Abstract
Background: 동물 실험에서는 카드뮴과 납이 청력 손실의 위험 요소로 알려져 있지만 사람에 대해서는 이에 대한 역학 연구가 거의 없다.
oBjectives: 일반 미국인을 대상으로 소음을 비롯해 청력에 영향을 주는 다른 주 요인들의 통제 하에 카드뮴과 납의 노출과 청력 손실에 대해 연구했다.
Methods: NHANES 19999-2004의 20-69세 미국인 중 임의의 3698명의 청력 검사 데이터를 이용했다. 양쪽 귀에 대해 0.5, 1, 2, 4kHz의 순음평균 청력역치(PTA)가 25dB 초과인 경우 hearing loss라 정의했다.
results: 혈중 카드뮴과 납 농도의 기하평균은 각각 0.40(95% CI: 0.39, 0.42)μg/L, 1.54(95% CI: 1.49, 1.60)μg/dL이었다. 사회인구학적 요소와 임상 위험 요소, 직업적 소음 노출에 대한 조정 후 최저 사분위에 대한 최고 사분위수는 PTA를 각각 13.8% (95% CI: 4.6%, 23.8%), 18.6% (95% CI: 7.4%, 31.1%) 증가시켰다.
conclusions: 연구 결과는 일반 미국인에 대해 카드뮴과 납에 대한 저수준 노출이 청력 손실의 중요한 위험 요소가 될 수 있음을 시사한다. 이번 조사 결과는 환경적 카드뮴 및 납 노출을 줄이기위한 노력을 뒷받침한다.
key words: 카드뮴, 역학, 청력, 손실, NHANES
Introduction
청력 손실은 노인들에게 가장 흔한 만성 장애 중 하나로 연령이 증가함에 따라 급격히 증가하는 경향이 있다. 작업장 및 총기에서 발생하는 큰 소음 노출은 매우 뚜렷한 위험 요소이고, 최근 증거들에 따르면, 이 독성 환경 및 산업 화학 물질의 노출이 청각 시스템에 영향을 미쳐 청력 손실을 초래할 수 있는 것으로 보인다. 실험 연구는 납 노출이 내이 수용체 세포에서 퇴행을 유발하고 청각 신경 전도 속도에서 지연을 유도하는데 카드뮴 노출이 아포토시스를 유발해 내이 수용체 세포의 배열을 변경하여 청각 역치의 상승을 초래한다고 말한다.
일반인에 대한 저수준 납 노출과 청력 손실의 연관성에 대한 역학 연구는 거의 없었으며, 미국 청소년의 카드뮴 노출과 청력 손실에 대한 역학 연구는 단 하나뿐이다.
이 연구의 목적은 중요 잠재 혼란 요인 통제하에 NHANES 1999-2004의 미국 성인 표본에서 환경에 대한 카드뮴과 청력 손실과의 연관성을 조사하는 것이다. 직장(직업), 총기 및 여가 활동 중 시끄러운 소음에 대한 노출을 포함하고 카드뮴과 납의 공동 효과와 소음 및 기타 잠재적 위험 요소에 의한 효과를 반영했다.
Methods
Study population. NHANES
NHANES: 미국 인구의 대표 표본 횡단 조사
1999-2004 NHANES에서 20-69 세 참가자 중 절반이 MEC의 청력 검사 구성 요소에 임의로 배정
청력 검사에 포함 할 수 있는 초기 표본 5,742명
1999-2000년 1,807명, 2001-2002년 2,046 명, 2003-2004년 1,889명
청력 검사 중 응답하지 않거나 신뢰할 수 없는 응답자 추가 479 명의 참가자 제외
일방적 난청 제외 (n = 452)
혈중 카드뮴이나 납 측정 불가능 제외 (n = 183)
직업 관련 정보 네트워크 (O*NET) 점수 누락자 제외 (n = 376)
총기, 여가 소음 노출자 제외 (n = 6)
기타 인구통계학적 또는 청각 관련자 제외 (n = 548)
3,698명의 유효 데이터
연구에서 제외된 대상과 포함된 대상의 청각 데이터에 대한 차이는 없었으며
청각 임계 값을 로그 변환하기 전 상수 추가를 피하기 위해 선형 회귀 모델 (n = 3,622)에서 청각 임계 값이 ≤ 0 dB 인 76명 추가 제외 (2.1%)
Audiometric measurement
청각 검사는 National Institute for Occupational Safety and Health의 인증 하에 방음실에서 표준 기기들로 수행
순수 음 공기 전도 청력 임계값은 –10~120dB의 강도 범위, 0.5–8 kHz의 주파수에서 양쪽 귀 측정
하나 이상의 빈도에 응답하지 않은 경우 무응답 처리 (n = 476)
질적 응답을 위한 추가 측정 : 1-kHz 주파수 각 귀에서 두 번 테스트 한 차이가 10dB 이상인 경우 신뢰할 수없는 응답 (n = 3)으로 분류
음성 주파수에서 청력 임계 값(데시벨)을 PTA : 0.5, 1, 2 및 4 kHz로 계산
청력 손실은 세계 보건기구 기준으로 양쪽 귀 PTA ≥ 25 dB로 정의
Blood cadmium and lead measurements
혈액 카드뮴 및 납 농도는 CDC 환경 건강 과학 연구소에서 동시 다중 원소 원자 흡수 분광기(SIMAA 6000; Perkin Elmer, Norwalk, CT) with) 와 유도 결합 플라즈마 질량 분석기 (ELAN 6100; PerkinElmer, Shelton, CT)로 측정
카드뮴 검출 한계 : NHANES 1999-2002에서 0.3µg /L - 참여자의 26%가 한계 미만, NHANES 2003-2004에서 0.2µg/L - 참여자의 17%가 한계 미만
납 검출 한계: 0.3 µg/dL - 참여자의 0.8%가 한계 미만
한계 미만인 경우 검출 한계 : 제곱근 사용
변동계수 (CV)$^{1)}$ : 카드뮴 - 6.1~7.3% (저), 4.1~4.4% (고), 납 - 4.0~7.0% (저), 3.1~3.2% (고)
Noise exposure assessments
주요 혼란 요인 : 청력 손실을 야기하는 직업, 총기, 여가 소음 등
비직업적 총기 소음에 최소 1년 동안 한 달에 한 번 노출된 경우 여가 소음으로 분류
작업 소음 노출은 참여자의 직업에 따라 O*NET 조사 데이터베이스를 사용하여 작업 소음 점수를 매기고 중앙값을 사용하여 참가자를 저/고노출 그룹으로 나눔
Demographic and hearing-related variables
인구통계학적 및 청각 관련 변수 정보: 인터뷰 또는 MEC
- 내이중독성약물 사용: 지난 달 동안의 아미노글리코시드, 루프이뇨제, 항 종양 약물 또는 비스테로이드성 항염증제 자가 응답
- 흡연 여부 : 비흡연자 / 연간 20갑 미만 흡연자 / 20갑 이상 흡연자
- 고혈압 : 진단 여부 자가 응답, 고혈압 치료제 현재 사용, 수축기 혈압 ≥ 140 mmHg 또는 이완기 혈압 ≥ 90 mmHg
- 당뇨병 : 진단 여부 자가 응답, 항고혈당제 사용
Statistical analysis
tool: SAS (version 9.2; SAS Institute Inc., Cary, NC), R survey package (version 2.9.1; R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria)
소수 민족, 노인 및 저소득층의 오버 샘플링 및 비참여에 맞게 조정 된 NCHS 권장 사항에 따라 6 년 샘플 가중치 계산
통계적 유의성 양측 p-값 < 0.05
PTA 및 개별 주파수에 대한 청력 임계 값을 로그 변환 후 선형 회귀 분석 모델링
혈중 납과 카드뮴은 그래픽 평가를 기반으로 로그 변환하므로 5분위를 모델링하여 비선형 관계 포착
혈중 카드뮴과 납의 청력 역치의 곱에 대한 백분율 변화를 ($e^{ln2 \times \beta} –1$ ) × 100 %로 추정
95% CI : ($e^{[ln2 \times ( \beta \pm 1.96 \times SE)]} –1$ ) × 100 %, ($ \beta$, SE: 추정된 회귀 계수 및 표준오차)
선형 추세에 대한 p-값은 노출 분위수를 순서 범주형 변수(0-4)로 변환
로지스틱 회귀분석으로 한쪽 또는 양쪽 귀의 PTA ≥ 25dB로 정의된 난청 OR 추정
- Model A : 연령, 연령$^2$, 성별, 인종/민족, 학력, BMI, 내이중독성 약물 복용 여부, 흡연, 고혈압, 제2형 당뇨병
- Model B : Model A에 직업 소음 노출 (O*NET 점수) 추가
- Model C : 총기 및 여가 소음 노출 여부 추가
로그 PTA 값을 이용하여 중앙값을 기준으로 납과 카드뮴의 저-저, 저-고, 고-저, 고-고의 상호 효과를 봄
Results
441 명의 참가자 (11.9 %)는 청력 손실 (한 귀 또는 양쪽 귀에 PTA ≥ 25dB)
hearing loss 있는 환자의 기하 평균 혈중 카드뮴과 납의 기하 평균이 더 높음
인종 / 민족성에 따라 다르고, 나이 많을수록, 교육 수준 낮을수록, 흡연자일수록, 업무 소음 노출이 높을 수록, 당뇨병이 없는 참가자 일수록 더 높음
카드뮴과 납 농도의 Spearman 상관 계수 : 0.12 (p <0.001)
모든 모델에서 혈중 카드뮴과 납의 농도는 청력의 임계값과 양의 연관성을 보임
혈중 카드뮴 최고 5분위수는 최저 5분위수보다 13.8%(95% CI: 4.6%, 23.8%), 혈중 납의 경우 18.6%(95% CI: 7.4%, 31.1%) 더 높은 청력 임계값을 나타냄
Discussion
저수준의 납 노출과 청력 손실 사이의 관계에 대한 이전 연구 거의 없음
미국 성인의 청력 손실과 카드뮴 노출 사이의 연관성을 평가하는 최초의 역학 연구
카드뮴의 독성에 대한 메커니즘으로는, 카드뮴으로 오염 된 식수에 노출 된 쥐를 사용한 실험 연구에서 카드뮴이 활성 산소 종의 생성, 미토콘드리아 막 탈분극의 손실, 시토크롬 c의 방출, 카스파 제의 활성화, 세포 자멸사 및 세포 외 신호의 증가를 유도할 수 있다고 보고, 청각 세포의 키나아제 활성화는 청각 역치를 증가시킴
본 연구는 미국 일반 인구에서 카드뮴 및 납에 대한 저수준 노출이 청각 건강에 영향을 줄 수 있으므로 환경의 카드뮴 및 납 노출을 줄이기 위한 노력을 뒷받침함
납과 카드뮴의 공동 효과는 청력에 대한 노출의 부가적인 복합 효과와 일치해 두 금속 모두 노출 수준이 낮을 때보다 높을 때의 임계 값 약 19 % 증가
카드뮴과 납은 독성에 연루된 분자 메커니즘에서 몇 가지 유사점 공유
- 황화수분 함유 요소를 차단하고 산화-환원 비활성 금속을 통해 활성 산소종 증가를 유도하는 2가 양이온
- 세포 내 칼슘 항상성 변화와 관련
- 공동 노출은 청각 모세포 사망 및 청력 상실에서 상승적으로 작용
- 카드뮴과 납 노출이 건강에 미치는 공동 효과 영향에 대한 연구 없음
고혈압과 당뇨병은 청력 상실의 위험 요소이며 카드뮴과 납 노출에 의해 야기 될 수있는 건강 결과이기 때문에 혼란 요인보다는 잠재적 인과 중간체(model A에서 연관성 없음)
납과 카드뮴에 대한 노출이 골밀도(BMD)를 낮추고 만성 신장 질환 (CKD)에 영향을 미쳐 청력 상실에 영향을 미칠 수 있음 - 달팽이관 캡슐과 감각 신경 청력 손실의 BMD 변화 사이의 높은 상관관계와 사구체 여과율 감소(CKD의 지표)와 청력 손실 사이의 연관성을 나타내는 신장 연구
본 연구의 강점 :
- 미국 일반 인구의 대표적 표본 데이터이고 엄격한 QC 절차를 사용하는 NHANES 사용
- O*NET에 기반한 새로 개발된 평가 도구를 사용하여 분류된 직업적 소음을 포함하여 잠재적으로 중요한 교란 요인에 대한 조정
본 연구의 한계점
- 혈중 납은 주로 최근 노출을 반영하므로 청력 손실을 포함한 만성 질환과 같은 저수준 납 노출의 장기 영향을 예측하는 데 좋은 바이오 마커가 아닐 수 있음. 대신 골 납은 누적 납 노출에 대한 더 나은 바이오 마커로 제안됨.
- 혈중 카드뮴은 현재 노출을 반영하는 반면 요로 카드뮴은 누적 노출로 간주. 요 카드뮴에 포함된 데이터가 적어서 조사 불가능
결론적으로, 본 연구는 현재 미국에서 환경 카드뮴 및 납 노출이 청력 손실의 위험을 증가시킬 수 있다는 가설을 뒷받침
1)자료 또는 확률분포의 산포를 측정하는 표준화된 측도. 즉, 변동계수는 산술평균에 대한 표준편차의 상대적 크기를 나타내는 척도로 표준편차를 평균으로 나눈 값으로 상대표준편차(relative standard deviation, RSD)라고 하기도 한다.
산포를 나타내는 측도와 달리 변동계수는 사용하는 측정단위와 무관하므로 측정단위가 서로 다른 자료를 비교할 때 특히 유용하지만 평균이 0에 가까우면 아주 작은 차이에도 변동계수가 아주 민감하게 변할 수 있고, 단위가 선형관계가 아닌 경우 변동계수는 달라질 수 있는 주의 사항이 있다.
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degeneration |
악화, 퇴보 |
latency |
잠복, 잠재 |
apoptosis |
세포자멸사 | ||
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antineoplastic |
항종양성 |
unilateral |
일방적인, 단독의 |
conduction |
전도 |
||
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contamination |
오염 |
proxy |
대리 |
diastolic |
심장확장기 |
