油田职工慢性病相关因素调查与预警模型建立及微量元素相关性研究

自上世纪50年代初期以来，油田企业为我国的经济发展做出了巨大的贡献。可持续发展战略是油田科学开发利用的长久战略，而数十万油田职工的健康状况成为实施这一战略的重要支撑内容之一。伴随着我国疾病谱的变迁和职业病相关法律法规的实施，一方面，油田职工传染病、慢性营养不良及职业病的危害得到了有效遏制，平均寿命得到延长；另一方面，由于人们的生活方式发生改变，某些疾病相关因素的微效应通过不断累积及交互作用，最终导致以慢性病高发为特点的新的疾病谱表征。这也是国内外油田职工普遍存在的问题。而我国人口老龄化的进程更凸显了整体疾病谱中慢性病趋于井喷的严重态势，因此，掌握油田职工的健康相关因素、预警机制及防治对策迫在眉睫。目的：汇总并分析2007-2009年油田职工既往体检资料结果，开展油田职工健康现状的横断面研究，建立油田职工健康电子档案，掌握油田职工的主要健康问题，建立BP神经网络结构模型和Logistic回归模型，比较并结合二者的优势，筛选危险因素，分析权重，探索提高大庆油田职工群体健康水平的实现途径。同时，应用ICP-MS对全血中Mg、Ca、Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、Se、Mo、Al、V和Rb共12种元素进行检测，寻找与高血压病、糖尿病相关的元素及存在交互作用的元素,为提高油田职工的整体健康水平提供原始数据积累和科学依据。方法：1、按照多阶段（分层、单纯随机和整群）抽样方法，随机抽取2007～2009年化工集团、采油厂（二矿区）和钻探集团（二集团）累计17149份职工体检纸板档案，剔除新入职人员。根据检查项目和结果（血压、B超、心电、X线、电测听及其他生化检查等）建立Excel数据库，进行数据录入。利用SPSS17.0软件进行统计分析，用χ2检验进行率比较。2、按照分层和整群抽样相结合的原则，选择接触危害因素种类繁多的钻探集团、采油厂、天然气集团及不接触职业危害因素的物业集团作为抽样单位，整群抽取各自下属分公司职工作为研究对象，进行一对一访谈式问卷调查（包括职工基本情况，如年龄、性别、文化程度、婚姻及经济状况等；生活方式，如饮食状况、烟酒史、体育锻炼及睡眠情况等；既往病史和现病史等），并进行体格检查（包括身高、体重、血压、腰围、B超、心电图、幽门螺杆菌及其他生化指标等），利用EpiData3.0软件建立职工健康状况电子档案（有效记录数5953个），分析职工基本情况、行为生活方式及既往病史和现病史及异常指标的分布。3、分别利用Matlab7.0软件和SPSS17.0软件建立BP神经网络结构模型和Logistic回归模型，并结合二者优势，分析病因网中有独立作用的因素的权重。利用Matlab7.0软件，采用最小二乘法分析可控因素在疾病预防和控制过程中的可调控程度。4、应用病例对照研究，分别按照高血压病和糖尿病的诊断标准，随机抽取不接触危害因素的高血压病职工219例，糖尿病职工209例，并按年龄和性别进行1：1匹配，选取对照组职工共428例（排除心脑血管系统相关疾病、糖尿病，且无急性感染及化学毒物接触史者）。采用ICP-MS对全血中12种元素进行检测，比较病例组与对照组之间的差异，正态分布数据用t检验，非正态分布用秩和检验。结果：1、2007-2009年既往健康体格检查资料表明，脂肪肝、血压偏高、尿常规异常等的检出率均居前列。其中，钻探集团职工患病率较高。另外，该集团职工噪声性听力损伤的检出率也较高，2009年达8%，应引起足够重视。2、通过现况调查发现，受检油田职工中超重肥胖患病率较高(60.4%)，其它五种疾病依次为：高脂血症（58.4%）、脂肪肝（39.0%）、高血压病（16.1%）、心脏病（8.3%）、糖尿病（5.0%）。其中高脂血症以混合型（35.3%）和低危型（46.5%）为主。上述各疾病主要表现为男性高于女性，随年龄增加患病率增加，50岁以上人群患病率较高。3、四个厂区健康状况不完全相同，各个厂区患病居前三位的疾病相同，为超重及肥胖、高脂血症、脂肪肝。其中钻探集团这三种疾病患病率均较高，分别为69.9%、63.6%和48.0%，其肝功异常检出率也最高（37.8%）。天然气集团高血压病（19.8%）和糖尿病（6.9%）的患病率较高；采油厂职工幽门螺杆菌检出率较高（42.4%）。4、无遗传史和不良生活方式的职工生活方式病的患病率最低(29.3%)，与其相比，有遗传史和不良生活方式者患病率最高(38.6%)；仅有不良生活方式或遗传史者患病率分别是32.1%和34.7%。5、利用Logistic回归模型获得高血压病、糖尿病和心脏病的独立危险因素，在此基础上，利用BP神经网络模型对各个危险因素赋予权重，归一化后设置危险度分级。其中，高血压病的一般危险因素：有父母遗传史、不运动；中度危险因素：男性（高于女性）、体质指数高（BMI）、睡眠时间小于5小时、心电图异常、脂肪肝；高度危险因素：年龄大和高GGT者。糖尿病的一般危险因素：脂肪肝、高CH、男性（高于女性）；中度危险因素：父方遗传史、尿常规异常、年龄大、高TG者。心脏病的一般危险因素：母方遗传史；中度危险因素：年龄大、父方遗传史、睡眠时间小于5小时和心电图异常者。6、BP神经网络结构模型和Logistic回归模型预测高血压病的分类一致率分别为90.27%和84.65%；预测糖尿病的分类一致率分别为88.29%和84.40%；预测心脏病的分类一致率分别为92.70%和91.6%。7、保证睡眠时间和适当的运动是预防高血压病、糖尿病和心脏病所需要共同关注的因素。戒烟对糖尿病和心脏病有较大的干预价值，限制饮酒对预防心脏病较重要。适当运动对高血压病和糖尿病的干预作用较心脏病更明显。8、高血压病患者全血中Al含量高于对照组（中位数：1.00ug/mlvs0.75ug/ml，P<0.05），Ca含量低于对照组（均数：57.34ug/mlvs59.5ug/ml，P<0.05），Mg含量低于对照组（均数：40.22ug/mlvs43.77ug/ml，P<0.01），Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、Se、Mo、V、Rb元素及Zn/Cu值在病例与对照组之间的差异不显著，无统计学意义（P>0.05）；糖尿病患者全血中Al（中位数：2.68ug/mlvs0.69ug/ml，P<0.01）和Cu（均数：0.99ug/mlvs0.94ug/ml，P<0.05）含量高于对照组，而V（中位数：8.26ug/Lvs17.03ug/L，P<0.05）和Se浓度（均数：103.40ug/Lvs111.56ug/L，P<0.05）低于对照组，对照组Zn/Cu值比糖尿病病例组（6.32vs5.89，P<0.05）高，且差异显著，Mg、Ca、Cr、Mn、Fe、Mo和Rb元素差异不显著，无统计学意义（P>0.05）。9、元素聚类分析结果表明（以10为分界线时）：高血压病例组与对照组中Al和Ca元素与其他元素交互作用不明显，高血压患者Fe和Cr影响了Zn和Rb的相关系数，Cr、Se、Cu、Mg共同参与了高血压的发生发展。糖尿病病例组与对照组Al和V与其他元素交互作用不明显，Zn与Rb之间的相关转化为Zn与Se、Mg和Rb的相关，同时Se与Cr的相关系数（0.61vs0.34）减小。结论：1、回顾性研究和横断面调查结果表明，受检油田职工健康现况表现为慢性病高发的趋势，如超重和肥胖、高脂血症、脂肪肝、高血压病、心脏病、糖尿病等。其中高脂血症以混合型和低危型为主。各厂区健康状况分布不同，钻探集团职工患病率较高。各异常指标主要表现为男性高于女性，且随年龄增加患病率增加。2、性别和年龄是生活方式病的独立危险因素，且同时与生活方式之间具有交互作用，生活方式的改变对具有遗传史患者的干预作用更明显。有遗传史和不良生活方式者的患病率是无遗传史和不良生活方式者的1.32倍。3、不良的生活方式在不同疾病中所起的作用不同，同种生活方式在疾病预防和转归中作用不同，获取个人基本（性别、年龄、受教育程度等）、行为生活方式及常规体检指标等综合信息更有利于健康管理和健康促进。4、BP神经网络结构预警模型应用于预测高血压病、心脏病、糖尿病的正确率优于Logistic回归模型，二者结合可获得相关的独立危险因素及具有预警指导意义的指标权重。5、保证睡眠时间和适当的运动是预防高血压病、糖尿病和心脏病所需要共同关注的因素。戒烟对预防糖尿病和心脏病的发生具有重要作用，限制饮酒对预防心脏病较重要。适度运动对高血压病和糖尿病的干预作用较心脏病更明显。6、高血压病患者全血中Al含量高于对照组，而Ca、Mg浓度低于对照组；Cr、Zn、Rb和Fe元素可能与高血压病相关。糖尿病患者全血中Al、Cu含量高于对照组，而V、Se浓度低于对照组；Zn和Rb、Zn与Se、Mg与Rb之间的作用发生改变，Se与Cr的相关系数减小。本研究的创新点：1、利用BP神经网络结构模型，获得Logistic回归模型筛选的独立因素在病因网中的权重,并模拟正态分布对其进行预警分级，弥补了单一模型的局限性，并首次应用在健康体检中。2、利用最小二乘法对可调控因素在疾病转归及预防中的可调控程度进行数字化表达，兼顾实施预防和控制两个方向，更有利于健康促进。3、利用ICP-MS对全血中12种元素进行检测，并探讨了元素之间的交互作用，为信号通路中关键酶及信号转导途径的研究提供基础数据，同时为慢性病的营养干预提供依据。