第三节 病因与危险因素
一、病因
病因与发病机制是慢性病流行病学研究的重要内容,包括运用流行病学的方法从宏观上研究目标人群的慢性病发病危险因素;运用遗传学、分子生物学、病理学和病理生理学等相关学科的技术手段从微观上研究相关危险因素的作用机制。截至目前,大多数慢性病的病因与发病机制尚未充分阐明,只有少数几种慢性病有公认的单病因,例如扫烟囱工人罹患的阴囊癌(职业性肿瘤)。
绝大多数慢性病的病因十分复杂,并可能存在交互作用。一般认为,慢性病不是由单个因素引起,而是多种危险因素共同作用的结果,具有病因复杂、多基因致病、多阶段、长期性等特点,其致病因素不是单纯的生物病原,传统的生物医学模式不能很好地解释这些疾病的发生和发展,而要用现代的生物-心理-社会医学模式从多维的角度去理解。
二、危险因素
慢性病的危险因素很多,其中主要的因素有:吸烟、饮酒、缺乏体力活动、不合理膳食,其他有病原体感染、职业环境污染暴露和精神心理因素等。综合目前研究结果,可以把慢性病的危险因素大致分为行为因素、环境因素和机体因素三大类,并且存在多种因素的综合作用。
(一)行为因素
1.吸烟
吸烟的危害集中在烟草燃烧所产生的烟雾,其中包含3800多种已知化学物质,对机体有害的包括尼古丁等生物碱、胺类,多环芳烃,杂环族化合物,氮氧化物,一氧化碳,重金属元素镍、铜、铬等,以尼古丁和一氧化碳为甚。主动吸烟和被动吸烟都会增加发病风险,而被动吸烟的风险可能更大,因为被动吸烟时某些有害物质的含量往往比主动吸烟还要高。
吸烟可以引起多种慢性病,包括心血管疾病、恶性肿瘤、呼吸系统疾病、新生儿低出生体重等。吸烟对呼吸系统的危害远高于其他因素,是慢性支气管炎、肺气肿、慢性阻塞性肺疾病等慢性呼吸系统疾病的诱因之一。大量研究证实了吸烟是肺癌的首要危险因素,也是心血管疾病的主要危险因素之一,很多国家和地区的实践都证明了戒烟不但可以减轻个体的临床症状,缓解病情,还可使与吸烟相关的疾病在人群中的发病率和死亡率下降。
吸烟与很多疾病呈多方面的剂量反应关系,疾病发生和病情严重程度与每天吸烟量、吸烟方式、吸烟持续时间、开始吸烟的年龄等有关。吸烟与很多危险因素存在交互作用和协同作用,吸烟不仅在疾病的早期启动阶段起作用,可能在疾病整个致病过程中都有显著影响。
2.饮酒
饮酒的不良后果包括大量饮酒甚至酗酒对人体大脑、神经、心脏和肝脏等器官的损害,引起精神异常、抑郁症、心血管疾病和肝脏疾病,以及意外伤害和各种事故。大量饮酒是高血压的重要危险因素,男性持续饮酒者与不饮酒者相比,4年内发生高血压的危险增高40%。大量饮酒的人群中,肝癌死亡率可增加50%。
饮酒对健康的影响与摄入量有关。研究表明,饮酒与冠心病成U型剂量反应关系,即少量饮酒时冠心病死亡率有所下降,而大量饮酒时则使冠心病死亡率呈上升趋势。但考虑到饮酒所增加的高血压、出血性脑卒中、恶性肿瘤(口腔癌、咽癌、喉癌、食管癌等)风险,WHO认为饮酒是越少越好。
3.缺乏体力活动
缺乏体力活动是造成超重和肥胖的重要原因,也是冠心病、高血压、脑卒中、糖尿病、恶性肿瘤等多种慢性病的主要危险因素之一。随着工作和生活条件的改善,人们进行体力活动的机会越来越少,缺乏体力活动相当普遍。2010年WHO全球慢性非传染性疾病报告指出,每年大约320万人死于缺乏运动,运动量不足人群的全死因风险会增加20%~30%。缺乏运动在高收入国家人群发生率最高,但在某些中等收入国家人群尤其是女性人群的发生率也非常高。
体力活动在体重、血脂、血压、葡萄糖耐量、内分泌调节等多方面都可产生有益作用,可以减少发病风险。定期运动可降低包括高血压在内的心血管疾病、糖尿病、乳腺癌、结肠癌和抑郁症的患病风险。
4.不合理膳食
不合理膳食包括了高盐与低钾、低钙饮食,高脂肪、高胆固醇、低膳食纤维饮食,以及维生素摄入不足等。
高盐与低钾、低钙饮食与高血压密切相关。膳食钠的摄入量与血压水平显著正相关,在控制总热量后,膳食钠与收缩压和舒张压的相关系数分别达到0.63和0.58。而钾和钙的摄入量与血压水平呈负相关,蔬菜水果以及奶类等含钙丰富的食品摄入量低,也是高血压的危险因素之一。蔬菜水果还含有丰富的膳食纤维,具有重要的生理作用,如促进肠道蠕动、预防便秘、排除有害物质;可以减少胆酸和中性固醇的肝肠循环,降低胆固醇;还可以影响肠道菌群,减少肠癌发生。因此,摄入足量的果蔬可以降低罹患心血管疾病、胃癌和结/直肠癌的风险。高脂肪、高胆固醇膳食除了可以增加胃肠道肿瘤、乳腺癌和前列腺癌的患病风险外,引起的高脂血症(主要是血清总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇的升高)是动脉粥样硬化和冠心病、缺血性脑卒中的主要危险因素。
维生素摄入不足与某些恶性肿瘤有关。有研究报道,饮食缺乏维生素C、叶酸会增加胃癌和食管癌等上消化道恶性肿瘤的发病率,血浆中维生素A和胡萝卜素水平低与上皮系统恶性肿瘤如皮肤癌、胃癌等有关。
5.精神心理因素
情绪与生活事件既可以直接致病,也可以作为诱发或促发因素。长期处于精神紧张、工作压力大等状态下,被认为是高血压、恶性肿瘤等慢性病发病的重要心理因素。个体的性格特征也与慢性病的发病有一定关联,一般认为A型性格者冠心病发病率、复发率与死亡率均较高,C型性格与恶性肿瘤明显相关。
值得注意的是,由于精神心理因素与政治、经济、文化等社会因素紧密相关,其与慢性病的关系十分复杂,更多是一种关联,研究时不宜直接说明因果关系或机制。
(二)环境因素
1.生物因素
生物因素是指病原体(包括各种微生物和寄生虫)以及各种有害的动植物。感染可导致多种肿瘤和心血管疾病。流行病学研究发现,约有15%~20%的恶性肿瘤与病原体感染,特别是病毒感染有关。幽门螺旋杆菌感染是慢性胃炎的主要病因之一,且与胃癌密切相关;慢性阻塞性肺疾病(COPD)的起病与感冒等呼吸道感染有密切关系,且反复呼吸道病毒感染和继发性细菌感染是导致COPD病变发展和加重的重要原因;乙型肝炎病毒感染是原发性肝癌的原因,人乳头瘤病毒与宫颈癌有关,EB病毒与人类鼻咽癌有关;还有柯萨奇病毒与1型糖尿病发病的关系比较肯定,母亲妊娠3个月内感染风疹病毒是婴儿先天性心脏病的病因之一。
2.理化因素
自然环境中的理化因素对慢性病发病的影响可分为两类。
一类是自然存在的,如地理、气候、土壤等。在寒冷季节,心血管疾病和呼吸系统疾病高发,对老年人健康的危害尤其严重;过量紫外线(太阳光)照射,是引起人类皮肤癌的明确病因;有研究报道环境中某些微量元素(如硒)和矿物质在机体内的富集和缺乏,与某些地方性心血管疾病(如克山病)、甲状腺肿和恶性肿瘤的发生有关。有研究报告了加拿大纽芬兰省某城市饮用软水的人群心脑血管疾病的死亡率高于饮用硬水的人群,可能的原因是软水中含钙较少,但这一结论还有待证实。
另一类理化因素与人类社会的发展密切相关,影响最大的是各种化学污染物,如环境中的三废(废气、废液、废渣)含有多种致癌物,是引起肺癌等恶性肿瘤的原因之一;垃圾焚烧产生的苯并芘、二英等,可引起肺癌、皮肤癌等多种恶性肿瘤;职业环境中的砷及砷化合物、石棉、联苯胺、沥青焦油、氯乙烯、苯等职业化学物质可导致肺癌、膀胱癌、白血病、皮肤癌和肝血管肉瘤等。此外,吸烟与这些职业因素有很强的协同致肺癌效应。
3.社会因素
社会因素包括社会制度、社会经济发展水平、生产劳动及生活居住条件、风俗习惯、医疗卫生条件、宗教、文化、教育水平等。大多数慢性病在不同经济水平的国家和地区间、不同文化水平和职业人群中的分布存在差异,表明社会因素对慢性病的发病和转归存在影响。肥胖、糖尿病、高血压、冠心病、脑卒中等被称为“富贵病”,是因为这些慢性病在发达或富裕的国家和地区发病率较高;而风湿性心脏病、宫颈癌、食管癌等则与贫穷与医疗卫生水平落后有关。
研究社会因素在慢性病发病中的作用,一个重要的启发在于个体是属于社会的,促进个体行为的改变最有效的办法是促使整个人群的行为规范和社会人文环境发生一致的改变。
(三)机体因素
1.年龄与性别
年龄是慢性病发病的重要影响因素。除了少数发病年龄较早的慢性病,如1型糖尿病患者多为青少年,发病年龄多在20岁以下,多数慢性病都在中老年期发病,而且发病与死亡随年龄增大而升高,提示了慢性病发病过程中环境与遗传因素的累积效应。但随着社会发展和生活方式变化,近年来慢性病发病有年轻化的趋势,与不健康的生活方式密切相关。
多数慢性病存在性别上的差异。女性高发某些恶性肿瘤如胆囊癌、甲状腺癌等,而大多数慢性病则是男性较女性多发,造成这种性别差异的原因主要是男女性的性激素差异。女性在绝经期前由于有雌激素的保护作用,动脉粥样硬化的发病率低于同年龄组男性,但在绝经期后这种差异消失。社会工作压力较大,吸烟、饮酒等不健康行为较普遍,是男性多发慢性病的重要原因。
2.遗传因素
几乎所有的慢性病都是遗传因素和环境因素共同作用的结果。遗传因素在糖尿病、心脑血管疾病、精神疾病以及部分恶性肿瘤的发病中有重要作用。慢性病有多基因遗传、基因微效性和累积效应等特点,导致慢性病多表现为晚发,即致病因素随着个体发育作用到一定年龄后才表现出疾病效应。
遗传因素在不同慢性病发病中的作用有较大差异,如心脑血管疾病、糖尿病受遗传因素的影响较大,而恶性肿瘤则相对较小。在不同的年龄段,遗传因素作用的程度也不尽相同,遗传因素在年轻人中的作用比老年人强,这可能是因为环境因素的累积作用随着年龄的增大而增大。
(四)多因素相互作用
慢性病的发生与流行往往是多种危险因素综合作用的结果,而且多种因素相互之间的作用模式比较复杂,在不同疾病、不同群体中有所差异(图1-1)。交互作用是多种危险因素相互作用的一种现象,尤其是协同作用,对慢性病发生有重要意义。协同作用分析不仅能确切了解疾病的危险因素及其相互作用,而且能为制订正确的疾病预防策略和措施提供依据。
图1-1 常见慢性病及其共同危险因素之间的内在联系(孙贵范主编.《预防医学》.2005)
临床和大型流行病学调查中都发现肥胖、高血压、高脂血症、冠心病等多种慢性病同时存在单个个体的现象,这提示了多种慢性病可能互为危险因素:高血压是最常见的心血管疾病,也是冠心病、脑卒中等的重要危险因素;糖尿病、肥胖与胰岛素抵抗,胰岛素抵抗与糖尿病和心血管疾病等可以互为危险因素;高血压患者多伴有高胰岛素血症及胰岛素抗性,发生糖尿病的危险性比正常血压者高得多,糖尿病患者多因伴发高血压加重病情。此外,多种慢性病可有共同的危险因素:超重或肥胖可以引起多种疾病,如冠心病、高血压、脑卒中、糖尿病等,以及停经后的乳腺癌、子宫内膜癌等。
慢性病病因与危险因素研究的一个重要意义是为慢性病防治提供科学依据。遗传易感性、年龄、性别等机体因素,通常难以干预;但行为、环境等因素则是有可能通过有针对性的干预措施予以改变,控烟、减盐、改善膳食和增加体力活动以及减少有害饮酒是有效的优先干预措施。