08、环境流行病学教程

EnvironmentalEpidemiologyDept.ofOccupationalandEnvironmentalHealth,SchoolofPublicHealth,PKUPanXiaochuanConcept:环境流行病学是环境卫生学的一个分支，是流行病学研究方法在环境卫生学领域中应用和发展而形成的一门交叉学科。其基本思路（出发点）就是运用流行病学的研究方法，对各种环境因素与人体健康的关系和相互影响，以人群为对象进行直接的观察、分析和研究，从而阐明和揭示其规律，减少疾病的发生，促进人群的健康水平。Concept:DefinedbytheNationalResearchCouncil(NRC,1991)asthestudyoftheeffectonhumanhealthofphysical,biologic,andchemicalfactorsintheexternalenvironment,broadlyconceived.Byexaminingspecificpopulationsorcommunitiesexposedtodifferentambientenvironments,itseekstoclarifytherelationshipbetweenphysical,biologicalorchemicalfactorsandhumanhealth.Concept:Epidemiologyconductedwithinthecommunitytoestablishcausalrelationshipsbetweenhealtheffectsandexposuretoenvironmentalagents.HistoryEnvironmentalepidemiologywasoriginatedinthe19thcenturyasatoolforsearchingforthecausesofinfectiousillness.Occupationalepidemiologythenbecamemoreprominent…Duringthepasttwodecades,environmentalepidemiologyhasdevelopedintoatool,tothestudyofillnesscausedinthegeneralpublicbyexposuretochemicalorphysicalagents.AClassicExampleThefounderofepidemiology:JoinSnowCholerainLondon:themid-1800s1.Snowrecognizedanassociationbetweenexposureanddisease-thatisbetweenthesourceofthedrinking-watersupplyandtheincidenceofcholera.2.Heformulatedahypothesis--thatfecalcontaminationofdrinkingwaterwasthespecificagentoftransmissionofthedisease.3.Hecollectedinformationtosubstantiatehishypothesis---insubdistrictswherethedrinkingwaterwassuppliedbyonlyonecompany,theassociationwasstronger.AClassicExample24.Herecognizedthattherecouldbeanalternativeexplanationfortheassociation--thatsocialclassorplaceofresidencemightinfluencetransmissionofthedisease.5.Heappliedamethodtominimizetheeffectsofthealternativeexplanation-hecomparedcholerarateswithinasingledistrictorneighborhood,ratherthanbetweenneighborhoods,onthebasisoftheirwatersupply.6.Heeffectivelyminimizedthecollect/onofbiasedorfalseinformation-sincemostresidentswerenotawareofthenameofthecompanythatsuppliedtheirwater,heappliedachemicaltesttomakethisdeterminationinapositivemanner(Goldsmith,1986).国内外该学科发展趋势和应用前景目前国际上有国际环境流行病学学会（internationalsocietyforenvironmentalepidemiology,ISEE），总部在美国。每年一次年会，今年在法国。每年年会的论文基本代表了环境流行病学的研究前沿和趋势。每年年会的论文基本代表了环境流行病学的研究前沿和趋势。近年来环境流行病学的研究内容环境暴露因素（大气、水、危险废弃物、重金属、农药和辐射等）、健康效应（癌症、心血管疾病、神经系统损伤和生殖危害等）、方法学（生物标志、生态学调查、实验设计、暴露/剂量评价、Mata分析、风险评估和生物统计学等）、环境与基因的交互作用及伦理和法律等方面。从2004年的ISEE报告分析，空气污染和气候变化对健康的影响仍是当前环境流行病学研究的重要方面，同时，空间流行病学、重金属甚至反恐也正在成为环境流行病学的研究前沿。定量化、定位化和货币化是目前的主要研究方向和前沿。CharacteristicsofE.ESelectinganappropriatepopulationtostudyPoorresponseratesPoorqualityhealthdataandlonglatentperiods。Poordose-responserelationshipUncertaintyininterpretingnon-positivestudies.AimofEnvironmentalEpidemiologyToestablishcause-effect,andifpossible,dose-response,relationshipbetweenhealtheffectsandenvironmentalexposure.StrengthsStudyingthemostrelevantpopulationsatthemostrelevantexposurelevelsThewiderangeofhealthconditionsandexposurescenariosthatcanbestudied.Weakness研究人群随机化个体健康数据的准确度个体暴露水平的测量混杂因素的控制Key：anobservationalscience.ChallengesExposureassessmentHealthendpointPotentialbiasBasicElementsBackgroundandobjectivesStudyDesignStudysubjectsComparisonsubjectsDatacollectionproceduresAnalysisInterpretationSupportingdocumentation三、环境暴露评价定义：暴露指一种及一种以上的生物、化学或物理因子与人体在时间和空间上的接触。暴露评价就是对人群中发生或预期要发生的暴露进行确认与说明。环境暴露，即外环境因素与人体的相互作用关系：环境浓度、暴露特征和体内剂量。１．人体与环境的相互作用（环境）浓度指污染物在某种环境介质（大气、水、土壤等）中的存在形态和数量；暴露（特征）指上述环境介质中的污染物与人体表面（如皮肤、消化道或呼吸道上皮）的接触方式、接触量及影响因素；（体内）剂量则是指实际通过环境与人体界面进入机体内的污染物含量。环境浓度、暴露特征和体内剂量构成了人群环境暴露的全过程和主要研究内容。２．暴露评价的基本要素对一种暴露的基本描述应至少包括两个方面：即暴露浓度和接触时间。对环境因素的暴露评价包括与人体的实际接触（暴露）和进入机体内的实际浓度（剂量）进行定性评价和定量评价两个方面。暴露评价的基本要素暴露特征11暴露途径：指环境污染物进入机体的方式和频率。2暴露间隔：短期或长期的环境暴露；断续的或峰型的暴露等。3人群分布：均数、标准差及百分位数，亚人群的特征（高暴露或高敏感人群）4个体暴露：平均水平、暴露上限值及人群中的比例。剂量水平1暴露的联系2人群分布：如均数、方差及百分位数；重要亚人群的分布特点。3个体水平：均值、分布的上限值、人群中的最高值。污染来源暴露的变异性1个体内的暴露变异。2个体间的暴露变异。3不同人群组间的暴露变异。4暴露期间的变异。如不同季节的暴露差异。5空间分布的变异。指不同国家间暴露或剂量的差异不确定性分析３．暴露评价的不同要求评价目的需要的暴露信息危险度评价点暴露估计，暴露和剂量的分布。暴露和剂量的持续时间。危险度管理引起人体暴露和剂量的污染源。个体的活动类型及时间。干预暴露测量的有效性。现况和趋势分析人群的暴露和剂量随时间的变化情况。流行病学个体和人群的暴露和剂量。暴露和剂量范围。４．定量暴露评价近年的研究普遍认为，随着环境监测和分析技术及分子生物学的迅速发展，对人群暴露的定量测量及估计应成为暴露评价研究的中心环节和主要内容。暴露的定量估计可以分为两大方面：一是直接测量，即包括对暴露接触点的测量和人体暴露生物标志的测量；二是间接评价，指通过环境监测、模型推算和问卷分析等方法评价实际的暴露量。５．“时间－活动”模式研究国内外研究普遍认为，在适当的质量保证下通过问卷、日记、访视、观察和某些技术手段获得的“时间－活动”模式资料，对于建立准确合理的人群暴露模型、分析人群暴露特征及其与人群健康结局的关系等具有非常重要的价值和意义，对这类资料的收集和分析方法，应当进行深入的研究和探讨。６．暴露的生物标志生物标志是指机体内出现的细胞学、生物化学和分子水平的变化，这种变化在生物介质如人体组织、细胞或体液中可定量测定。生物标志可在相应外源性化合物的靶细胞（组织）中测定，亦可在非靶组织中测定。暴露标志物举例暴露标志污染物生物材料DDEDDT体液和组织（发、甲和牙）粘康酸（TTMA）环境中的苯脂肪组织铅环境中的铅尿DNA加合物BaPAFB1淋巴细胞蛋白质加合物（Hb）环氧乙烷RBC蛋白质加合物（血清白蛋白）AFB1血清生物有效剂量生物标志测定DNA加合物（亦为效应标志）蛋白质加合物（血红蛋白加合物）DNA-蛋白质交联物生物标志在暴露评价中应用的意义与传统方法比较更为精确。减少研究偏性。可获得对不同外源性化合物的暴露人群的资料。评价和校正传统暴露测定的不确定性。选择生物标志的基本原则标志的可行性标志的特异性生物样本采样的非损伤性标志的可测出时间标志的持久性峰剂量和累积剂量标志的变异性标志储藏的稳定性测定的可行性SummaryQualitativeandquantitativeLevelsandperiodsInternalandexternalHealthImpactsAssessment（一）高危险人群的研究高敏感人群：指在一般人群中不出现健康效应的某种暴露