OPERATION OF EVIDENCE-BASED PRINCIPLES IN ASSESSMENT OF CAUSAL LINK BETWEEN HEALTH CONDITION AND ENVIRONMENTAL HAZARDOUS SUBSTANCE EXPOSURE

Full Text

Методология сбора, научного анализа и интерпретации эмпирических показателей для доказательства причинной связи между воздействием вредных факторов и нарушениями здоровья населения является одной из фундаментальных проблем профилактической медицины, которая сохраняет свою актуальность, несмотря на значительный прогресс в разработке теоретических основ применения принципов доказательности в оценке и управлении рисками, а также улучшенных методов статистического анализа. Загрязнение атмосферного воздуха в целом по городам России является причиной примерно 40 тыс. дополнительных смертей [19, 20]. Утверждается также, что только в Москве от экологически зависимых заболеваний ежегодно умирает около 12 тыс. человек, а в области - около 5 тыс. человек, т. е. в 2-3 раза больше, чем погибает в результате ДТП [25]. В России в зависимости от региональных особенностей окружающей среды доля ее влияния на здоровье человека колеблется в пределах 16-54 % [6, 7]. В некоторых регионах аллергическими заболеваниями страдает свыше половины детского населения. В основе всего этого, как полагают авторы, лежит загрязнение организма токсичными веществами и нарушение эндоэкологического равновесия [8]. По другим оценкам вклад загрязнения атмосферного воздуха в суммарную заболеваемость взрослого населения составляет около 11 %. Отмечается тенденция к нарастанию психических расстройств и иммунодефицитных состояний, аггравации заболеваний, увеличение заболеваемости туберкулезом [1, 12, 26, 43]. Перечень подобных публикаций о катастрофическом влиянии экологических факторов на здоровье населения как в целом по России, так в отдельных регионах, можно было бы продолжить, однако, как показал выполненный нами систематический анализ опубликованных данных 22 рандомизированных исследований, установление причинной связи в возникновении нарушений здоровья населения и вредных факторов среды не в полной мере отвечает критериям доказательности, сформулированным еще в 1965 году Брэдфордом Хиллом [34] и впоследствии расширенным и уточненным в документах ВОЗ [2, 8, 23, 37, 47]. Хотя доказательство причины возникновения болезней признается одной из основных задач медицины, в том числе и при проведении государственного мониторинга вредного воздействия факторов среды на здоровье населения [13], в подавляющем большинстве случаев эти доказательства ограничиваются лишь установлением факта предшествования воздействия предполагаемому исходу в виде частоты возникновения вредного эффекта и оценкой силы статистической связи между ними. Другие важные критерии причинности, как правило, не рассматриваются, в том числе устойчивость и специфичность ассоциации между воздействием и вредным эффектом, ее биологической правдоподобности и когерентности, наличие подтвержденной формы зависимости типа «доза - эффект» и экспериментальное подтверждение возможности снижения частоты вредного эффекта при устранении или ослаблении воздействия фактора. Следует отметить, что сама по себе сила связи, а точнее ожидаемый размер атрибутивной (этиологической) доли вредного фактора в возникновении заболевания, имеет гораздо меньшее значение с точки зрения доказательности, чем оценка ее устойчивости или статистической значимости. Критически важным критерием доказательности причинной связи в выявляемых в эпидемиологических исследованиях ассоциациях между воздействием загрязнений и вредным эффектом является установление зависимости «доза - ответ» для канцерогенов и неканцерогенов на основе применения унифицированных подходов в корректно спланированных исследованиях. Методология и особенности ее применения для различных видов вредного воздействия к настоящему времени хорошо разработаны, что позволило существенно повысить статистическую надежность количественной оценки рисков, выполняемой по результатам эпидемиологических исследований [39]. Не менее важным критерием, необходимым для установления причинной связи между вредным воздействием и изучаемым эффектом, является применение специально спланированных форм исследований, в частности широко используемого в аналитической эпидемиологии проспективного когортного метода, результаты которого обладают более высоким уровнем доказательности (уровень 2) в сравнении с другими видами эпидемиологических наблюдений, а также метода «случай - контроль», где применяется специальный подбор группы сравнения (уровень 3) [36]. К числу приоритетных аналитических методов, применяемых для доказательности причинной связи, относятся также технологии систематического анализа опубликованных результатов исследований, в том числе мета-анализ, которые потенциально обладают высоким уровнем доказательности, хотя, как и другие методы, не свободны от некоторых недостатков и слабостей, таких как неопределенности, связанные с множественностью возможного влияния одной независимой переменной на несколько зависимых переменных, крайне низкой публикационной активностью в отношении отрицательных результатов исследований, низким качеством и неоднородностью включаемых в мета-анализ работ и т. п. [9]. С нашей точки зрения, мета-анализ должен также обеспечивать корректную интерпретацию совместимости различных терминов и дефиниций, используемых для описания одних и тех же эффектов в анализируемых публикациях, содержать исчерпывающий перечень ограничений, которые имеют включенные в анализ результаты исследований, и в максимальной степени должен быть ориентирован на преимущественное использование результатов, характеризующихся наивысшими или близкими к ним уровнями доказательности. 11 Окружающая среда Экология человека 2017.11 Неполное применение в отечественных публикациях принципов доказательности причинной связи между вредными факторами среды и нарушениями здоровья привело к использованию многими авторами таких определений, как, например, «экологические заболевания», «экологически обусловленные и экологически зависимые болезни», «антропогенные заболевания», «микроэлементозы» [4, 24, 45, 46], критерии отнесения которых к подобным группам болезней не приводятся. Не оспаривая в целом правомерности классификации болезней по этиологическому признаку, следует подчеркнуть, что для ее разработки, предназначением которой является определение объема и порядка проведения необходимых оздоровительных мероприятий при недопустимом воздействии вредных факторов среды, должны применяться количественные критерии «экологического груза болезней», например атрибутивной популяционной фракции, при обязательном учете других критериев доказательности [27]. Как было показано в наших исследованиях по изучению здоровья работников-строителей, выполнявших трудовые операции на открытой территории в зоне атмосферных загрязнений от металлургического предприятия [28], где преобладали диоксид серы и взвешенные частицы, риск возникновения болезней органов дыхания оказался у них вполне сопоставим по уровню, применяемому в качестве критерия при отнесении этих болезней к категории профессиональных для работников металлургического предприятия (EF > 80 %) [22]. Однако природа этого риска и среда его возникновения не отвечают критерию устойчивости ассоциации и когерентности, поскольку эта связь, как оказалось, находится также в высокой степени зависимости от низких температур приземного слоя атмосферного воздуха. Это обстоятельство не позволяет признать такой риск профессиональным, что, по нашему мнению, вовсе не означает, что эти работники не имеют права на возмещение вреда по другим основаниям. При оценке связей в системе «окружающая среда - здоровье человека» существует несколько критически важных методологических и организационнотехнических проблем, препятствующих достижению приемлемого уровня гармонизации подходов к оценке допустимости, установлению причинности и доказательному определению уровней безопасности при воздействии вредных факторов [15, 16, 17, 35, 44]. Методологические проблемы Начиная с 60-х годов прошлого века в рамках деятельности многих международных организаций неоднократно обсуждалась проблема гармонизации основных принципов, методологии, критериев и норм, применяемых для ограничения рисков вредного воздействия на человека и окружающую среду. К числу наиболее распространенных методологических проблем в сфере изучения и мониторинга вредного влияния факторов среды на здоровье населения следует отнести оценку качества используемой информации, которая получена из других источников и для иных целей. Процедура оценки качества информации, используемой в мониторинге и оценке факторов риска, в России не стандартизована и далеко не в полной мере отвечает рекомендованным международным критериям [30]. Методологической проблемой является также некритическое применение принципа линейной сум-мации вредных эффектов без указания ограничений для подобных расчетов. В отличие от известной закономерности возникновения при низких концентрациях линейных и «надлинейных» эффектов в зависимости «концентрация - эффект», присущих действию одного вида загрязнений, например взвешенных частиц (РМ25), с нашей точки зрения, нет достаточных научных доказательств безусловной суммации вредных эффектов, вызываемых всеми так называемыми «однонаправленно действующими» химическими веществами на уровнях воздействия ниже соответствующих ПДК. Во всяком случае, на таких уровнях воздействия веществ их фракционная линейная суммация, описываемая известной формулой А. Г. Аверьянова, нуждается в специальном обосновании С, С„ С 1 +-^+ ...-< 1, ПДК1 ПДК2 ПДКп где С1, С2 Сп - концентрация данного вещества в воздухе рабочей зоны, ПДК1, ПДК2 ... ПДКп - предельно допустимая концентрация соответствующего вещества. Если предельно допустимая концентрация вредного вещества установлена корректно, то согласно правовой сущности гигиенических нормативов ПДК - концентрация, «не оказывающая в течение всей жизни прямого или косвенного неблагоприятного действия на настоящее или будущие поколения, не снижающая работоспособности человека, не ухудшающая его самочувствия и санитарно-бытовых условий жизни» [3]. То есть при содержании вредного вещества ниже значения его ПДК какие-либо измеряемые вредные эффекты, ассоциируемые с его воздействием, по формальному признаку не предполагаются, другими словами, с правовой точки зрения ничтожны. Соответственно любая суммация формально «нулевых» значений частоты вредного эффекта (ответа) в популяции не может интерпретироваться как недопустимая. Необходимо отметить, что такую интерпретацию не следует рассматривать как научно обоснованную, подобная коллизия в первую очередь может иметь отношение к необходимости пересмотра правового определения гигиенического норматива, адаптированного к правоприменительной практике, допускающей исключения и ограничения. В равной мере расчет суммации становится сомнительным и в случаях, когда хотя бы одно из совокупности однонаправленно действующих 12 Экология человека 2017.11 Окружающая среда веществ вызывает изучаемый токсический популяционный ответ с частотой 100 %. Можно полагать, что линейный принцип фракционной суммации частоты эффектов однонаправленно действующих вредных веществ наиболее очевиден лишь при определенных уровнях воздействия, близких к их среднеэффективным дозам. Так, например, в экспериментальной работе М. А. Мирзакаримовой [11] эффект неполной суммации выявлен в группе однонаправленно действующих фтористого водорода, диоксида серы, диоксида азота и взвешенных веществ. Есть немало исключений, когда применение принципа линейной и надлинейной суммации (потенцирования) при уровнях воздействия ниже ПДК с научной точки зрения вполне оправданно. Эти случаи могут наблюдаться при сочетаниях веществ, обладающих: • беспороговым механизмом действия [21]; • доказанной материальной кумуляцией в органах-мишенях при «однонаправленном действии» одного и того же токсического агента в разных соединениях, как, например, упомянутого в ГН 2.1.6.1338-03 сочетания фтористого водорода и солей плавиковой кислоты [3]; • специфической структурно обусловленной токсичностью, в частности, как у многих изомеров и гомологов вредных органических соединений (например, акриловой и метакриловой кислот и т. п.); • общим механизмом снижения детоксикационных функций, существенных для входящих в это сочетание веществ. В последнее время проблема повышения достоверности оценки различных видов взаимодействия вредных загрязнений (синергизм, суммация, индифферентность, антагонизм) на разных уровнях их воздействия привлекает возрастающее внимание исследователей. Предпринимаются попытки как расширения инструментов статистического анализа вредных эффектов, ассоциированных с этим взаимодействием с целью исключения случайных факторов (иерархический метод Байеса, снижение размерности для уменьшения влияния случайных величин, кластерный анализ, рекурсивное разделение на суб-популяции независимых переменных и т. д.) [29, 31], так и повышения информативности показателей, используемых для доказательной оценки кумулятивного риска нарушений здоровья среди населения при комбинированном воздействии вредных факторов окружающей среды [40]. Следует также отметить в качестве отдельного феномена и случаи, когда подпороговые дозы некоторых вредных химических веществ потенциально способны вызывать эффекты, интерпретируемые как гормезис, например, проявляющихся в малых дозах свойств эссенциальных (жизненно необходимых) микроэлементов или адаптогенов. Однако на современном уровне знаний взаимодействие подобных веществ с организмом не позволяет сделать обоснованное суждение о вероятности какой-либо суммации таких эффектов. Сущность современных гигиенических нормативов базируется исключительно на популяционных критериях, и любые интерпретации допустимости или недопустимости вредного воздействия в отношении отдельного человека должны применяться с осторожностью, поскольку индивидуальная восприимчивость к такому воздействию может изменяться в очень большом диапазоне, что не исключает выхода реакции организма за пределы формально установленных коэффициентов запаса при гигиеническом нормировании. Существование такой опасности отмечалось во многих публикациях в виде так называемой повышенной индивидуальной чувствительности при воздействии вредных веществ [5, 14, 18, 33]. Следует также отметить, что остается недостаточно разработанной теория агрегации рисков, связанных с химическими загрязнениями объектов окружающей среды и рабочей зоны, радиационного и химического воздействия, а также рисков при поступлении вредных веществ в организм различными путями, что при доказательстве причинности также следует принимать во внимание. Организационно-технические проблемы Некорректная оценка экспозиции - это одна из основных проблем в экспертизе по установлению связи между загрязнением окружающей среды и нарушениями здоровья [32]. Наиболее серьезные трудности связаны главным образом с недостаточной технической, методической и метрологической обеспеченностью как методов определения загрязняющих веществ, в особенности биологических загрязнений и аэрозолей, находящихся в жидкой фазе, так и порядка отбора проб для их определения. В подавляющем большинстве случаев для оценки экспозиции населения к химическим загрязнениям атмосферного воздуха используются данные их автоматического контроля на стационарных станциях в системе экологического мониторинга. Выполненные нами исследования среди населения, проживающего в районах размещения крупных предприятий медноникелевой промышленности, где основными видами загрязнений атмосферного воздуха являются диоксид серы и взвешенные вещества (РМ10), показали, что среднесуточная концентрация диоксида серы, измеренная методом индивидуального отбора проб воздуха у 1 613 человек (18-65 лет), не связанных с металлургическим производством, оказалась в 1,9 раза меньше, чем измеренная в стационарной системе экологического мониторинга - (0,06 ± 0,01) и (0,11 ± 0,03) мг/м3 соответственно, в то время как индивидуальная экспозиция к твердым аэрозолям оказалась в 3,9 раза больше стационарной [41, 42]. Эти расхождения, вероятно, связаны с различиями в уровнях загрязнения атмосферного воздуха и воздуха внутри помещений и транспортных средств, где существенное влияние могут оказывать как дополнительные источники выделения этих вредных веществ, так и процессы их сорбции 13 Окружающая среда Экология человека 2017.11 конструкционными материалами и мебелью [38]. Из приведенного примера, разумеется, не следует, что необходимо отказаться от стационарных методов измерения содержания вредных веществ в приземном слое атмосферного воздуха. Однако при решении экспертных вопросов, например при доказательстве вреда, причиненного здоровью человека в результате вредного воздействия химических загрязнений окружающей среды на его организм, следует применять верифицирующие методы оценки, в том числе определение биомаркеров экспозиции [9, 10], хотя для их применения в экспертных целях предстоит еще провести большую работу по доказательству валидности методов определения, критериев оценки и их метрологическому обеспечению, что в настоящее время, к сожалению, в полной мере выполнено лишь для очень ограниченного перечня маркеров. Таким образом, проблема обеспечения приемлемого уровня доказательности при проведении исследований по установлению причинной связи между загрязнением объектов окружающей среды и нарушениями здоровья сохраняет свою актуальность, определяемую высокими общественными потребностями в сфере обеспечения фундаментальных прав граждан на благоприятную окружающую среду и охрану здоровья, включая право граждан на возмещение вреда в связи с недопустимыми загрязнениями среды обитания, реализация которого требует доказательного установления причинности такого воздействия. Необходимо дальнейшее совершенствование как применяемых методов оценки экспозиции и ассоциированных с ней вредных эффектов, так и существующих методологических подходов к оценке допустимости многокомпонентных и многосредовых видов вредного воздействия, а также корректировка интерпретации правовой сущности и правовых ограничений для применяемых критериев и нормативов. Назрела настоятельная необходимость формализации представлений об индивидуальной восприимчивости организма к вредному влиянию загрязнений объектов окружающей среды в результате экологических правонарушений. Для решения этой задачи требуется, в частности, разработка методологии оценки индивидуальной экспозиции и порядка проведения медицинской экспертизы по установлению причинной связи между загрязнением объектов окружающей среды и нарушениями здоровья пострадавших граждан. Важным направлением в дальнейшем совершенствовании системы обеспечения прав граждан на благоприятную окружающую среду и охрану здоровья является совершенствование государственного и общественного контроля за получением и распространением основанной на доказательствах информации по определению факторов риска и опасностей, связанных с состоянием окружающей среды, корректной количественной оценке интенсивности вредного воздействия этих факторов на организм человека, а также нарушений здоровья, которые могут иметь причинную связь с этим воздействием.

About the authors

S A Gorbanev

North-West Public Health Research Center Saint-Petersburg

V P Chashchin

Email: valerych05@mail.ru
North-West Public Health Research Center North-Western State Medical University named after I. Mechnikov Institute of Natural Resource Economics and Environmental Policy, National Research University Higher School of Economics Northern (Arctic) Federal University named after M. V. Lomonosov Saint-Petersburg Arkhangelsk

K B Fridman

North-West Public Health Research Center Saint-Petersburg

A B Gudkov

Northern State Medical University Northern (Arctic) Federal University named after M. V. Lomonosov Arkhangelsk

References

Supplementary files