基于傾向性評(píng)分匹配法分析稀土元素鈧與口腔癌發(fā)病關(guān)聯(lián)的病例對(duì)照研究

基于傾向性評(píng)分匹配法分析稀土元素鈧與口腔癌發(fā)病關(guān)聯(lián)的病例對(duì)照研究【摘要】目的運(yùn)用傾向性評(píng)分法（PSM）均衡組間協(xié)變量，探討稀土元素鈧（Sc）與口腔癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)聯(lián)。方法采用病例對(duì)照研究方法，收集2010年1月至2018年11月，于福建醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院口腔頜面外科經(jīng)術(shù)后病理確診的口腔癌新發(fā)患者390例作為病例組，同期收集社區(qū)體檢健康人群共1219例作為對(duì)照組。采用1:1傾向性評(píng)分匹配法，成功匹配300例病例與300例健康對(duì)照。采用ICP-MS檢測(cè)血清中Sc，應(yīng)用條件Logistic回歸計(jì)算血清Sc水平與口腔癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的調(diào)整OR及其95%CI。結(jié)果病例組Sc水平為5.56（3.71-6.94）μg/L低于對(duì)照組Sc水平7.21（6.14-8.83）μg/L，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.001）。劑量—反應(yīng)關(guān)系分析結(jié)果顯示，隨著血清中Sc水平的增高，患口腔癌的風(fēng)險(xiǎn)逐漸下降，呈明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系。條件Logistic回歸分析顯示，血清中Sc水平與口腔癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)存在負(fù)相關(guān)。結(jié)論中、高水平血清Sc可能是口腔癌發(fā)病的保護(hù)因素，且血清Sc水平越高，口腔癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)越低?！娟P(guān)鍵詞】口腔癌；鈧元素；傾向性評(píng)分；劑量-反應(yīng)關(guān)系口腔癌（oralcancer,OC）是口腔頜面部惡性腫瘤的總稱，GLOBOCAN報(bào)告顯示，2018年全球新發(fā)口腔癌病例約35萬(wàn)例，死亡病例約18萬(wàn)例[1]。研究顯示，不良口腔衛(wèi)生、吸煙、飲酒是口腔癌發(fā)病的重要危險(xiǎn)因素[2-4]，但在口腔衛(wèi)生良好、非吸煙及非飲酒的人群中仍有口腔癌的發(fā)生，提示存在未知因素影響口腔癌的發(fā)生。鈧（scandium,Sc）屬于元素周期表ⅢB族，屬于稀土元素，其在自然界中分布廣泛但鮮有富集，且含鈧礦物中鈧含量極低，因此也被稱為“稀散元素”[5]。含鈧化合物現(xiàn)已應(yīng)用于畜牧業(yè)增產(chǎn)[6]、照明[7]、合金[8]、陶瓷[9]、放射性同位素治療[10]等領(lǐng)域，因此其可通過環(huán)境及食物鏈等暴露途徑進(jìn)入人體。有研究顯示，乳腺癌患者與健康對(duì)照頭發(fā)中鈧元素濃度差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[11]。目前，國(guó)內(nèi)外鮮見鈧與腫瘤關(guān)系的報(bào)道，且微量元素與腫瘤關(guān)系的研究也多為未匹配組間協(xié)變量的回顧性研究[11,12]。傾向性評(píng)分匹配法（propensityscorematching，PSM）可有效降低非隨機(jī)對(duì)照研究中的混雜偏倚，已被證實(shí)可均衡組間的協(xié)變量，從而可對(duì)非隨機(jī)對(duì)照數(shù)據(jù)進(jìn)行效應(yīng)評(píng)估[13]。因此，本研究采用PSM法評(píng)估鈧與口腔癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系，為口腔癌的防制提供科學(xué)依據(jù)。對(duì)象與方法1.對(duì)象收集2010年1月至2018年11月內(nèi)在福建醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院新發(fā)確診的OC患者病例390例。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）病理確診的原發(fā)性O(shè)C病例；（2）能清晰回答問題者。病例排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）口腔白斑等良性病變職業(yè)接觸稀土元素的特殊暴露個(gè)體；（2）繼發(fā)性腫瘤、口腔白斑等良性病變。同期選取社區(qū)的健康人群共納入1219例。對(duì)照納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）社區(qū)健康人群；（2）無(wú)腫瘤疾病史。對(duì)照排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）有腫瘤既往史者；（2）職業(yè)接觸稀土元素的特殊暴露個(gè)體；（3）精神病患者或認(rèn)知障礙者以及其他不能完成調(diào)查者。本研究通過福建醫(yī)科大學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有研究對(duì)象均簽知情同意書。同時(shí)，研究采用1:1傾向性評(píng)分法，從對(duì)照組中選出與病例傾向評(píng)分最鄰近匹配的300名對(duì)照者，并將90名不匹配的病例排除。2.問卷調(diào)查采用統(tǒng)一編制結(jié)構(gòu)式調(diào)查表，經(jīng)統(tǒng)一培訓(xùn)的調(diào)查員對(duì)研究參與者進(jìn)行面訪調(diào)查。調(diào)查內(nèi)容主要包括：一般情況（年齡、性別、民族、腫瘤家族史、婚姻情況、文化程度、居住地等）、吸煙史、飲酒史、膳食情況、飲茶史等。吸煙定義為累計(jì)吸煙量達(dá)到100支[14]；飲酒指每周至少1次，持續(xù)半年以上[15]；飲茶是指每周至少飲1杯茶，且持續(xù)6月以上[16]。調(diào)查結(jié)束后，由調(diào)查員對(duì)問卷質(zhì)量進(jìn)行核對(duì)復(fù)查，發(fā)現(xiàn)問題并予以糾正，并去除不合格的問卷。3.鈧元素檢測(cè)采集病例及對(duì)照外周血液標(biāo)本，離心取上層血清置于-80℃冰箱保存，血樣采集經(jīng)過福建醫(yī)科大學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)[2011福醫(yī)倫理審字第（53）號(hào)]，研究對(duì)象調(diào)查時(shí)均簽署知情同意書。血清樣本經(jīng)微波消解后，采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）檢測(cè)血清中鈧元素的含量。4.質(zhì)量控制采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07601（GSH-1）人發(fā)為質(zhì)控樣品進(jìn)行監(jiān)測(cè)，每批次隨機(jī)抽取32個(gè)樣品，共19個(gè)批次進(jìn)行檢測(cè)，每批次樣品至少檢測(cè)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)空白和兩個(gè)質(zhì)控樣品。每批次均取該批次12.5%比例的樣品進(jìn)行平行樣檢測(cè)，平行樣檢測(cè)結(jié)果相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差不超過10%。5.統(tǒng)計(jì)學(xué)處理通過EpiData3.1軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的雙核錄入及邏輯糾錯(cuò)，并隨機(jī)抽取10%的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)查。采用IBMSPSS22.0Statistics的PSM擴(kuò)展程序進(jìn)行PSM匹配，以平衡在病例組與對(duì)照組之間分布不均勻的一般人口學(xué)特征和生活方式因素。利用c2檢驗(yàn)對(duì)匹配前后病例組及對(duì)照組的一般人口學(xué)特征及生活方式各因素進(jìn)行均衡性檢驗(yàn)；采用GraphPadPrism5.0繪制病例組與對(duì)照組鉻元素的小提琴圖，并應(yīng)用Wilcoxon秩和檢驗(yàn)比較病例組與對(duì)照組之間血清鈧水平。此外，基于限制性立方樣條分析血清中鈧元素水平與OC發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)之間的劑量反應(yīng)關(guān)系。同時(shí)，采用條件Logistic回歸計(jì)算血清中鈧元素水平與OC發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)關(guān)系的OR值及其95%CI。上述方法均為雙側(cè)檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)為a=0.05。結(jié)果1.匹配前OC病例與對(duì)照的基本情況對(duì)比：本研究共收集OC患者390例，社區(qū)健康對(duì)照人群1219例。研究以是否患口腔癌為分組變量，以性別、年齡、腫瘤家族史、居住地、吸煙、飲酒、飲茶、膳食情況等為觀察協(xié)變量進(jìn)行研究。匹配前除民族與婚姻狀況外，性別、年齡、腫瘤家族史、文化程度、居住地、吸煙、飲酒、飲茶、畜肉類攝入頻次、魚類攝入頻次、海鮮攝入頻次、綠色蔬菜攝入頻次、水果攝入頻次等差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)(表1)。表1配比前OC病例和對(duì)照各協(xié)變量的均衡性比較n(%)變量配比前P值病例組（n=390）對(duì)照組（n=1219）性別男245(62.82)603(49.47)<0.05女145(37.18)616(50.53)年齡（歲）<60203(52.05)294(24.12)<0.05≥60187(47.95)925(75.88)民族漢族386(98.97)1216(99.75)0.983其他4(1.03)3(0.25)婚姻狀況已婚363(93.08)1135(93.11)0.983未婚及其他27(6.92)84(6.89)腫瘤家族史無(wú)330(84.62)1135(93.11)<0.05有60(15.38)84(6.89)文化程度文盲33(8.46)268(21.99)<0.05小學(xué)及初中239(61.28)773(63.41)高中及以上118(30.26)178(14.60)居住地農(nóng)村207(53.08)1068(87.61)<0.05城市183(46.92)151(12.39)吸煙無(wú)210(53.85)892(73.17)<0.05有180(46.15)327(26.83)飲酒無(wú)246(63.08)996(81.71)<0.05有144(36.92)223(18.29)飲茶無(wú)226(57.95)926(75.96)<0.05有164(42.05)293(24.04)畜肉類（次/周）<3105(26.92)368(30.19)0.218≥3285(73.08)851(69.81)魚類（次/周）<3218(55.90)569(46.68)<0.05≥3172(44.10)650(53.32)海鮮（次/周）<1222(56.92)583(47.83)<0.05≥1168(43.08)636(52.17)綠色蔬菜（次/日）<2174(44.62)270(22.15)<0.05≥2216(55.38)949(77.85)水果（次/周）<3263(67.44)442(36.26)<0.05≥3127(32.56)777(63.74)2.匹配后OC病例與對(duì)照的基本情況對(duì)比：采用PSM1:1最鄰近匹配法，卡鉗值為0.02，以病例組為基準(zhǔn)組，共有300對(duì)成功匹配。匹配后病例組與對(duì)照組性別、年齡、民族、婚姻狀況、腫瘤家族史、文化程度、居住地、吸煙、飲酒、飲茶、以及各膳食因素（畜肉類、魚類、海鮮、綠色蔬菜、水果）攝入頻次等協(xié)變量都均衡可比(P>0.05，表2)。表2配比前后OC病例和對(duì)照各協(xié)變量的均衡性比較n(%)變量配比后P值病例組（n=300）對(duì)照組（n=300）性別男178(59.33)189(63.00)0.357女122(40.67)111(37.00)年齡（歲）<60141(47.00)134(44.67)0.566≥60159(53.00)166(55.33)民族漢族296(98.67)298(99.33)0.412其他4(1.33)2(0.67)婚姻狀況已婚279(93.00)275(91.67)0.539未婚及其他21(7.00)25(8.33)腫瘤家族史無(wú)262(87.33)264(88.00)0.804有38(12.67)36(12.00)文化程度文盲33(11.00)36(12.00)0.399小學(xué)及初中189(63.00)173(57.67)高中及以上78(26.00)91(30.33)居住地農(nóng)村190(63.33)193(64.33)0.799城市110(36.67)107(35.67)吸煙無(wú)175(58.33)169(56.33)0.62有125(41.67)131(43.67)飲酒無(wú)205(68.33)196(65.33)0.435有95(31.67)104(34.67)飲茶無(wú)188(62.67)190(63.33)0.866有112(37.33)110(36.67)畜肉類（次/周）<380(26.67)88(29.33)0.467≥3220(73.33)212(70.67)魚類（次/周）<3161(53.67)153(51.00)0.513≥3139(46.33)147(49.00)海鮮（次/周）<1162(54.00)160(53.33)0.870≥1138(46.00)140(46.67)綠色蔬菜（次/日）<2116(38.67)122(40.67)0.617≥2184(61.33)178(59.33)水果（次/周）<3177(59.00)186(62.00)0.452≥3123(41.00)114(38.00)3.鈧元素與口腔癌的關(guān)聯(lián)性分析：經(jīng)正態(tài)性檢驗(yàn)，血清鈧元素水平不符合正態(tài)分布，用M（P25～P75）表示。病例組血清鈧水平[5.56（3.71-6.94）μg/L]低于對(duì)照組血清鈧水平[7.21（6.14-8.83）μg/L]，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)(圖1)。為進(jìn)一步確定血清鈧元素與口腔癌的相關(guān)性，進(jìn)行劑量-反應(yīng)關(guān)系分析，限制性立方樣條結(jié)果顯示，隨著鈧元素水平的增高，患口腔癌的風(fēng)險(xiǎn)逐漸下降，呈明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系(圖2)。圖1病例組與對(duì)照組血清中鈧元素水平的比較圖2血清中鈧元素水平與口腔癌的劑量-反應(yīng)關(guān)系4.血清中鈧元素水平與OC的條件Logistic回歸分析：按對(duì)照組血清鈧水平的三分位數(shù)，將血清中鈧元素分為低水平組(<6.43μg/L)、中水平組(6.43~8.11μg/L)與高水平組(≥8.12μg/L)。條件Logistic回歸顯示，血清中鈧元素水平與口腔癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)存在負(fù)相關(guān)，中水平組與高水平組的口腔癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)均低于低水平組。經(jīng)調(diào)整后，中水平組患口腔癌的風(fēng)險(xiǎn)是低水平的0.28(95%CI:0.18-0.46)倍；高水平組患口腔癌的風(fēng)險(xiǎn)是低水平的0.13(95%CI:0.07-0.23)倍。(表3)。表3血清鈧元素水平在病例組和對(duì)照組中的比較Sc（μg/L）病例組（n=300）對(duì)照組（n=300）OR值（95%CI）aOR值（95%CI）a<6.43198(66.00)100(33.33)1.0001.0006.43-68(22.67)100(33.33)0.29(0.18-0.45)0.28(0.18-0.46)≥8.1234(11.33)100(33.33)0.14(0.08-0.25)0.13(0.07-0.23)Pfortrend<0.001<0.001注：a調(diào)整性別、年齡、婚姻狀況、腫瘤家族史、民族、文化程度、居住地、吸煙、飲酒、飲茶、膳食因素（畜肉、魚類、海鮮、水果、綠色蔬菜）討論研究表明，利用PSM處理群組平行對(duì)照試驗(yàn)中橫斷面調(diào)查數(shù)據(jù)對(duì)干預(yù)效果評(píng)估的影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)PSM可平衡組間的協(xié)變量[17,18]。本研究采用病例對(duì)照研究方法，難以避免混雜偏倚。為降低混雜因素帶來(lái)的影響，采用PSM平衡兩組間分布不均勻的一般人口學(xué)特征、生活方式及膳食情況等共15個(gè)混雜因素，有效提高了非隨機(jī)分組資料間協(xié)變量的均衡性，保證病例組與對(duì)照組之間的可比性，使研究得到的結(jié)果更加客觀直接地反映影響因素對(duì)疾病的影響。鈧元素是人體非必需的稀土元素，具有17種稀土元素中最活潑的金屬性，主要化學(xué)性質(zhì)與釔及鑭系元素相似，常見的化合價(jià)為+3價(jià)，但因其離子半徑較小，導(dǎo)致鈧元素與其他稀土元素相比在化學(xué)性質(zhì)上略有差異。Poater等[19]研究發(fā)現(xiàn)，Sc3+可參與形成熱力學(xué)上更穩(wěn)定的金屬配合物，催化并提高某些酶的合成能力。Caporale等[20]關(guān)于新合成抗腫瘤化合物的研究結(jié)果顯示，含Sc的茂金屬配合物在極低的濃度（IC50<5μM）下就可對(duì)人三陰性乳腺癌細(xì)胞（MDA.MB231）產(chǎn)生抑制作用，并且在MDA.MB231細(xì)胞中具有同順鉑相似的抗腫瘤增殖能力。本研究采用傾向性評(píng)分1:1最鄰近匹配法，以病例組為基準(zhǔn)組進(jìn)行匹配，共300對(duì)匹配成功。匹配后分析結(jié)果顯示，病例組血清鈧水平明顯低于對(duì)照組血清鈧水平，，在調(diào)整潛在混雜因素后，隨著血清鈧元素水平的增高，患口腔癌的風(fēng)險(xiǎn)逐步下降，二者呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。條件Logistic回歸分析結(jié)果也提示血清中高水平的Sc對(duì)口腔癌發(fā)病起保護(hù)作用。Tanaka等[21]研究發(fā)現(xiàn)，Sc能刺激沉默基因的轉(zhuǎn)錄，增強(qiáng)部分次生代謝途徑中正調(diào)控基