Сетевое издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Вавринчук А.С. 1 Марочко А.Ю. 1

---

1 ГБОУ ВПО «Дальневосточный государственный медицинский университет»

С помощью созданной климатической геоинформационной системы методами корреляционного и регрессионного анализа изучено влияние 12 климатических факторов на риск возникновения у населения Хабаровского края рака кожи (РК) и меланомы кожи (МК). Было установлено, что при РК заболеваемость сильнее всего коррелировала с уровнями годовой поглощенной коротковолновой радиации, абсолютным минимумом температуры воздуха в январе, годовым радиационным балансом и средней месячной температурой воздуха в январе. Регрессионный анализ выявил высокую степень связи заболеваемости с комплексом климатических факторов, наиболее важные из которых: годовая поглощенная коротковолновая радиация, абсолютный минимум температуры воздуха в январе, годовой радиационный баланс и годовая суммарная солнечная радиация. В то же время высокий риск возникновения МК ассоциируется с воздействием на популяцию комплекса климатических факторов, среди которых наиболее значимыми, увеличивающими риск возникновения заболевания являются: среднемесячная влажность и средняя месячная температура воздуха в июле, а также повторяемость пасмурного неба в июле.

Статья в формате PDF

149 KB

географическая информационная система

меланома

рак кожи

1. Косых Н.Э., Лопатин А.С., Новикова О.Ю., Савин С.З. Геоинформационные системы в задачах медицинской экологии / – Владивосток: Дальнаука, 2008. – 152 с.

2. Молочков В.А., Хлебникова А.Н. Рак кожи: диагностика, профилактика, лечение. // Вместе против рака. – 2005. — № 2. – С. 25–27.

3. Нерушев А.Ф. Воздействие интенсивных атмосферных вихрей на озоновый слой земли / — СПб.: Гидрометеоиздат – 2003. – 224 с.

4. Agar N.S., Halliday G.M., Barnetson R.S. [et al.] The Basal layer in squamous tumors harbors more UVA then UVB fingerprint mutations: a role for UVA in human skin cancerogenesis. Proceedings of the National Academy of Sciences. – 2004. – Vol. 101, № 14. – P. 4954–4959.

5. Almahroos M., Kurban A.X. Ultraviolet carcinogenesis in nonmelanoma skin cancer. Part 1: incidence rates in relation to geographic locations and in migrant populations. Skinmed. — 2004. — Vol. 3. — № 1. — P. 29–36. 103

6. Cancer Incidence in Five Continents, Vol. VΙΙΙ [Eds. D. Parkin, S. Whelan, J. Ferlay et al IARC Scientific publications. — № 155. – Lyon, 2002. – 781 p.

7. Leiter U., Garbe C. Epidemiology of melanoma and nonmelanoma skin cancer-the role of sunlight. Advances in Experimental Medicine and Biology. – 2008. – Vol. 624. – P. 89–103.

8. Preston D.S., R.S. Stern Nonmelanoma cancers of the skin. New English Journal of Medicine . — 1992. — Vol. 327. — P. 1649–1662.

Изучение заболеваемости злокачественными новообразованиями зачастую поводится без учета эндемических особенностей конкретных территорий и влияния комплекса факторов окружающей среды на человека [1].

Рак кожи (РК) и меланома кожи (МК) характеризуются выраженной территориально-географической вариабельностью распространения с большими колебаниями мировых уровней заболеваемости у мужчин и женщин [6, 8]. В настоящее время установлено влияние солнечной ультрафиолетовой радиации на риск возникновения этих опухолей [4, 5, 7]. Однако роль других климатических факторов в развитии данных новообразований изучена недостаточно [2].

Стандартный методологический подход не позволяет сделать заключение о степени влияния всего комплекса факторов внешней среды (температурного режима, солнечной инсоляции, влажности воздуха) на риск возникновения рака и меланомы кожи [2, 5]. Оценить их роль возможно с помощью климатической географической информационной системы (ГИС), которая позволяет выделить комплекс факторов, оказывающих влияние на распространение новообразования в популяции, оценить их роль в развитии злокачественных опухолей кожи.

Цель исследования

с помощью климатической географической информационной системы определить климатические факторы, оказывающие наибольшее влияние на риск возникновения РК и МК в популяции.

Материалы и методы

Для создания ГИС были использованы карты Хабаровского края, характеризующие климатический режим по следующим параметрам: X1 — Повторяемость пасмурного неба (8–10 баллов) по общей облачности в январе (% дней); Х2 — Число пасмурных дней по общей облачности в году (%), Х3 — Повторяемость пасмурного неба (8–10 баллов) по общей облачности в июле (% дней); X4 — Средняя месячная температура воздуха в июле (°C); X5 — Количество осадков в году (мм); X6 — Абсолютный минимум температуры воздуха в январе (°C); X7 — Средняя месячная температура воздуха в январе (°C), X8 — Годовой радиационный баланс (МДж/м²); X9 — Годовая суммарная солнечная радиация (МДж/м²); X10 — Годовая поглощенная коротковолновая радиация (МДж/м²); X11 — Среднее годовое испарение (мм); X12 — Среднемесячная относительная влажность воздуха в июле (%). Территориальные изменения климатических параметров были представлены в виде изолиний. Кроме того, была использована карта с расположением всех населенных пунктов.

Климатические карты с помощью координатной сетки разбивались на квадраты 50х50 км, в каждом квадрате рассчитывались средние значения климатических параметров. Аналогичным образом разбивалась и карта с расположением населенных пунктов. Была проведена нумерация всех квадратов, всего 1600.

После сканирования карт составлялась электронная таблица, в которой каждому квадрату соответствовала конкретная строка, а каждому из 12 климатических параметров – столбец. В таблицу также заносились координаты каждого квадрата. Полученная таким способом таблица использовалась для кластерного анализа с последующей проверкой полученных результатов дискриминантным анализом. В результате было сформировано 10 кластеров со сходными климатическими параметрами (рис. 1)

Рис. 1. Климатические кластеры Хабаровского края

В каждом кластере были определены численность населения и общее число случаев заболевания РК в период с 2000 по 2009 гг. и МК в период с 1990 по 2007 гг. Для этого использовались материалы краевого канцер-регистра; случаи первично-множественных РК и МК (как синхронных, так и метахронных) рассматривались как один случай. Границы кластеров не совпадали с границами административных районов края. В ряде регионов (Николаевский, Советско-Гаванский) встречались кластеры трех типов. В то же время в кластере № 4 находился только один населенный пункт (пос. Многовершинный), в связи с чем данный кластер был исключен из дальнейшего исследования.

Были рассчитаны значения относительного риска (ОР) возникновения РК и МК у населения различных кластеров. При этом за стандарт (1,0) принимались уровни заболеваемости во всех кластерах.

Для изучения влияния климатических факторов были рассчитаны коэффициенты парной корреляции с уровнями заболеваемости РК и МК населения, проживающего на территории различных кластеров. Кроме того, для оценки связей между изучаемыми явлениями использован анализ множественной линейной регрессии с построением регрессионной модели [1].

Все расчеты проведены с помощью статистических пакетов Matlab 6.0 и SPSS. Работа по созданию климатической ГИС выполнена в сотрудничестве с коллективами лаборатории медицинской информатики Вычислительного центра ДВО РАН и лаборатории геоинформационных систем НИИ тектоники и геофизики ДВО РАН.

Результаты и обсуждение

Сформированные кластеры отличались друг от друга по своему географическому положению и характеристикам климатических параметров. Северным регионам края соответствовали кластеры № 1, 2 и 3, кластеры № 8, 9 и 10 занимали южные, наиболее заселенные и освоенные территории Хабаровского края, кластеры № 5, 6 и 7 находились преимущественно на территории центральных районов края и по своим климатическим характеристикам занимали промежуточное положение между «северными» и «южными» группами кластеров.

Наиболее высокие показатели ОР РК наблюдались у жителей населенных пунктов, расположенных в кластере № 6, включавшем г. Комсомольск-на-Амуре — 1,18 (1,11–1,25). Высокие, статистически значимые показатели ОР возникновения МК наблюдались в населенных пунктах, расположенных в кластере № 8, к которому относился г. Хабаровск – 1,15 (1,04–1,26). Самый низкий ОР возникновения РК отмечался в кластерах № 1 — 0,28 (0,16–0,49) и № 3 — 0,19 (0,05–0,76), в то время как показатели ОР МК не были статистически значимыми ввиду редкости патологии на данных территориях (табл. 1, 2).

Таблица 1

Численность населения, заболеваемость и относительный риск возникновения рака кожи в климатических кластерах Хабаровского края (2000–2009 гг.)

Примечание: * — статистически значимый показатель относительного риска

Таблица 2

Численность населения, заболеваемость и относительный риск возникновения меланомы кожи в климатических кластерах Хабаровского края в 1990–2007 гг.

Примечание: * — статистически значимый показатель относительного риска

Таким образом, ОР возникновения РК в кластерах, расположенных на севере, был низким. При МК такой связи отмечено не было.

Корреляционный анализ показал наибольшую взаимосвязь заболеваемости РК с факторами Х10 (0,797), Х6 (0,770), Х8 (0,766) и Х7 (0,720) (табл. 3).

Таблица 3

Значения коэффициентов парной корреляции (r) между климатическими факторами и заболеваемостью раком кожи (2000–2009 гг.) и меланомой кожи (1990–2007 гг.) в Хабаровском крае

Проведенный регрессионный анализ позволил получить уравнение множественной линейной регрессии, которое выглядело следующим образом: У = 0,0813*Х₁₀ -0,1057*Х₉+3,2932*Х₆+0,0698*Х₈  , где У - заболеваемость РК населения Хабаровского края. Таким образом, видно, что на риск возникновения РК наибольшее влияние оказывают 4 фактора: Х9 (вклад фактора 40,0%), Х10 (вклад фактора 27,1%), Х6 (вклад фактора 16,1%), Х8 (вклад фактора 11,9%).   

Коэффициенты парной корреляции всех указанных факторов с заболеваемостью РК были высокими, однако наиболее сильная прямая связь отмечалась с фактором Х10 (r=0,797) (табл. 3).

При изучении степени взаимосвязи отдельных климатических факторов было выявлено, что наиболее сильную взаимную связь демонстрируют факторы Х8 и Х9 (r=0,957), фактор Х10 находится в наиболее сильной степени связи с Х8 (r=0,970), Х9 (r=0,967), Х5 (r=0,894), Х6 (r=0,832).

Наибольшая взаимосвязь заболеваемости МК по данным корреляционного анализа имеется с факторами Х4 (r=0,809), Х6 и Х7 (r=0,799 и r=0,770 соответственно), Х5 (r=0,679), Х11 (r=0,666) (табл. 3).

Уравнение множественной линейной регрессии в данном случае было следующим: У= 0,554Х12 + 0,088Х3 +0,468Х4 -0,053Х11 , где У – заболеваемость МК населения Хабаровского края. Таким образом, на риск возникновения МК наибольшее влияние оказывают такие факторы, как Х11 (вклад фактора 37,8%), Х12 (вклад фактора 37,3%), Х4 (вклад фактора 18,9%), Х3 (вклад фактора 1,9%).

Коэффициенты парной корреляции всех указанных факторов с уровнями заболеваемости МК были высокими. Однако самая сильная степень прямой связи отмечалась с фактором Х12 (r=0,809), находящимся в сильной степени связи с большинством климатических факторов, кроме Х3 (табл. 3). Наиболее сильные связи показателя Х11 наблюдаются с Х9 и Х10 (r=0,959 и r=0,892 соответственно), Х6 (r=0,924), Х8 (r=0,908). Самая сильная степень прямой связи фактора Х4 отмечена с Х11 (r=0,844), Х9 (r=0,807) и Х8 (r=0,803).

Высокие значения показателей вышеуказанных климатических параметров отмечаются в кластерах, расположенных на южных территориях региона, с относительно мягким январским климатом. Именно эти территории подвергаются наибольшему воздействию тропических циклонов, поступающих в течение года, особенно в июле, из района Южно-Китайского моря, под влиянием которых отмечается существенное снижение общего содержания озона в атмосфере [3].

Безусловно, сами по себе вышеуказанные факторы не являются канцерогенными. Однако они могут рассматриваться в качестве маркеров территорий, на которых наблюдается наибольшее воздействие таких неблагоприятных климатических факторов, как высокие уровни солнечной инсоляции и напряженность климата (сочетание низких температур воздуха зимой и жаркого и влажного лета).

Выводы

1. Влияние климатических факторов на риск возникновения рака кожи и меланомы кожи отличается.

2. Высокий риск возникновения рака кожи связан с воздействием на популяцию в основном годовой суммарной солнечной радиации и годовой поглощенной коротковолновой радиации.

3. Высокий риск возникновения меланомы кожи ассоциирован с комплексом факторов, характеризующих особенности климатического режима территории в июле, таких как среднемесячная влажность и средняя месячная температура воздуха, а также повторяемость пасмурного неба.

Рецензенты:

Апанасевич В.И., д.м.н., профессор, профессор кафедры онкологии и лучевой терапии, ГБОУ ВПО «Тихоокеанский государственный медицинский университет», г. Владивосток;

Косых Н.Э., д.м.н., профессор, профессор кафедры госпитальной хирургии с курсом онкологии, ГБОУ ВПО «Дальневосточный государственный медицинский университет», г. Хабаровск.

Библиографическая ссылка