительный риск (СОР). Для изучения смертности используют стандартизованный показатель смертности (СОС). В основе определения СОР лежит косвенный метод стандартизации.

При расчетах риска ухудшения состояния здоровья населения от воздействия различных факторов среды используют понятия «атрибутивная фракция для экспонированных лиц» (АФэ) и «атрибутивная фракция для населения» (АФн).

АФэ (добавочный риск) показывает долю заболеваний в экспонированной группе, обусловленную воздействием изучаемого неблагоприятного фактора.

Она рассчитывается по формулам:

Эта величина отражает избыточную заболеваемость (смертность), которая могла бы быть предотвращена, если бы был устранен дейс-

твующий фактор. Так, например, если у курящих смертность от рака легких составляет: (10,8 - 1,0) / 10,8 х 100 = 90,1%, то это значит, что свыше 90% смертей от рака легкого у курильщиков являются следствием табакокурения.

Атрибутивная фракция для населения (АФн) - популяционный добавочный риск, характеризует заболеваемость, обусловленную фактором риска для всей популяции, а не только в группе экспонированных лиц. То есть учитываются и биологический эффект изучаемого фактора, и доля экспонированного населения:

где f - доля экспонированных лиц среди популяции.

АФн показывает долю случаев болезни среди всего населения, приписываемую воздействию изучаемого фактора, которая может быть устранена в случае полного прекращения его влияния на население.

Кроме рассмотренных терминов в концепции риска и собственно его расчетах важное значение имеет такое понятие, как «экспонированность».

«Экспонированный» (человек, объект). Если речь идет о человеке, то изучается тип контакта с фактором риска, путь поступления вредного вещества в организм (действия на организм), длительность и интенсивность действия, характеристика сопутствующих факторов: физических, химических и т.д.

В установлении причинно-следственных связей в системе «человек - среда» имеют значение определенность и четкое представление о значении еще некоторых определений. В частности, должна быть ясность в понятиях: «воздействие», «болезнь», «здоровый», «больной» и т.д.

При установлении причинно-следственной связи могут проводиться исследования двух типов: поперечные и продольные.

Поперечные исследования (одномоментные исследования) описывают распределение характеристик здоровья изучаемой группы по состоянию на определенный момент. Примерами поперечных исследований могут быть переписи населения, медицинские осмотры отдельных групп населения и др.

Продольные исследования предусматривают изучение частоты, с которой лица сравниваемых групп (популяций) переходят из состояния «здоровый» («живой») в состояние «больной» («умерший»). При

этом типе исследований применяют две основные схемы исследований: когортное и «случай-контроль».

Когортное исследование предполагает изучение процессов заболеваемости (смертности) в когортах лиц, подверженных и неподверженных изучаемому воздействию. Отличительной чертой этого исследования является соответствие его направления вектору времени «воздействие - заболевание». Схема когортного исследования представлена в табл. 3.2.

Таблица 3.2. Представление данных когортных исследований

Наблюдаемые

Больные

Здоровые

Всего

Экспонированные

a

b

n = a + b

э

Неэкспонированные

c

d

n = c + d

o

Итого

m1 = a + c

m = b + d

n = a + b + c + d

По этим данным определяются риски для каждой из групп: экспонированные а и неэкспонированные с:

а также получают величину относительного риска:

В русле когортных исследований изучение по схеме «случайконтроль» используется для анализа причин возникновения редких заболеваний или болезней с длительным латентным периодом, а также в тех случаях, когда гипотеза о наличии связи между фактором риска и конкретным заболеванием не имеет убедительных подтверждений. Способ оценки данных в этом случае несколько иной (табл. 3.3).

Таблица 3.3. Представление данных по схеме «случай-контроль»

При этом способе исследований оценкой относительного риска является показатель отношения шансов (англ. Odds ratio - OR). Он представляет собой частное от деления шансов быть экспонированным у больных (a/b) на аналогичный показатель у «здоровых» (c/d):

Ознакомившись с основным понятийным аппаратом концепции риска, рассмотрим принципиальную схему анализа риска для здоровья (рис. 3.1).

Из рис. 3.1 следует, что процесс вероятности развития и степени выраженности неблагоприятных эффектов предполагает существование следующих этапов:

1. Идентификация опасности.

2. Оценка зависимости «экспозиция (доза) - ответ».

3. Оценка экспозиции (воздействия).

4. Характеристика риска и др.

Идентификация опасности: сбор и анализ данных обо всех источниках загрязнения объекта исследования, выявление и определение вредных факторов, выбор приоритетных для исследования химических веществ.

Рис. 3.1. Схема анализа риска для здоровья человека

Оценка зависимости «экспозиция (доза) - ответ». Отражает количественную связь между уровнем воздействия и ответной реакцией

организма. Важно помнить о двух крайних проявлениях вредного эффекта: канцерогенном и неканцерогенном. Они имеют разную геометрическую форму зависимости «доза - ответ».

Для неканцерогенов это S-образная (сигмовидная) кривая, левая ветвь которой совмещается с абсциссой в точке, соответствующей нулевому эффекту, так как данные агенты вызывают риск только при превышении порогов или безопасных уровней воздействия (рис. 3.2).

Что касается канцерогенов, то, как уже говорилось, они не имеют порога, поэтому их зависимость «доза - эффект» проходит через ноль, т.е. риск отсутствует только при нулевом значении. Для оценки параметров риска канцерогенов осуществляется линейная экстраполяция наименьшей из установленных в эксперименте или эпидемиологических исследованиях доз на нулевую дозу (рис. 3.3).

Факторами канцерогенного потенциала являются фактор наклона (SF) и единичный риск (UR). Первый отражает степень увеличения канцерогенного риска при возрастании воздействующей дозы и измеряется в мг/кг-1. Единичный риск характеризует канцерогенный риск, связанный с концентрацией вещества в воздухе 1 мкг/м3 или в питьевой воде 1 мкг/л. Он рассчитывается путем деления SF на массу тела (70 кг) и умножения на объем легочной вентиляции (20 м3/сут) или суточное потребление воды (2 л).

Если имеются сведения об UR и SF, есть возможность прогнозировать индивидуальный (дополнительный к фоновому) риск развития рака при разных путях поступления канцерогена.

Рис. 3.2. Зависимость «доза - ответ» для неканцерогенных факторов

Рис. 3.3. Установление факторов канцерогенного потенциала

В зависимости от пути поступления единичные риски определяют по формулам:

Если известна численность (N) популяции, подверженной воздействию вещества в известной концентрации, то можно рассчитать популяционный риск - число дополнительных (к фоновому уровню) случаев рака в данной популяции:

Для производственных воздействий в приведенные формулы вносятся поправки, отражающие различия в факторах экспозиции. Так, при условии 8-часового рабочего дня и 40-летнего рабочего стажа (при 240 рабочих днях в году и средней величине легочной вентиляции за смену 10 м3) единичный риск (1Жп) составит:

Отсюда можно вычислить индивидуальный риск развития рака за производственный стаж:

где С - средняя концентрация химического вещества за весь период производственной деятельности.

Оценка риска развития неканцерогенных эффектов для отдельных веществ проводится на основании расчета коэффициента опасности:

При характеристике неканцерогенных эффектов в случае комбинированного или сочетанного воздействия химических соединений рассчитывают индекс опасности (1о). Если идет одновременное поступление нескольких веществ одним и тем же путем (ингаляционным, пероральным), расчет ведется по формуле:

где Koi - коэффициент опасности для отдельных компонентов смеси воздействующих веществ.

Если действующие вещества поступают одновременно несколькими путями, а также при многоуровневом и многомаршрутном воздействии, критерием риска является суммарный индекс опасности:

где: Ioi - индекс опасности для отдельных путей поступления или отдельных маршрутов воздействия.

Расчет индексов опасности проводится с учетом критических органов (систем), так как в случае воздействия смеси веществ на одни и те же органы или системы организма наиболее вероятным типом их комбинированного действия является суммация (аддитивность).

Из приведенных данных достаточно четко видно, что методология оценки риска здоровью населения вследствие действия окружающей среды представляется довольно сложным инструментом в практическом использовании. Но сегодня это обязательная для исполнения процедура, как бы сложна она ни была для реализации. Методология оценки риска широко используется международными организациями (ВОЗ, ЕС) для установления показателей качества атмосферного воздуха, питьевой воды, пищевых продуктов, оценки ущерба здоровью от загрязнения воздуха автотранспортом, энергетическими предприятиями и др.

В России развитие исследований по данной проблеме получило наибольшее развитие после выхода совместного постановления главного государственного санитарного врача РФ и главного государственного инспектора РФ по охране природы от 10.11.1997 г. «Об использовании методологии оценки риска для управления качеством окружающей среды и здоровья населения в Российской Федерации».

Методология оценки риска стала одним из важнейших инструментов социально-гигиенического мониторинга (СГМ). Результаты оценки риска открывают новые возможности для прогнозирования неблагоприятных изменений в состоянии здоровья населения и являются предпосылкой к разработке и рекомендации мер по управлению риском, т.е. по управлению системами законодательных, технических и нормативных решений, направленных на ликвидацию или существенное уменьшение риска для здоровья населения (Онищенко Г.Г., 2005).

В последние годы издан ряд официальных и региональных научно-методических документов по оценке риска. Главным государственным санитарным врачом РФ утверждены «Руководство по оценке профессионального риска для здоровья работников. Организационно-методические основы, принципы и критерии оценки» (Р2.2.1766-03) и «Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду» (Р2.1.10.1920-04). В составе Научного совета РАМН и МЗ и СР по экологии человека и гигиене окружающей среды действует проблемная комиссия «Научные основы комплексной оценки риска воздействия факторов среды на здоровье», в задачу которой входит координация научных разработок в этой области, а также - совместно с Роспотребнадзором РФ, МЗ и СР РФ - осуществление разработки научно-методического обеспечения практических работ по оценке риска.

Что касается реальной деятельности в области методологии оценки риска, то в соответствии с существующим законодательством этой работой вправе заниматься только аккредитованные органы по оценке риска. К сожалению, таких организаций не так уж много. Согласно докладу «Итоги деятельности Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека в 2006 году и задачи на 2007 год», по состоянию на 01.01.2007 г. количество подразделений по ведению СГМ составляло 86, в том числе самостоятельных - 36, по оценке риска - 2 и 2 соответственно. Это еще раз подтверждает сложность рассматриваемой проблемы.

Таким образом, сегодня в России сложилась достаточно оформленная двухуровневая система по внедрению методологии оценки риска здоровью населения страны, включающая научно-методологический и практический уровни.

YAmedik.org