Том 105 (2013). Выхлопные газы дизельных и бензиновых двигателей и некоторые нитроарены

Информация из монографии Международного агентства по изучению рака по оценке канцерогенного риска для человека. Том 105. 2013 г.

IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans.

Diesel and Gasoline Engine Exhausts and Some Nitroarenes. Vol. 105. Lyon, France. 2013

Рабочая Группа МАИР в составе 24 экспертов из 7 стран в 2012 г. провела оценку канцерогенности отработавших газов дизельных и бензиновых двигателей и некоторых нитроаренов. Ее результаты опубликованы в 105 томе монографий МАИР по оценке канцерогенного риска для человека, 2013 г.

Дизельные двигатели используются в дорожном и внедорожном транспорте (поезда, корабли), тяжелом оборудовании в различных промышленных секторах (шахтные и строительные работы), электрических генераторах. Бензиновыми двигателями оснащены автомобили и другое оборудование (например, бензопилы).

Выхлопы (отработавшие газы) этих двигателей представляют собой сложную и разнообразную композицию. Газовая фаза состоит из монооксида углерода, оксидов азота и летучих органических веществ, таких как бензол и формальдегид. Твердая фаза, представленная взвешенными частицами, состоит из элементарного и органического углерода, золы, сульфата и металлов. ПАУ и нитроарены присутствуют в обеих фазах. Количественный и качественный состав выхлопов зависит от вида топлива, типа и возраста двигателя, его состояния и изношенности, способа использования и наличия системы нейтрализации выхлопов.

В большинстве корректных эпидемиологических исследований, в которых оценивался онкологический риск, связанный с воздействием отработавших газов дизельных двигателей (ОГДД), изучалась профессиональная экспозиция у шахтеров, железнодорожных и транспортных рабочих. В американском исследовании шахтеров было показано нарастание риска рака легкого с длительностью экспозиции к ОГДД. В исследовании случай-контроль, проведенном внутри этой же когорты, риск рака легкого был в 2-3 выше среди шахтеров с наибольшей кумулятивной и средней экспозицией. Эти результаты явились наиболее убедительным доказательством связи ОГДД с раком легкого, поскольку была проведена стандартизация данных по курению и экспозиция к ОГДД была хорошо документирована.

В американском исследовании железнодорожных рабочих увеличение на 40% риска рака лёгкого наблюдалось у рабочих с экспозицией к ОГДД по сравнению с теми, кто подвергался низким уровням воздействия этого фактора или не подвергался совсем. Стандартизация по курению не оказала существенного влияния на результаты. Впоследствии это исследование было расширено путем оценки экспозиции исследуемых лиц на основе их профессионального маршрута и истории роста использования дизельных двигателей на разных железных дорогах. Оно показало статистически значимое повышение риска рака легкого на 70-80% у экспонированных работников. Риск нарастал с увеличением длительности экспозиции.

В большом исследовании, проведенном среди рабочих транспортной индустрии США, повышенный на 15-40% риск рака легкого был выявлен у водителей и докеров с постоянной экспозицией к ОГДД. Наблюдался статистически значимый тренд нарастания риска с увеличением стажа работы. У рабочих с 20-летним стажем риск был повышен в 2 раза при стандартизации по курению. При более точной оценке экспозиции, основанной на концентрациях элементарного углерода, нарастание риска наблюдалось с ростом кумулятивной, а не средней экспозиции.

Данные этих когортных исследований согласуются с результатами исследований других профессиональных групп, также подвергающихся воздействию ОГДД. Анализ объединенных результатов 11 популяционных исследований случай-контроль, выполненных в Европе и Канаде, показал стандартизованный по курению повышенный риск рака легкого у лиц, подвергавшихся воздействию ОГДД, и положительную дозо-ответную связь с кумулятивной экспозицией и длительностью воздействия.

Результаты этих эпидемиологических исследований обосновывают причинную связь воздействия ОГДД с раком легкого. Повышенный риск рака мочевого пузыря также наблюдался во многих, но не во всех исследованиях случай-контроль. В когортных исследованиях он не наблюдался. Рабочая группа пришла к заключению о достаточности доказательств канцерогенности ОГДД для человека.

Исследования канцерогенности для экспериментальных животных проводились по типу экспозиции: общий дизельный выхлоп, его газовая фаза и экстракты взвешенных частиц. Общий дизельный выхлоп вызывал опухоли легких у крыс. Взвешенные частицы, введенные интратрахеально крысам, индуцировали у них доброкачественные и злокачественные опухоли. Экстракты взвешенных частиц также вызывали саркомы легких у крыс и саркомы на месте введения у мышей. Газовая фаза дизельного выхлопа не вызывала повышения частоты опухолей респираторного тракта у всех протестированных видов животных.

Рабочая Группа пришла к заключению, что имеются достаточные доказательства канцерогенности для экспериментальных животных общего дизельного выхлопа, взвешенных частиц, содержащихся в нем, и их экстрактов.

Эти же типы экспозиции in vitro и in vivo вызывали разнообразные повреждения ДНК, а также повышенную экспрессию генов, оксидативный стресс, воспаление, апоптоз и пр. Рабочая группа пришла к заключению о наличии убедительных доказательств способности ОГДД индуцировать рак у человека через механизм генотоксичности.

Влияние выхлопов бензиновых двигателей на онкологический риск изучалось только в небольшом числе эпидемиологических исследований. Из-за трудности разделения воздействия дизельных и бензиновых выхлопов, доказательства канцерогенности последних были признаны неадекватными.

Рабочая Группа рассмотрела исследования канцерогенности бензиновых выхлопов по типу экспозиции: общий бензиновый выхлоп и экстракты конденсата бензинового выхлопа. Растворы экстрактов конденсата бензинового выхлопа в органических растворителях вызывали статистически значимое повышение частоты рака легкого у мышей и крыс и папиллом кожи у мышей. Рабочая группа сочла достаточными доказательства канцерогенности этого фактора для экспериментальных животных.

Бензиновый выхлоп и экстракты его конденсата вызывали разнообразные повреждения ДНК у экспериментальных животных. В клетках млекопитающих экстракты конденсата бензинового выхлопа изменяли экспрессию генов, вовлеченных в процессы воспаления, метаболизма ксенобиотиков, опухолевую прогрессию и клеточный цикл. Газовая фаза бензинового выхлопа оказалась мутагенной в опытах на бактериях. Рабочая Группа пришла к заключению, что имеются убедительные доказательства генотоксического механизма канцерогенного действия экстрактов конденсата бензинового выхлопа.

На основании имеющихся данных Рабочая Группа классифицировала ОГДД как канцероген для человека (Группа 1), а выхлопы бензиновых двигателей как возможный канцероген для человека (Группа 2В).

Рабочая Группа провела оценку 10 нитроаренов, которые присутствуют в ОГДД и воздействию которых подвергаются рабочие и общее население. Все нитроарены обладали разной степенью генотоксичности в различных тестовых системах. Рабочая Группа подтвердила классификацию 7 из них как возможных канцерогенов для человека (Группа 2В). Убедительные данные по генотоксичности 3-нитробензантрона легли в основу решения перевести его из 3-ей группы в группу 2В. Аналогичные данные обосновали переквалификацию 1-нитропирена и 6-нитрохризена из возможных в вероятные канцерогены для человека (перевод из группы 2В в группу 2А) (Таблица).

Таблица

Оценка некоторых нитроаренов