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The effects of exposure to solar radiation on human health
pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36856971
Photochem Photobiol Sci. 2023年3月1
R. E. Neale、責任著作者1,2 R. M. Lucas、3 S. N. Byrne、4 L. Hollestein、5,6 L. E. Rhodes、7 S. Yazar、8 A. R. Young、9 M. Berwick、10 R. A. Ireland、4 and C. M. Olsen1,11
要約
国連環境計画(UNEP)のモントリオール議定書環境影響評価パネル(EEAP)による本評価では、モントリオール議定書とその改正の枠組みの中で、紫外線(UV)放射が人間の健康に及ぼす影響を評価する。私たちは、2018年の前回の包括的評価以降に発表された研究を評価する。過去4年間で、日光への暴露と健康結果との関連性、メカニズム、経済的影響を含む疾病負担の推定に関する知識が深まった。
特に注目すべきは、紫外線への暴露が免疫系を調節し、健康に害と利益の両方をもたらすという新たな情報である。
皮膚がんの負担は依然として高く、メラノーマで命を落とす人も多く、さらに多くの人々が有棘細胞がんの治療を受けているが、モントリオール議定書により、1890年から2100年の間に米国で生まれた人々において、メラノーマが1100万件、有棘細胞がんが4億3200万件発生していたであろうことが推定されている。皮膚がんの発生率は依然として上昇しているが、一部の国では若年層では発生率が安定している。死亡率も頭打ちになっており、その理由の一つとして進行した疾患に対する全身療法の使用が挙げられる。しかし、これらの療法は非常に高額であり、皮膚がんの経済的負担が極めて高い原因の一つとなっている。また、予防の重要性と比較的低コストで実施できることも強調されている。
紫外線照射によって引き起こされる炎症性皮膚疾患である光線性皮膚炎は、患者の生活の質に著しい悪影響を及ぼす可能性がある。一般的に使用されている薬剤、特に降圧剤との関連性についても、新たな情報が次々と明らかになっている。
また、紫外線照射の過剰暴露は眼にも悪影響を及ぼす。白内障と翼状片の発生率は増加の一途をたどっており、現在では眼内黒色腫と日光暴露との関連性が証明されている。モントリオール議定書により、1890年から2100年の間に米国で発生したであろう白内障の症例6,300万件が予防されると推定されている。
紫外線被曝の害が明確に立証されているにもかかわらず、紫外線は人間の健康にも有益な効果をもたらす。 最もよく知られている有益性はビタミンDの生成であるが、ビタミンD以外の要因による有益な効果も明らかになりつつある。日光浴とビタミンDの両方について、自己免疫疾患や感染症を含む免疫機能に関連する疾患において、肯定的な役割を果たすという説得力のある証拠がますます増えている。
紫外線の強度と地球温暖化に影響を与えるモントリオール議定書は、直接的にも間接的にも、人間の健康に影響を与えており、屋外で過ごすことのリスクとメリットのバランスを変化させる可能性がある。
記事のまとめ
この論文は、紫外線(UV)への曝露が人間の健康に与える影響について、最新の研究結果を包括的に評価したものである。主な内容は以下の通り:
- モントリオール議定書は、オゾン層の破壊を防ぎ、UV-B放射の大幅な増加を防止した。これにより、多くの有害な健康影響を回避し、太陽光曝露の利点へのアクセスを可能にした。
- UV曝露の主な害には、皮膚がん、日焼け、光線過敏症、および目の疾患(白内障など)がある。皮膚がんの発生率は多くの国で増加しているが、若年層では安定化の傾向が見られる。
- UV曝露の利点には、ビタミンD合成、自己免疫疾患リスクの低下、近視の予防、気分の改善などがある。これらの利点の多くは、ビタミンD以外の経路を介して得られる可能性がある。
- 適切なUV曝露のバランスを取ることが重要である。特に、薄い色素の肌を持つ人々にとって重要である。濃い色素の肌を持つ人々は、ビタミンD欠乏のリスクが高い。
- 気候変動はUV曝露パターンに影響を与え、将来的に皮膚がんのリスクを増加させる可能性がある。
- 今後の研究課題として、UV曝露の最適な用量とpattern、非ビタミンD経路を介した利点のメカニズム、異なる肌の色に応じた公衆衛生メッセージの開発などが挙げられている。
この評価は、UV曝露の複雑な影響を理解し、適切な公衆衛生戦略を開発するための重要な基礎を提供している。
太陽(紫外線)への暴露 メリットとデメリットのまとめ:
メリット:
- 1. ビタミンD合成: 皮膚でのビタミンD生成は、多くの人々にとって主要なビタミンD源である。
- 2. 自己免疫疾患リスクの低下: 多発性硬化症など、一部の自己免疫疾患のリスク低減に関連している。高緯度地域の住民は、低緯度地域の住民に比べてこの効果が顕著である可能性がある。
- 3. 近視の予防: 屋外での時間が多い子供は近視になりにくい傾向がある。アジア系の子供は他の人種に比べて近視のリスクが高く、屋外活動の重要性が特に高い。
- 4. 心血管系の健康: 血圧低下や心血管イベントリスクの減少と関連している可能性がある。高血圧や心血管疾患のリスクが高い人でこの効果が顕著である可能性がある。
- 5. 精神衛生: うつ病のリスク低下や気分の改善に関連している。この効果は特に冬季うつ病(季節性情動障害)の人々で顕著である。
- 6. 感染症リスクの低下: 特に呼吸器感染症のリスク低下と関連している。
デメリット:
- 1. 皮膚がん:メラノーマや非メラノーマ性皮膚がん(基底細胞がん、扁平上皮がん)のリスク増加。白色人種は有色人種に比べて皮膚がんのリスクが著しく高い。
- 2. 日焼け: 急性の炎症反応で、皮膚がんリスクの増加と関連している。
- 3. 光線過敏症: UV放射によって誘発または悪化する炎症性皮膚障害。特定の自己免疫疾患(ループス等)や遺伝的要因を持つ人はリスクが高い。
- 4. 目の疾患: 白内障、翼状片、角膜/結膜の扁平上皮がんなどのリスク増加。屋外労働者は屋内労働者に比べてリスクが高い。
- 5. 薬物光毒性: 特定の薬物との相互作用による皮膚や目の損傷。
- 6. 免疫抑制: 局所的および全身的な免疫応答の抑制。既に免疫系が抑制されている人(HIV感染者、臓器移植患者など)ではこの影響がより深刻である可能性がある。
- 7. ウイルスの再活性化: 単純ヘルペスウイルスやEBウイルスなどの再活性化リスクの増加。
これらのメリットとデメリットのバランスは、個人の肌の色、地理的位置、ライフスタイル、健康状態などの要因によって異なる。適切なUV暴露レベルを決定するには、これらの要因を考慮する必要がある。
健康のための太陽光(紫外線)暴露の実践的ガイドライン:
1. 時間帯の選択:
- 朝10時から午後4時の間は紫外線が最も強いため、この時間帯の過度な暴露を避ける。
- 早朝や夕方の穏やかな日光を利用する。
2. 暴露時間:
- 肌の色に応じて適切な時間を設定する。薄い肌の人は5-10分、濃い肌の人は15-30分程度から始める。
- 徐々に暴露時間を増やし、個人の反応を観察する。
3. 頻度:
- 週に2-3回の適度な日光浴を目指す。
- 毎日短時間の暴露も効果的である。
4. 露出部位:
- 顔、腕、脚などの広い部位を露出させる。
- 全身の15-20%程度の露出で十分なビタミンD合成が可能である。
5. 日焼け止め:
- 長時間の暴露時には日焼け止めを使用する。
- 短時間の日光浴の際は、日焼け止めを使用せずに適度な暴露を行う。
6. 季節性の考慮:
- 冬季は日光が弱いため、暴露時間を長くする必要がある。
- 夏季は強い日差しに注意し、暴露時間を短くする。
7. 個人差の認識:
- 肌の色、年齢、健康状態に応じて調整する。
- 薬を服用している場合は、光感受性について医師に相談する。
8. 目の保護:
- 強い日差しの下ではサングラスを着用する。
9. 屋外活動の活用:
- ウォーキングや園芸など、日常的な屋外活動を通じて自然な日光暴露を得る。
10. モニタリング:
- 定期的にビタミンDレベルをチェックし、必要に応じて暴露量を調整する。
- 皮膚の変化や異常を注意深く観察する。
このガイドラインは一般的な指針であり、個人の状況に応じて調整する必要がある。特に皮膚がんの既往歴がある場合や、特定の健康状態にある場合は、医療専門家の助言を求めることが重要である。
図解要約
はじめに
オゾン層を破壊する物質に関するモントリオール議定書およびその改正(直近では2016年のキガリ改正)は、成層圏のオゾンを大幅に減少させることを防ぎ、その回復を促進し、紫外線(UV)放射と地球温暖化の抑制に著しい効果をもたらした。モントリオール議定書がなければ、紫外線指数で示される赤外線加重紫外放射照度は、世界の人口のほとんどが居住する地域(北緯50度から南緯50度の赤道)において、1996年から2020年の間に最大20%増加していたであろう[1]。モントリオール議定書により、21世紀の残りの期間において中緯度地域では紫外線量が減少すると予測されているが、大気質が改善している都市部では地表の紫外線量は増加する可能性が高い。モントリオール議定書は地球温暖化の抑制にも貢献している。なぜなら、同議定書で規制されているオゾン層破壊物質は強力な温室効果ガスでもあるからだ。
モントリオール議定書がもたらした変化は、直接的にも間接的にも、人間の健康に重要な影響を及ぼしている。本評価では、紫外線への人間の曝露による直接的な影響に主に焦点を当てるが、人間の健康は大気質[2]や、紫外線が陸上[3]および水生[4]の生態系に及ぼす影響、物質[5]にも影響を受ける。オゾンが引き起こす紫外線強度の変化により、直接的な影響が生じ、皮膚や目にダメージが現れるまでの屋外での時間が影響を受ける。 紫外線照射量の変化は、気候変動と並んで、日光への暴露や日焼け対策の行動に影響を与える。 しかし、紫外線に関連する健康結果の変化は、より広範な社会的な影響や医療サービスの利用状況の変化という文脈でも考慮する必要がある。例えば、過去数十年の間に、日々の職業や娯楽活動は主に屋内で行われるようになったが、温暖な気候の多くの国々では、高い環境紫外線放射のある地域での年次休暇が一般的になり、日焼けマシンの利用が増えている。これに伴い、日焼け止めの紫外線防止指数は上昇し、人々は太陽から肌を守る方法について教育を受けてきた。先進国では、特に皮膚がんのスクリーニングと診断の方法が変化しており、これが観察された傾向に大きく寄与している。したがって、環境中の紫外線放射の変化のみを人間の健康の傾向に帰属させるのは難しい。しかし、モントリオール議定書がなかった場合、紫外線放射の増加に伴い、日光浴のリスクと利益のバランスを取ることは、はるかに大きな課題となっていたであろう。
私たちは、4年ごとの評価報告書[6]の発表以降に発表された紫外線放射の健康への影響に関する調査結果の評価を提示する。この評価は系統的な文献レビューではない。むしろ、オゾン層破壊物質の規制に関する決定権限を持つ政策立案者にとって関心のある情報を含む文献を特定するために、広範な批判的評価を実施した。この見解は、トピック別コレクションの一部である。成層圏オゾン層の破壊、紫外線放射、および気候変動との相互作用による環境への影響: UNEP環境影響評価パネル、2022年4年毎評価(10.1007/s43630-023-00374-9)
紫外線が健康に及ぼす影響のメカニズムに関する新たな知見
遺伝子と皮膚がん
皮膚がんは主に、紫外線によるDNA損傷が修復されずに免疫抑制と組み合わさった結果として発生する(図1)。過去10年間で、皮膚がんの遺伝的基礎が詳細に発見されてきた。皮膚メラノーマは、明確な紫外線による変異の特徴(TpCジヌクレオチド(下線は変異した塩基)におけるC > T置換、CpCおよびCpCジヌクレオチドにおけるC > T置換、および高レベルのT > CおよびT > A変異)を示す(オンラインリソースの図1を参照)。後者の変異は、紫外線への曝露による間接的なDNA損傷によって引き起こされる可能性がある[7]。メラノーマが発生するメラノサイトには、ゲノム中の平均的な部位よりも最大170倍も紫外線による損傷を受けやすい2000以上のゲノム部位が存在する[8]。 これらは遺伝子線量計(すなわち、紫外線量の指標)として機能し、メラノーマのリスクを判定し、それにより監視の必要性を判断するツールとして開発できる可能性がある。
最近まで、シクロブタンピリミジンジマー(CPD)は紫外線照射中にのみ形成されると考えられていた。新しい研究により、紫外線照射が終了した後にも、CPDが形成されることが明らかになり、照射後 2~3 時間で最大値に達することが示された。この現象は、生体内のヒト皮膚でも観察されている。[9]。 これらの「ダーク CPD」は、化学励起によって形成される。紫外線光子のエネルギーがメラニン中間体などの化学中間体に伝達され、さらにそのエネルギーが、DNAに伝達されて CPDが形成される。 ダーク CPDの生物学的意義は不明である。
メラノーマのリスクに関連する多くの遺伝子座が発見されている。ゲノムワイド関連解析の多形分析により、さらに多くの変異体が特定されている。注目すべきことに、新たな変異体には自己免疫形質に関連するものも含まれている。これらのさらなる機能分析により、メラノーマの化学予防のための新たな標的が特定される可能性がある[10]。この方法は、ケラチノサイトがんのリスクを裏付ける新たな遺伝子座の特定にも使用されている。 ほとんどの変異は、基底細胞がん(BCC)と扁平上皮がん(SCC)(総称してケラチノサイトがん(KC)と呼ばれる)の両方に影響を及ぼし、これらの疾患が共通の感受性を示すことを示している。 [11] これまでに、色素形成、DNA修復および細胞周期制御、テロメアの長さ、免疫応答経路における遺伝子座が特定されている。
紫外線照射による免疫調節の役割
紫外線照射による有害および有益な効果の多くは、局所的および全身的に、紫外線照射による免疫系への影響を介して媒介される。免疫系は、病原体から体を守り、異常な(潜在的に悪性)細胞を破壊する役割を担っている。同時に、免疫システムは病原体に対する過剰反応を回避し、自己免疫疾患につながる可能性のある自己抗原を攻撃しないことで「自己」を許容するよう自己調節しなければならない。ほとんどの人々においては、皮膚を紫外線にさらすことで局所(皮膚)の免疫プロセスが抑制され、悪性細胞が免疫制御から逃れることができるが、一方で皮膚の抗菌プロセスは活性化される。また、全身の異常な免疫反応、すなわち太陽にさらされていない身体の他の部分の免疫反応も抑制される。したがって、紫外線への暴露は、単に「免疫抑制」というよりもむしろ「免疫調節」である。
紫外線による免疫調節のメカニズムと結果
免疫システムの調節は、表皮および真皮に存在する細胞の直接的または間接的な活性化によって起こる。これには、表皮ケラチノサイト、ランゲルハンス細胞などの樹状細胞、真皮リンパ球、神経、マスト細胞などが含まれる[12]。間接経路には、紫外線によって誘発されるサイトカインや、一酸化窒素、シス-ウロカン酸、アリール炭化水素受容体のリガンド、血小板活性化因子(PAF)、プロスタグランジンE2、抗菌ペプチド、ビタミンDなどの免疫反応の他のメディエーターの作用の変化が含まれる[13]。これらのメディエーターの一部は、血液中の循環免疫細胞の動員につながる。例えば、日焼け(3.2節参照)をした場合、循環血液中で最も豊富な白血球である好中球が急速に皮膚に浸潤する。 広帯域UV-B放射の炎症性(3最小紅斑量(MED)用量に曝露してから約24時間後に好中球の浸潤がピークに達し、7~14日後にベースラインに戻る[14]。好中球は重要な抗菌機能を果たしており、抗菌ペプチドの誘導と併せて、皮膚が紫外線に曝露された後に皮膚感染症が起こりにくい理由を部分的に説明している。紫外線によって動員された好中球は、IL-4などの抗炎症性サイトカインも産生し、局所免疫抑制をもたらす。
皮膚の樹状細胞は抗原を捕捉、処理し、他の免疫細胞に提示することで免疫反応を開始させる。 樹状細胞は多機能で、外来抗原や腫瘍抗原をT細胞に提示する能力に「柔軟性」がある。 この特性により、樹状細胞は適応免疫反応の「指揮者」となる。 紫外線に反応して、樹状細胞とマスト細胞は照射部位から皮膚のリンパ節へと移動する。そこで、T細胞依存性の反応を制御し([15]で概説)、免疫調節性B細胞(BRegs -図2)を活性化する[16]。重要なのは、マウスモデルで太陽光を模した紫外線照射を行い、この紫外線照射によるマスト細胞の遊走[17]および/または紫外線活性化B細胞の活性[18]を阻害すると、紫外線照射による発癌が予防されることである。他の制御性免疫細胞も活性化され、紫外線照射された皮膚に再び移動する可能性がある[14]。そこで、それらは皮膚と抗腫瘍免疫応答を抑制し、炎症を調節し、潜在的に創傷治癒を促進する[19]、および/または増殖して循環系に移動する([12]でレビューされている)。これらの事象を総合すると、紫外線が完全な発癌物質であると考えられる理由が説明できる。すなわち、紫外線はDNAを突然変異させるだけでなく、抗腫瘍免疫応答を抑制することもできる。
前回の評価以降に発表された研究 [6] では、皮膚を紫外線にさらすことで脂質のアップレギュレーション、白血球の変化、皮膚の微生物叢およびトランスクリプトームの変化など、免疫に影響を与える新たなメカニズムが明らかになっている。 皮膚を太陽光シミュレーターで照射した紫外線にさらすと、血小板活性化因子(PAF)やPAF様物質などの免疫調節脂質の産生が増加する。[20]。これらの生理活性脂質と脂質代謝の変化は、免疫系を抑制するサイトカインの産生増加を含め、免疫細胞の表現型と機能に直接影響を与える(図2)。さらに、ヒトの皮膚におけるPAF受容体の活性化は、多数の微小小胞粒子の放出を誘発する[21]。これらは、表皮のケラチノサイトから遠く離れた免疫細胞や臓器にPAFやその他の生物活性化学物質を運搬し、UV-Bが媒介する全身性の免疫調節に影響を及ぼす可能性がある[21]。この発見は、UV-B放射に直接さらされていない部位の免疫系が、UV-B放射にさらされることによって変化するメカニズムを解明する上で、極めて重要な洞察をもたらす。
紫外線への曝露が血液中の白血球サブセットに及ぼす影響については、最近、レビューされている[13]。マウスを8 kJ m−2の太陽光シミュレーション紫外線に1回曝露すると、自然免疫系および適応免疫系の両方において、これらの細胞の数、表現型、機能に変化が生じ、通常は活性および再循環能力の低下につながる[22]。これは、多発性硬化症(MS)などの免疫媒介性疾患や、潜在的にはCOVID-19に対する有益性と一致する[23]。
いくつかの研究では、白血球数の季節変動が確認され、全体的な炎症環境は冬には炎症促進性、夏には抗炎症性であることが分かっている。ビタミンDには免疫機能に影響を与えることが知られているが、白血球への影響はビタミンDの状態とは無関係である([13]でレビューされている)。この研究を裏付けるものとして、ビタミンD欠乏者(平均25-ヒドロキシビタミンD[25(OH) D1] 血中濃度=36.1 nmol L−1)であるが、それ以外は健康なスコットランド、アバディーン在住の被験者における低用量(400 IU/日)ビタミンD3補給(プラセボとの比較)の無作為化対照試験(RCT)では、血中25(OH)D濃度とは無関係に、自然T制御性細胞集団と機能に季節変動があることが分かった[24]。
皮膚への紫外線照射は、皮膚の微生物叢 [25] およびトランスクリプトーム(細胞内のコードRNAおよびノンコードRNAのセット) [26]に変化を引き起こす。アトピー性皮膚炎(湿疹の最も一般的なタイプ)患者を対象に、6~8週間にわたって12~25回のナローバンドUV-B照射を行ったところ、皮膚の炎症が軽減するとともに微生物の多様性が増加した。[25]。健康な男性ボランティア7人(皮膚タイプII)の皮膚に、太陽光シミュレーターを使用した紫外線照射を行い、0,3、6標準紅斑量(SED)に相当する線量を与えたところ、複数の遺伝子(主にDNA修復とアポトーシス、免疫と炎症、色素沈着、ビタミンD合成に関連する)の発現が変化し、主に発現量が増加した[26]。影響を受けた遺伝子の数は、紫外線照射量の増加に伴い増加した。UV-B(280~320nm)とUV-A1(340~400nm)は、遺伝子発現に同様の影響を与えた。
紫外線への曝露に対する皮膚の異常な反応は、皮膚内の物質に対する過剰な免疫反応を引き起こし、紫外線誘発性のアレルギー性皮膚疾患につながる可能性がある[27]。 また、皮膚の先天性免疫系の機能不全が、日光曝露によって悪化する全身性エリテマトーデス(SLE)[28]や酒さ[29](4.3節)などの光線過敏症の一因となることを示す証拠も蓄積されている。自然免疫の異常は、SLEの皮膚症状で観察されるUV-Bによるケラチノサイトの損傷の増強[28]、および酒さにおけるUV-Bによるケラチノサイト損傷に対する炎症反応[29]を説明できる。
最近の研究では、マウスの皮膚にUV-Bを照射すると、遠く離れた臓器に変化が生じることが示されている。ある研究では、腎臓の遺伝子発現に変化が生じ、炎症反応が亢進することが示されている[30]。これは、SLE患者が日光に晒されると腎炎(腎臓の炎症)が急性増悪するメカニズムの一つである可能性がある。マウスを対象とした別の研究では、広帯域UV-B放射(100~300mJ/cm2を週3日、10週間)に慢性的に皮膚をさらすことで、血液および副腎におけるドーパミンおよび関連酵素(チロシン水酸化酵素およびドーパミンβ-水酸化酵素)のレベルが著しく低下し、副腎髄質に著しい損傷が引き起こされた[31]。これらの研究は、皮膚を紫外線にさらすことによる広範囲にわたる全身への影響に関する私たちの新たな理解を深めるものであり、マウスでの研究結果が常にヒトにも当てはまるわけではないが、ヒトでの同様の研究は実行不可能である可能性があることを指摘している。
紫外線への暴露による害
紫外線への暴露は、皮膚や目に害をもたらす。特に皮膚に関しては、そのリスクは皮膚の色素沈着の程度によって異なる。メラニンの種類と色素沈着の程度により、色素沈着の深い皮膚を持つ人は、紫外線による皮膚がんのリスクが特に低い。一方、色素沈着の薄い皮膚を持つ人は、特に紫外線量の高い地域に住んでいる場合、皮膚がんのリスクが著しく高くなる。低用量の紫外線に繰り返しさらされると、色素沈着や皮膚の厚さが増し、その後の紫外線照射による皮膚の損傷に対するある程度の保護効果をもたらす。この現象は「慣れ(habituation)」と呼ばれている。しかし、その保護効果は限定的であり、北緯の高い地域で日焼けした肌の人では2~3、ヨーロッパの緯度の低い地域(例えば北緯35度)で色白の人では10~12である(日焼け止めクリームに使用されるSPFと同様に解釈される)[32]。
皮膚がん
紫外線曝露と皮膚がんの関連性紫外線に皮膚を曝露することは、メラノーマおよび基底細胞がんの主な修正可能な原因である。紫外線誘発性腫瘍形成の主な機序は、DNA突然変異、抗腫瘍免疫応答の抑制、および皮膚炎症の促進である。しかし、これらの腫瘍を引き起こす曝露パターン、および紫外線曝露に起因すると推定される割合は、地理的位置、皮膚の種類、および腫瘍の種類によって異なる。
有棘細胞腫に関しては、SCCは紫外線への累積暴露と単純な関連がある。BCCを引き起こす暴露パターンはあまり確立されていないが、小児期および成人期における断続的な暴露が重要な役割を果たしていると思われる。この考え方は、日光浴や成人期の日焼けとBCCとの関連が、SCCよりも強いことが判明した最近のメタ分析によって裏付けられている。成人期の日焼けは、BCCリスクを1.85倍(95% CI 1.15–3.00)に、SCCリスクを1.41倍(95% CI 0.91–2.18)に増加させることが分かっている。成人期の日光浴でも同様の結果が報告されている。[39]。 しかし、ある研究では、累積的な日光暴露がBCCと関連していることが分かったが、25歳以前の暴露との関連性は成人期の暴露との関連性よりも強いことが分かった。[40]。有色人種の人々における紫外線暴露と口腔癌リスクとの関連性については、ほとんど情報が得られていない。東アジアにおける研究では、紫外線指数、屋外での職業的曝露、生涯曝露などの太陽曝露の測定値との関連性が示唆されているが、研究の質は低~中程度である。黒人の皮膚を持つ人々を対象とした研究はない。[41]。
紫外線曝露と有棘皮膚がんとの強い関連性、および曝露の有病率の高さを併せ考えると、この曝露因子に起因する有棘皮膚がんの割合が非常に高いことがわかる。カナダでは、2015年に診断されたBCCの81%、SCCの83%が紫外線曝露に起因すると推定されている。[39]。特にBCCについては、容易に修正可能なリスク因子が原因となっている。BCCの19%は成人期の日焼け、28%は成人期の日光浴に起因する(SCCではそれぞれ10%、17%)。
屋外労働者は特に、有棘細胞癌(KC)を発症するリスクが高い。[42]。系統的レビューでは、19件の研究のうち18件が屋外労働者におけるKCリスクの増加を示唆しているが、多くの研究では推定値が不正確であった。[43]。カナダでは、2011年に発生したKCの6%が紫外線への職業曝露によるものとされている。[44]。これは過去の研究と同様であり、女性では皮膚がん(すなわち、基底細胞がんおよびまれな皮膚がん)の症例の1%、皮膚がんによる死亡の4%が、職業上の紫外線曝露に起因していた。男性では、症例の7%、死亡の13%であった[45, 46]。
日焼けや皮膚損傷に対する紫外線と過剰なアルコール摂取の同時暴露による相乗効果の可能性については、これまでに疫学調査で指摘されている([47]で検討)。マウスモデルを用いた新たな研究とヒト皮膚組織片を用いた研究から、これはアルコールによる危険な日光暴露行動によるものではなく、むしろ相乗的な代謝経路がより多くのDNA突然変異と免疫機能不全を引き起こすことが示唆されている[47]。
モントリオール議定書により回避された皮膚がん米国環境保護庁の推定によると、モントリオール議定書により、1890年から2100年の間に米国で生まれた人々において、1100万件のメラノーマと4億3200万件の尋常性乾癬が回避されるとされている[48]。このモデルでは、モントリオール議定書が順守され続けると仮定した場合、2040年以降に生まれたコホートでは、オゾン層破壊の影響による皮膚がんの過剰発生は起こらないと推定されている。これはモントリオール議定書の重要性を浮き彫りにするものであるが、この推定には、日光への曝露行動や皮膚がんの監視に変化がないこと、また、皮膚のタイプ分布などの人口構造に変化がないことが前提となっているという重要な限界がある。その他の限界としては、成層圏オゾンの傾向、気候変動の影響、および皮膚がん発生の作用スペクトルに関する不確実性がある。
メラノーマ発生率の地理的変動 2020年には世界中で推定32万5000人の侵襲性黒色腫の新規症例が診断され、5万7000人が黒色腫で死亡したと推定されている[49]。 10万人当たりの年間侵襲性皮膚黒色腫の年齢標準化(世界標準)発生率は、男性で3.8、女性で3.0と推定されている。発生率はオセアニアで最も高く(30.1)、アフリカ(0.9)とアジア(0.42)で最も低かった。オーストラリアとニュージーランドは引き続き、世界で最も発生率の高い国であり(図3)、障害調整生命年(DALY)の損失という観点でも最も負担が大きい国であり、北米とヨーロッパがこれに続いている[50, 51]。
2018年には、メラノーマは世界中で新たに発生するがん症例の1.6%を占め、がんによる死亡例の0.6%の原因となっていたと推定されている[52]。これに対し、当時最も多かったがん(肺がん)は、ケラチノサイトがんを除くと、症例の11.6%、死亡例の18.4%の原因となっていた。メラノーマを発症する累積リスク(出生から74歳までの期間、世界全体)は、男性で0.39%、女性で0.31%と推定されている(これは、色白の人と色黒の人ではリスクが著しく異なるが、その平均値であることに留意)。メラノーマによる死亡の累積リスクの推定値は、男性で0.08%、女性で0.05%であった[52]。2019年には、オーストラリアにおける全がん症例の11%がメラノーマであり、がんによる死亡の2.7%を占めていた[53]。2018年のヨーロッパでは、メラノーマは全がん症例の3.7%(男性:3.5%、女性:3.9%)を占め、がんによる死亡の2.5%(男性:3.2%、女性:1.9%)の原因となっていた[54]。
2040年までに、人口規模と年齢構成の変化を想定し、発生率は変化させずに計算すると、世界全体で新たに発生する黒色腫の症例数は年間510,000例、死亡数は96,000例に増加すると予測されている[49]。
公表された報告書に基づく黒色腫発生率の傾向黒色腫発生率の傾向は、変化する監視方法に照らして解釈する必要がある。米国[55, 56]、オーストラリア[57]、およびヨーロッパ[58, 59]では、厚い黒色腫と比較して、上皮内(表皮に限局)および薄い黒色腫の発生率がはるかに大きく増加している。また、黒色腫の発生率の増加は死亡率の増加を大幅に上回っている。これらのパターンは、その人の生涯において重大な罹病や死亡を引き起こす可能性が低い病変が発見されていることを反映していると考えられ、これは過剰診断として知られる現象であり、皮膚検査の増加、色素沈着病変の生検を行う際の臨床的判断基準の低下、および黒色腫の診断を行う際の病理学的判断基準の低下が複合的に作用して発生しているものである[60, 61]。メラノーマの過剰診断は、モントリオール議定書の影響を過小評価する可能性がある。
最近のメラノーマ発生率の傾向は、集団によって異なる。発生率は、英国、ノルウェー、スウェーデン、カナダ(1982~2015)[62]、特にニューファンドランド・ラブラドール州東部(2007~2015)[63]、およびフランス(1990~2018)[64]で増加している。東ヨーロッパからの最近の報告では、リトアニア(1991~2015) [65]、ウクライナ(2002~2013) [66]、チェコ共和国(1977~2018) [67] では、すべての年齢層および男女ともに増加していることが報告されているが、ハンガリーでの研究では、2011年から2015年にかけて増加し、2015年から2019年にかけて大幅に減少していることが分かった[68]。オーストラリア、ニュージーランド、デンマーク(1982~2015)については、過去20~40年間の一次予防への集中的な取り組みが功を奏したためか、近年は罹患率が安定化または減少傾向にある。
中国と韓国では発生率は非常に低いものの、発生率のわずかな上昇が認められている(1990年の10万人あたり0.4人から2019年の10万人あたり0.9人 )と韓国(2004年の2.6/100,000から2017年の3.0/100,000)でわずかな増加が認められた[70]。2017年の中国では、西部の省と比較して東部および北東部の省で最も高い発生率が記録されており、この傾向はこれらの地域における意識の高まりと医療サービスへのアクセスの向上によるものと考えられる。[71]。シンガポールでの研究では、中国系、マレー系、インド系シンガポール人の発生率が非常に低いことが報告されている。[72]。
米国のサーベイランス、疫学、最終結果(SEER)プログラムのデータを用いた黒色腫発生率の傾向に関する研究では、あらゆる人種において、50年間にわたる増加傾向の後、2010年から2018年の間に発生率が安定したことが示された(年間平均パーセント変化率[AAPC]、0.39%;95%CI -0.40~1.18%) [73]。しかし、最も厚い黒色腫(T4,4.0mm超)の発生率は上昇し続けている(AAPC 3.32%;95% CI 2.06–4.60%)。社会経済的地位が低い集団や少数民族集団では、調査対象期間中に厚い黒色腫を発症する可能性が高かった。これはおそらく、スクリーニングや早期発見活動へのアクセスが悪いことが原因である。小児の黒色腫発生率はきわめて低いものの、米国では2000年から2015年の間に、10~19歳の小児では発生率の低下が報告されているが、それより低年齢の小児では発生率は安定している。[74]。
いくつかの研究では、年齢による異なる傾向が報告されている。カナダ [75]、イタリア [76]、および英国 [77]の研究では、高齢の年齢層では発生率が増加しているが、これはおそらく寿命が延びたことによるもので、少なくとも部分的には、若い年齢層では安定化または減少している。これに対し、小児および青年の黒色腫発生率に関するフィンランドの研究では、1990年から2014年の間に4倍に増加しており、特に青年で顕著であることが報告されている。[78]。これが真の増加を表しているのか、それとも診断基準やがん登録の対象範囲の変化によるものなのかは不明である。
年齢別黒色腫発生率の傾向:世界がん観察データ(GCO)の分析パネルの年次評価(2019年~2021)で指摘されているように、年齢標準化に異なる集団が用いられているため、公表文献の報告に基づく黒色腫発生率の傾向を比較することは困難である[79-81]。そこで、1982~2016年の期間についてデータが入手可能な6つの高リスク集団(すなわち、オーストラリア、米国白人、ノルウェー、スウェーデン、デンマーク、英国)について、世界がん観察機構(年齢は世界標準人口に標準化)から人口ベースの登録統計を抽出した[82]。オーストラリアでは2005年以降、罹患率は安定化し始めたが、他の国々では男性(図4A)および女性(図4B)ともに増加が続いている。しかし、年齢によるばらつきが顕著であり、50歳未満の人々では増加はわずかである(図4C、D)のに対し、50歳以上の年齢層でははるかに顕著な増加がみられる(図4E、F)。オーストラリアに限っては 2007年頃から若い年齢層における罹患率が減少している。直近の10年間では、罹患率の年間平均変化率はノルウェー(男性4.0%、女性4.2%)とスウェーデン(男性3.8%、女性4.0%)が最も高かった。これらの傾向は、屋外での活動時間の人口特有の変化と日焼け防止プログラムの実施に起因するものであり、これらの行動変化を若い頃から経験している若い世代が中年期および高齢期に達するにつれ、将来的な傾向に影響を与えることになるだろう。
黒色腫死亡率の推移死亡率の推移は、発生率と症例致死率の変化によって裏付けられている。後者は、進行黒色腫に対する新規かつ非常に有効な全身療法の導入により、近年、一部の国々で著しく減少しており、[83]、早期の病変に対する使用の増加に伴い、今後も死亡率に影響を及ぼすであろう。
1985年から2015年の期間における31か国を対象としたWHO死亡データベースのデータを用いた研究では、女性では死亡率が安定または低下しているのに対し、男性ではすべての国で黒色腫による死亡率が全体的に増加していることが報告されている[84]。直近の期間(2013~2015)における死亡率の中央値は、男性が10万人あたり2.6人、女性が10万人あたり1.6人であった。最も死亡率が高かったのは、男性ではオーストラリアとノルウェー、女性ではノルウェーとスロベニアであった(世界で最も死亡率が高いニュージーランドは、この報告には含まれていないことに留意)。ほとんどの国々で増加が見られたのは、50歳以上の死亡率が上昇したためであり、若い年齢層では死亡率はおおむね安定または低下傾向にある。後者の傾向は、有害な紫外線への累積暴露量が少ない若い出生コホートにおける罹患率の低下を反映している可能性が高い。1982年から2016年までのスペインに関する別の報告書では、同様の傾向が示されており、90年代半ば以降、64歳未満の男女では死亡率が安定している一方で、高齢者層では死亡率が引き続き上昇している[85]。
近年、メラノーマ死亡率の低下がニュージーランド(2015~2018) [86] および中国(1990~2019) [69] で報告されているが、オランダ(1950~2018) [87]、ブラジル(1996年~2016) [88] では増加が報告されているが、フランス(1990年~2018) [64] および韓国(2014年~2017) [70] では死亡率は安定している。 管轄区域間で新しい全身療法(特に10年ほど前の免疫療法)の導入(およびその時期)に異質性があるため、こうしたばらつきのある傾向を解釈することは困難である。
メルケル細胞がんの発生率の傾向メルケル細胞がん(MCC)は、紫外線への曝露に関連している可能性があるまれな皮膚がんである。米国、ノルウェー、スコットランド、ニュージーランド、オーストラリアのクイーンズランド州では、1997年から2016年の間にMCCの発生率が年率2~4%の割合で増加していることが報告されている[89]。増加率はブラジルでより高く 2000年から2017年の年間平均変化率は男性で9.4%、女性で3.1%であった[90]。これらの知見は、1990年から2007年の20か国を対象とした以前の報告と一致している[91]。米国における増加は、3つの要因、すなわち、発見率の増加、人口の高齢化、および最近の出生コホートにおける紫外線への曝露量の増加に起因していると考えられている。[92]。
MCCの原因は十分に解明されていないが、メルケル細胞ポリオーマウイルス(MCPyV)は腫瘍の最大80%にクローン性統合されている。[93]。MCPyV陰性腫瘍(紫外線シグネチャー変異が優勢)ではより多くの変異が報告されているという研究結果がいくつかあるが(93, 94)、9つの腫瘍に基づく新たな研究では、MCPyV陽性腫瘍の方がMCPyV陰性腫瘍よりも変異が多いことが報告されている(95) 。MCCは非常にまれな腫瘍であるため、既存の研究はすべて限られた数の腫瘍シリーズに基づいている。紫外線曝露がこれらの癌の病因における役割を理解するには、より大規模なサンプルサイズを用いたさらなる研究が必要である。
免疫療法の臨床試験では改善が報告されているが(97-99)、MCCの生存率はメラノーマよりもはるかに低く(局所で5年生存率50%、転移性疾患で14%未満[96])、これらの治療法が広く採用されるようになれば、治療費は増加する可能性が高い。
有棘細胞がんの発生率の傾向有棘細胞がんの負担、発生率、および傾向を正確に報告することは依然として課題である。有棘細胞がんは、ほとんどのがん登録では日常的に報告されていない。さらに、多くの人が複数の病変を経験しているが、この多発性は考慮されないことが多く、報告されるのは患者の最初の病変のみである。1人当たりの有棘細胞がんの多発性を考慮すると、発生率は約50%増加する。[100, 101]。
Global Burden of Disease(GBD)のデータ分析では、2019年には、尋常性黒色腫が世界で最も一般的な癌となり、次に多い肺癌(220万人)の約3倍の患者数(640万人)が報告された。 [102, 103] 基底細胞癌による死亡は非常にまれであるが、扁平上皮癌による死亡は約56,000人に上る。DALYsで測定した疾病負担は、2010年から2019年の間にほぼ25%増加した。
尋常性黒色腫の年齢調整罹患率はオーストラリアとニュージーランドで最も高く、増加している[104-107]。年齢調整率は1907/100,000(2001年のオーストラリア人口に標準化)と高い。ヨーロッパでは、有棘細胞癌の発生率が増加していることが報告されている。例えば、アイスランドでは、1981年から2017年の間に、BCCの発生率が2~4倍に増加し、[108]、SCCの発生率は16倍に増加した。[109]。これは、環境中の紫外線放射量が多い地域への休暇の増加や、日焼けマシンの使用が原因である。セルビアでは、1999年から2015年の間に、KCsが毎年2.3%増加した。[110]。英国では 2004年から2014年の間に、SCCの発生率が31%、BCCの発生率が21%増加した。[111]。米国では、1990年から2004年にかけて尋常性乾癬の発生率が増加したが 2005年から2019年にかけてはほぼ横ばいであった[112]。
主に色白の人口が多い地域では、環境中の紫外線放射量が多い地域では尋常性乾癬の生涯リスクがはるかに高い。環境中の紫外線放射量が比較的少ない英国では、生涯リスクは20%と推定されている[113]。これに対し、環境中の紫外線放射量が高いオーストラリアにおける生涯リスクは69%(男性73%、女性65%)と推定されている[114]。
日光曝露による良性および前悪性ケラチノサイト病変は、医療制度および個人にとって、すでに高額な皮膚がんの治療費にさらなる負担を加える。光線性角化症(良性病変)の有病率は高く、ヨーロッパの人口では25%(スイスの一般診療の患者)から29%(スペインの皮膚科外来の患者)と推定されている[115, 116]。 また、非浸潤性皮膚がん(前がん病変)の発生率も増加しており、一部の国ではこれらの病変の発生率が浸潤性がんの発生率よりも急速に増加している。例えば、オランダでは 2002年から2017年の間にSCCの発生率は年間6~8%増加したが、2010年以降は非浸潤性SCCが年間12~14%増加している。[101, 117]。
免疫抑制状態にある人における皮膚がんのリスク免疫抑制は、黒色腫、BCC、SCCのリスク因子である。免疫機能が低下している集団でリスクが高いものには、臓器移植患者 [118]、HIV/AIDSと診断された患者(黒色腫のリスクが4倍に増加) [119, 120]、関節リウマチ治療中の患者(尋常性ケラチン化腫および炎症性腸疾患(~1.5倍のKCリスク上昇)、非ホジキンリンパ腫や慢性リンパ性白血病を含む一部のリンパ増殖性疾患(~2倍のメラノーマリスク上昇) [122] である。固形臓器移植患者では、皮膚がんの種類によってリスク増加の程度が異なる。すなわち、高レベルの紫外線環境下では、メラノーマでは2~3倍、BCCでは6~10倍、SCCでは100倍にもなる[123]。
皮膚がんの管理に関連する費用ヨーロッパにおける早期死亡による有給・無給の生産性損失の平均額は、悪性黒色腫では45万694ユーロと推定されている。[124]。これは、ホジキンリンパ腫に次いでがんの種類別で2番目に高い損失額であり、これはおそらく発症年齢が比較的早いこと(したがって有給の生産性損失が大きい)によるものと考えられる。
進行性黒色腫に対する新しい全身療法の導入と、非転移性疾患に対する補助療法としての使用の増加により、世界的に黒色腫治療にかかる一人当たりの総費用が増加している。米国では1997年から2015年の間に、黒色腫治療にかかる総費用は他の癌よりも速いペースで増加している[125]。オランダでは、悪性皮膚腫瘍は2017年に最も費用のかかるがんの第4位であり、薬剤費は2007年から2017年の間に0.7百万ユーロから121百万ユーロに増加した。[126]。フランス、ドイツ、英国における最大の費用要因は、薬剤と入院および/または救急外来治療である。[127]。また、新しい治療法の使用による有害事象も、かなりの費用負担の原因となっている。[128, 129]。
ヨーロッパにおけるメラノーマの費用に関するモデル研究では、アイスランドでは110万ユーロ、ドイツでは5億4,380万ユーロ(EU全加盟国では27億ユーロ)という国家負担額が推定された。[130]。最近の研究では、2021年のオーストラリアとニュージーランドにおける新たに診断された黒色腫の治療にかかる国家費用を推定し、それぞれ総額4億8,160万豪ドル(3億1,000万ユーロ2)、7,450万ニュージーランドドル(4,300万ユーロ)と報告している[131]。オーストラリアでは、患者一人当たりの平均費用は14,268豪ドル(9,198ユーロ)で、その範囲は、局所性黒色腫の644豪ドル(415ユーロ)からIII期/IV期(進行期)の100,725豪ドル(64,930ユーロ)であった。高価な免疫療法が単独または標的療法との併用で早期の黒色腫の治療法として選択されるようになれば、これらの費用は増加するであろう。[132]。
皮膚を検査して黒色腫を特定することは、良性病変の発見につながる可能性があり、その結果、必要である場合も必要でない場合もある追加治療が行われることになる。米国における研究では、全身の皮膚検査による黒色腫のスクリーニングに関連する光線性角化症およびその他の良性病変の診断および治療費用について報告されている。[133]。20,270人の成人を対象とした36,647件の全身皮膚検査の分析では、発見された各黒色腫の治療費(診察、生検、病理検査の費用を含む)は32,594米ドル(33,614ユーロ)と推定され、光線性角化症およびその他の良性病変の治療費は7840米ドル(8085ユーロ)であった。
治療費が非常に高く、上昇し続けていることを踏まえ、公衆衛生機関は費用対効果の証拠がある一次予防に重点を置くようになっている。 メラノーマ対策における早期発見と予防の費用対効果を比較評価するモデル研究では、オーストラリアで実施された2件のランダム化比較試験(RCT)のデータが使用された。[134]。毎年実施される臨床皮膚検査(早期発見)と介入なしの場合と比較すると、日焼け止めを毎日使用するよう助言する(予防)ことで、悪性黒色腫およびケラチン化がんの症例数が減少し、診断および治療に関連する費用が大幅に削減された[134]。しかし、これらの知見は、環境中の紫外線放射がより弱い地域には適用できない可能性があり、過剰診断による潜在的な費用についてはまだ考慮されていない。
カナダでは、紫外線への職業曝露による尋常性黒色腫およびその他のまれな皮膚がんの費用は、2011年には直接および間接費用で2,900万カナダドル(2,200万ユーロ)、無形費用(生活の質への影響による)で600万カナダドル(450万ユーロ)と推定されている[137]。これらの費用は軽減可能である。推定によると、個人用保護具と日陰構造物に1ドル投資するごとに、それぞれ0.49カナダドルと0.35カナダドルが回収できるという。[138]。費用対効果に関する別のモデリング研究では、集団レベルで日焼け止めを系統的に使用することによる一次予防によって、かなりの数の新たな皮膚腫瘍が予防され(切除される尋常性黒色腫が26%減少)、医療費が削減されることが示された。[134]。基底細胞がんのリスクが高い人々では、5-フルオロウラシル外用薬による治療の1年後に、基底細胞がんおよび光線性角化症の治療費が削減された。この結果は、化学予防がこのサブグループにおける皮膚がんの発生率を低下させる選択肢となりうることを示している[139]。
皮膚がんの管理に非常に高額な費用がかかること、またその費用が増加していることは、成層圏のオゾン層を保護する必要性を強調している。オゾン層破壊物質の抑制がなければ、一部の地域では紫外線放射の強度が増加し、より多くの人々が皮膚がんを引き起こすのに十分な量の紫外線にさらされることになるだろう。
日焼け
日焼けは、主にUV-B波長による紫外線への過剰暴露によって起こる急性炎症性皮膚反応であり、Fitzpatrickの皮膚タイプI~IV3([140]を修正)を持つ人々では、臨床的に紅斑(赤み)として現れ、痛みや水疱を引き起こす可能性がある。
日焼けの定義は研究によって異なるが、日焼けは皮膚黒色腫および口腔癌のリスク因子として確立されている。[141, 142]。また、重症の日焼けの数が多いと帯状疱疹(すなわち、帯状疱疹)のリスクが高まる可能性がある。[143]。さらに、日焼けによる炎症は、他の疾患との関連性とは無関係に、健康上の負担となる。米国の救急外来サンプルでは、2013年から2015年の950の病院救急外来への受診に関する情報を含み、日焼けによる受診は82,048件で、21%が重度の日焼け(第2度または第3度の熱傷および/または入院が必要)と分類された。[144]。日焼けによる救急外来受診の平均費用は1132米ドルであった。日焼け全般および重度の日焼けの発生率は、低所得層の若い男性で最も高く、発生率は日照時間の長い州で高かった。
日焼けの割合の推移米国の全国健康面接調査のデータによると、地域社会に住む成人の34%が 2005年と2015年の両方で、過去12カ月間に1回以上の日焼けを経験したと報告している(サンプルサイズはそれぞれ29,250人と31,399人)[145]。日焼けを報告した青少年の割合はかなり高かった。2015年から2017年の間、14歳から18歳までの21,894人のうち57%が、過去12カ月間に少なくとも一度は日焼けしたと報告している。[146]。スペインでは、日焼けは成人よりも青少年に多く見られ、776人の青少年の75%が前年に日焼けしたと報告しているのに対し、632人の成人では約54%、324人の子供では44%であった[147]。ドイツでは、2020年に調査された1~10歳の子供の22%が前年に日焼けしており、年齢との間に正の相関関係が認められた[148]。
一部の国では、日焼けの頻度が減少しており、これは日焼け防止行動の増加と一致している。オーストラリアでは、包括的な皮膚がん予防キャンペーン「SunSmart」が1988年に開始された。ビクトリア州でその後30年間にわたって実施された調査では、インタビュー前の週末の太陽対策行動について回答者に尋ねたところ、SunSmart開始後の最初の10年間で、少なくとも1つの太陽対策行動(日陰を探す、帽子や日焼け止めを使用する)を行う人の割合が著しく増加し(29%から65%)、その後はより緩やかな増加を示した[149]。日焼け止め使用率は、SunSmart開始前の11%から2010年代には68%に増加した。ニュー・サウス・ウェールズ州では、日焼け止めを「よく使う」または「いつも使う」と回答した人の割合は 2003年の約30%から2016年には約40%に増加したが、帽子の使用率は増加していない[150]。日焼け対策の増加は、日焼けの傾向からも明らかである。オーストラリアの成人(n=3614)では、夏期の直近の週末に日焼けしたと報告した割合は 2003/2004年から2016/2017年の間に14%から11%に減少した[151]。これに伴い、2つ以上の日焼け対策行動をとる人の割合も増加した(41%から45%に)。オーストラリアの青少年では、成人よりも日焼けが頻繁に起こっていたが、この期間に20%から15%に減少した。デンマークの成人(n=33,315)では 2007年から2015年の間に、全国的な日焼け対策キャンペーンと時期を同じくして、過去12カ月間の日焼けが毎年1%減少したことが確認された[152]。
メラノーマになりやすい家系の出生コホート分析では、時間経過に伴う日焼け対策行動と日焼けの変化が示されている。ヨーロッパ、南北アメリカ、オーストラリア、中東の17のセンター(n=2407)の人々を対象に、人生のさまざまな節目において、日光への曝露と日焼けについて質問した[153]。これらの行動は、出生コホート(1910年代および1920年代生まれから1980年代生まれまでの数十年単位)別に分析された。日焼け止めの使用頻度には明らかな時代的傾向が見られ、最近生まれた人ほど、日焼け止めをより若い年齢で使用する傾向が強かった。20歳未満の週末の屋外滞在時間は、最近生まれた人ほど短かった。各出生コホート内では、日焼けは早い時期に比べて遅い時期に多く発生していたが、最近生まれた人ほど早い時期に日焼けを経験する可能性は低かった。
一部の国々では、日光への曝露と予防行動の変化が顕著であるが、これは少なくとも部分的には、日焼け防止キャンペーンによる裏付けがあるかもしれない。しかし、モントリオール議定書がなければ、日焼けするまでの時間が著しく短縮されたであろうことから、これらの変化による利益はそれほど明白ではなかったであろう。
色黒の人々における日焼けの広がり皮膚のメラニン化は、日焼けや紫外線による皮膚がんに対するある程度の保護効果をもたらす。従来、色黒の人々(皮膚タイプ V~VI)は、日焼けのリスクが非常に低いと考えられてきた。[140]。しかし、色黒の人々における日焼けによる紅斑の検出が困難であることが、日焼けを引き起こすのに必要な紫外線量の過大評価や、日焼けの発生率の過小評価につながっている可能性がある。[154]。 民族的に多様な集団の間で、日焼け防止行動に違いがあることも、日焼けの発生率に影響を及ぼしている可能性がある。[155]。
英国在住のブラックアフリカ系またはブラックカリビアン系の人々(回答者数222人)を対象とした調査では、50%以上が生涯で日焼けをしたことがあると報告しており、[156]、肌の色を「濃い」、「中程度」、「薄い」と自己分類した人々では、それぞれ47%、54%、71%であった。米国では、2015年の全国健康面接調査の非ヒスパニック系黒人参加者4157人のうち、ほぼ10%が前年に日焼けしたと報告しているが、ヒスパニック系の人々(n=5208)ではほぼ25%、非ヒスパニック系白人(n=19,784)では42%であった[145]。これらの調査は、日焼けは従来考えられていたよりも色黒の人々により頻繁に起こることを示唆しているが、色白の人々との比較では日焼けの重症度は低く、またこれらの集団における紫外線誘発性皮膚がんのリスクはきわめて低いことを踏まえると、その重要性は不明である。
光線性皮膚症
光線性皮膚症の負担と健康および心理的幸福感への影響最も一般的な皮膚疾患に関する登録データや一貫した症例定義が欠如しているため、光線性皮膚症の人口有病率を推定することは非常に困難である。しかし、免疫介在性の多形日光疹(PLE)などの光線性皮膚症は、特に春に、温帯地域の皮膚の色の薄い人々の間で、皮膚科クリニックからよく報告されている。[157]。皮膚科の光線診断ユニットからのデータの包括的なレビューでは、最もよく見られる光線性皮膚疾患は、多形日光疹(PLE)、光線増悪型アトピー性皮膚炎、光線性痒疹、慢性光線性皮膚炎、日光蕁麻疹、薬剤誘発性光線過敏症であることが示されている。光線性皮膚疾患は、色黒の人々にも発生するが、色白の人々とは発生頻度や特徴が異なる。[158]。光線増悪性の慢性炎症性顔面疾患である酒さに関する、地域住民を対象とした研究および皮膚科外来患者を対象とした研究の系統的レビューでは、世界的な有病率は最大5%と推定されている。しかし、酒さを自己申告した研究では、診察により酒さを診断した研究よりも高い有病率が示されている。[159] ほとんどの光線過敏症の有病率に関する研究は少ない。例えば、日光蕁麻疹に関する地域住民を対象とした研究は報告されていない。
光線過敏症には、個人差のあるさまざまな臨床症状が含まれる。これには、日光曝露後数分以内に生じる皮膚の痛み、激しいかゆみ、紅斑、水疱、瘢痕化などが含まれる。患者への悪影響は、症状による直接的な影響と、日光を避けることによる制限による間接的な影響の両方で生じる。20件の研究(成人2487名、小児119名)の系統的レビューでは、生活の質や心理的幸福感の評価が行われたが、光線過敏症の成人および小児の3分の1が生活の質に非常に大きな悪影響を受けていることが判明した(皮膚科生活の質指数(Dermatology Life Quality index)が10以上)。また、不安やうつ病は、影響を受けていない集団と比較して2倍の頻度で発生していた[160]。
一般的に使用される光感作物質と光線過敏症および皮膚がんとの関連性薬物光過敏症の病理学的メカニズムは、光毒性または光アレルギーに大別される。 経口薬による光過敏症は、光毒性によるものが一般的である。光毒性は、理論的には、十分な量の薬物と紫外線に曝露すれば誰にでも起こりうる。 臨床的には、薬物光毒性は皮膚の赤み、腫れ、ヒリヒリ感として現れることが最も多く、重度のやけどと誤診される可能性もある。
2010年から2017年の間にドイツとオーストリアで調剤された7億4500万以上の医薬品の分析では、約50%が光感作性を有することが示され、利尿薬と抗炎症薬が主に原因であることが分かった[161]。しかし、薬物光過敏症の世界的発生率は不明である。日本の有害事象報告データベース(2004~2016)の分析では、430,587件の報告のうち光過敏性反応に関するものは0.1%未満であった[162]。系統的レビューでは、129種類の経口薬に関連する薬物光毒性疑いの症例報告1134件が特定された[163]。しかし、薬剤との関連性を示す証拠の質は低く、光線過敏性試験を実施した研究は25%未満であり、薬剤負荷試験および再負荷試験で診断を確認した研究は10%のみであった。光線診断部門で評価した光線性皮膚症患者2243人の報告では、5%が経口薬による光線性皮膚症と診断された。全員に広帯域紫外線照射試験と、300~600nm(すなわち、UV-B、UV-A、可視スペクトル)の単色波長試験を実施した。UV-Aが主な誘発波長帯であり、UV-Bは症例の15%で寄与していた[164]。
一般的に処方される光感受性増強薬が皮膚がんを引き起こす可能性もある。薬物が急性光線過敏症を引き起こすいくつかの機序は、皮膚がんの誘発にも関連しており、例えば、紫外線誘発性DNA損傷の促進などである。デンマークがん登録のデータを用いた入れ子ケース・コントロール研究では、BCC(n=71,533)またはSCC(n=8629)の初診患者と人口対照群(n=1,430,883)において、ヒドロクロロチアジド( 高血圧の治療に一般的に使用される利尿薬)が認められ、高用量使用群と非使用群の調整オッズ比(OR)は、BCCで1.29(95% CI 1.23–1.35)、SCCで3.98(95% CI 3.68–4.31)であった[165]。この結果を受け、欧州医薬品庁はヒドロクロロチアジドの製品情報にKCリスクの増加に関する注意を記載するよう勧告した[166]。 異なる地理的地域や人口統計学的集団を対象としたさらなる研究により、ヒドロクロロチアジドの使用によるKCおよび黒色腫のリスク増加については、異質で相反する結果が示されている[167-170][171]。 公衆衛生上の重大な意味合いを考慮すると、この問題は解決される必要がある。
紫外線被曝に関連する眼疾患
紫外線への直接または中間因子を介した被曝は、水晶体白内障、翼状片、角膜および/または結膜の扁平上皮癌、光線角膜炎(角膜に影響)、光線結膜炎、霰粒腫、およびおそらくは眼内黒色腫、黄斑変性、緑内障のリスク増加と関連している。このセクションでは、紫外線への曝露と直接的な関連性がある症状について、前回の評価[6]以降に得られた証拠を評価する。
目の表層は紫外線に曝露され、皮膚で観察されるのと同じ経路でDNA損傷や活性酸素の生成による損傷を受ける。人が直立し、太陽が頭上に位置している場合、眉や眉毛、まぶたの突出により、紫外線への曝露からある程度は保護される。これらの保護効果は、他の体勢(例えば横になっている場合)や太陽の角度が低い場合には低下する[172, 173]。帽子をかぶったり日陰を利用したりすることも、曝露を低減できる。一方、高い表面アルベドは曝露を増大させる可能性がある。UV-AおよびUV-B放射線を遮断する大型のラップアラウンドサングラスは、優れた日焼け止め効果を発揮する[174-176]。紫外線の波長は、目のより深い構造にも浸透する(前回の評価で検討済み[177])。角膜は295nm以下の波長を吸収するが、より長い波長は虹彩と水晶体に到達する。成人の場合、目の水晶体は370nm未満のすべての波長、および370~400nmの波長の98%以上を吸収し、水晶体の後部でより高い吸収率が認められる[178]。時間の経過とともに、この吸収によって引き起こされる化学変化、すなわち直接的なUV-Bによる損傷と(間接的な)UV-Aによる可溶性水晶体タンパク質の光酸化が、水晶体の混濁、すなわち白内障を引き起こす。幼児の場合、水晶体はより短い波長の紫外線をより多く伝染し、それらが網膜に到達し、潜在的に網膜を損傷する可能性がある。
白内障の有病率と発生率の傾向白内障は、紫外線への長期暴露に関連する主な眼疾患である。 白内障の主な種類は、水晶体の位置によって核性、皮質性、後嚢下性と定義される。 多くの場合、混合型表現型が見られ、個人によっては、両眼に異なる優性表現型の白内障が存在することもある。紫外線への曝露と最も明確に関連しているのは、核性白内障と皮質性白内障の2つの亜型である。
Global Burden of Disease Studyの視力喪失専門家グループによる最新の報告によると、白内障は1990年から2015年にかけて世界中で失明の主たる原因であり、2015年の失明の総数の35%(95% CI 26–44)を占めていた[179–183]。いくつかの国や地域における2020年までの予測では、2020年においても白内障が失明の主な原因であり続けることが示されている。[179–184]。世界全体と比較すると、白内障による中等度から重度の視覚障害の割合は、太陽光への暴露度が高く、適切な医療へのアクセスが限られている可能性がある東アジア [179]、東南アジア [181]、オセアニア [181]、サハラ以南のアフリカ [183] で高いと推定されている。白内障による障害(DALYsで測定)は、1990年の350万人から2019年には670万人に増加し、191%の増加となった[185]。
新たな研究により、白内障の有病率の高さがさらに実証されている。ロシアの農村地域で実施された横断的ウラル眼医学研究では、40歳以上の有病率は45%であった(対象者5899人のうち、対象住民の81%)。核白内障および皮質白内障は、それぞれ対象者の38%および15%に影響していた[186]。フィンランドで実施された人口ベースの研究では 2000年から2011年の間に30歳以上の白内障有病率が8.1%(95% CI 7.8–8.5)から11.4%(95% CI 10.9–11.9)に増加したことが分かった[187]。11年間の年間平均発生率は、1万人あたり109例(95% CI 104–114)と推定された[187]。同様の期間(ベースライン2004~2006年、追跡期間2011~2013)における累積罹患率はシンガポールの方が高かった。マレーアイスタディでは、この期間における核性および皮質性白内障の年齢標準化累積罹患率はそれぞれ13.6%および14.1%(1万人あたり年間平均粗発生率227例および189例に相当)と推定された[188]。
紫外線へのさらなる曝露は、白内障のリスク増加と明確に関連している([178]で検討)。最近の研究が、さらなる裏付けとなる証拠を提供している。インドの3つの異なる農村地域における人口ベースの横断的研究(n=12,021)では、40歳以上の参加者の33%が、少なくとも片方の目に白内障を発症していた[189]。生涯にわたる実効的な太陽暴露スコアの最低五分位(暴露年数、使用した保護具の種類(なし、帽子、日傘、ベール、サングラス)を考慮して計算)と比較すると、白内障の有病率は暴露五分位の3番目、4番目、5番目で有意に高かった。第5五分位群に属する人々は、第1五分位群の人々と比較して、白内障を発症する可能性が9倍(調整OR 9.4;95%CI 7.9–11.2)高く、最も標高の高い地域(グワーハーティー/ヒルズ地域)に限定した分析では、その可能性は26倍近くにまで上昇した。紫外線への曝露、太陽の角度、日焼け防止行動の相違は、それぞれ白内障の有病率に追加的な影響を与えていた。しかし 2008年から2012年の韓国全国健康栄養調査の経済活動人口のデータでは、より高い日光暴露(サングラスや帽子なしで太陽の下に5時間以上いること)と医学的に診断された白内障との間には有意な関連性は認められなかった(調整OR 0.88,95% CI 0.77–1.00) [190]。
世界全体および最近のデータがあるさまざまな地域において、白内障の発生率は増加し続けている。その原因の少なくとも一部は人口の高齢化である。白内障手術を含む質の高い医療へのアクセスが良好な地域では、障害の負担に大きくは寄与しない可能性がある。しかし、多くの地域では、白内障は依然として失明の主な原因であり、視力低下とその続発症(転倒など)によるかなりの罹患率につながっている。[191]。
最近の研究では、白内障に焦点を当てて、モントリオール議定書が眼疾患の予防に有効であることが推定されている。オゾン層破壊物質の規制を行わない場合と比較して、すべての修正と調整を加えたモントリオール議定書を施行した場合、1890年から2100年の間に米国で生まれた人々における白内障の症例は6,300万件予防できると推定されている。比較シナリオがモントリオール議定書の当初の案である場合、この数値は3,300万例の白内障減少となり、議定書の継続的な強化の重要性を示している[48]。
翼状片の発生率翼状片は、結膜に発生する非癌性の自己限定性のピンク色の肉質組織増殖であり、UV-BおよびUV-A放射への曝露によって誘発される。翼状片がなぜ自己限定性であるのか、そのメカニズムは最近の研究で解明されている。[192]。この症状は大量の日光を浴びるサーファーに多く見られるため、「サーファーの目」とも呼ばれる。翼状片が角膜に達しない限り視力への影響は軽微であるが、切除は痛みを伴い、外科的切除後も再発することが多い。
証拠によると、近年、翼状片の発生率がわずかに増加している。55件の研究(24か国、40万人以上のデータを含む)の最近のメタアナリシスでは、翼状片の全体的な発生率は12%(95% CI 11–14)と推定されている[193]。しかし、研究にはさまざまな年齢層が含まれており、すべてが人口ベースの研究ではない。報告された有病率は、12か国からの20件の論文に基づく2013年のメタアナリシス(10.2%; 95% CI 6.3–16.1%)よりも高かった[194]。
ブラジルにおける研究では、地域や研究方法によって有病率推定値に大きなばらつきがあることが示されている。ブラジル・アマゾンにおける人口ベースの研究では、45歳以上の2041人(参加資格のある人の86%)を対象とし、有病率は58%であった。[195]。最近のメタ分析では、ブラジルにおける有病率は52.0%(マナウスにおける眼科クリニックベースの研究、年齢範囲21~61歳)、アマゾンの熱帯雨林では21.2%(11歳以上の人口ベースの研究 11歳以上の人口ベースの研究)、ブラジルの熱帯雨林では18.4%(人口ベース、年齢データなし)、サンパウロでは8.1%(人口ベース、平均年齢49.6歳)である[193]。このようなばらつきにより、研究間の推定値を単純に統合することは困難である。しかし、翼状片の有病率は中国各地でほぼ一定しており、約6%と推定されている。[196, 197]。ドイツのマインツ市およびその周辺地域(北緯50度)を対象とした集団ベースのコホート研究である「グーテンベルク健康調査」では、40~80歳の人々における翼状片の有病率は0.9%(95% CI 0.8–1.2)と推定され、非常に低いことが分かった[198]。翼状片の存在は、男性、高齢、アラブ・イスラム諸国、旧ソ連、旧ユーゴスラビアからの移住と関連していた。ロシアのウファ市とその周辺地域を含む、やや高緯度の地域では、都市部および農村部の多民族人口を含め、40歳以上の翼状片の有病率は2.3%(95% CI 2.0–2.7)であった[199]。翼状片のリスク因子は、農村居住、高齢、および教育水準の低さであった。
翼状片の発生率は、2件の縦断的研究で報告されている。翼状片ベルト(赤道を南北に走る緯度37度線で、翼状片が最も多い地域)に位置する南インドでは、年齢および性別を調整した発生率は、 15年間にわたる農村部の30歳以上の住民(n=2290)における10人年あたりの年齢および性別調整発生率は25.4(95% CI 24.8, 25.7)であった[201]。シンガポール眼疾患疫学研究における6年間の追跡調査では、40歳以上の成人6122人の全体的な発症率はかなり低かった(年齢調整6年間の発症率=1.2%、95% CI 1.0–1.6%)[202]。
翼状片のリスク要因に関するメタ分析では、眼の太陽光への曝露に関連するいくつかの要因が翼状片のリスクを高めることが判明した。その要因には、1日あたりの屋外での活動時間が5時間未満よりも多い場合(OR 1.24;95%CI 1.11-1.36)、または屋外での活動が多い職業に就いている場合(OR 1.46;95%CI 1.36,1.55)が含まれる。さらに、韓国国民健康栄養調査の調査結果を報告した最近の研究では、サングラスや帽子なしで1日平均5時間以上日光に当たっている女性は、5時間未満の日光に当たっている女性と比較して、翼状片のリスクが増加していることが分かった。(OR 1.47,95% CI 1.16–1.73)が、男性では認められなかった(OR 0.88,95% CI 0.70, 1.10)[190]。用量反応関係が明らかであり、屋外にいる時間が長いほどリスクが高かった。重要なのは、メタ分析において、サングラスを着用することで翼状片の発生リスクが約50%減少したことである(OR 0.47;95% CI 0.19–0.74) [193]。この発見を裏付けるものとして、オーストラリアの若年成人を対象とした縦断的研究では、屋外にいる時間の少なくとも半分はサングラスを着用することで、8年間にわたって、サングラスを全く着用しない場合やほとんど着用しない場合と比較して、紫外線暴露のバイオマーカーである結膜の紫外線蛍光面積が有意に減少したことが示されている[203]。
紫外線への曝露と眼内黒色腫の関連性眼内黒色腫は眼球内で発生する最も一般的ながんであるが、皮膚黒色腫と比較するとまれである。眼内黒色腫は主にぶどう膜および結膜に発生するが、ぶどう膜の黒色腫は結膜の黒色腫よりもはるかに多い。
日光への暴露、眼および皮膚の淡色の色素沈着、高緯度地域での居住は、皮膚のメラノーマと同様に、両方のタイプの眼内メラノーマのリスク要因としてしばしば報告されている。我々は以前、紫外線が眼内黒色腫の病因における役割に関する疫学的および遺伝学的証拠を評価し、結膜黒色腫とぶどう膜黒色腫の比較では、結膜黒色腫の方がより説得力のある証拠があることを明らかにした[177]。最近の遺伝学的研究では、眼内黒色腫と皮膚黒色腫の類似性を示すさらなる証拠が示され、紫外線への曝露が原因である可能性が示唆されている。ぶどう膜黒色腫と皮膚黒色腫における遺伝子変化を比較した研究では、紫外線による特徴的な突然変異を含む多くの共通した突然変異が示されており、一部のぶどう膜黒色腫は紫外線に依存している可能性があることが示唆されている。[204]。同様の研究では、結膜黒色腫の組織サンプルから、皮膚黒色腫で見られるものと同様の紫外線関連損傷と一致する遺伝子変化の証拠が示されている。[205]。
最近発表された眼内黒色腫の発生率データは、がん登録制度が確立している4つの先進国、すなわち米国、カナダ、オーストラリア、アイルランドから入手可能である(表11)。年齢調整発生率は、カナダの100万人当たり3.3人[206]からアイルランドの100万人当たり9.5人[207]までと幅があるが、年齢調整に用いた母集団や観察期間が異なるため、発生率を直接比較することはできない。米国では、1973年から2013年の間に、年齢調整罹患率は平均して年間0.5%増加した(p< 0.05) [208]。カナダでは、1992年から2010年の間にほとんど変化はなかった。[206]。オーストラリアでは、1982年から1993年にかけて年間2.5%の増加がみられ、その後1993年から2014年にかけて年間1.2%の減少がみられた[209]。 したがって、これらの国々では、眼内黒色腫の発生率は経時的に比較的一定に保たれており、皮膚黒色腫の発生率とは対照的である。
表1 先進国および地域における眼内黒色腫の年齢標準化発生率
研究 | 国/地域 | 期間 | 100万人年当たりの年齢標準化罹患率(95%信頼区間) |
---|---|---|---|
ぶどう膜黒色腫 | |||
Aronowら [208]。 | 米国 | 1973-2013 | 5.2(5.0、5.4)a |
Bailyら[207] ( Baily et al.) | アイルランド | 2010-2015 | 9.5(8.4、10.7)b |
Ghazawiら[206] ( Ghazawi et al.) | カナダ | 1992-2010 | 3.3(3.2、3.5)c |
ビーズリーら [209] (209) | オーストラリア | 1982-2014 | 7.6 (7.3, 7.9)d |
結膜黒色腫 | |||
Ghawaziら [210]。 | カナダ | 1992-2010 | 0.32 (0.28, 0.37)c |
Virgiliら[211]. | ヨーロッパ | 1995-2007 | 全体 0.42e。 |
Virgiliら[211]. | 北ヨーロッパ | 1995-2007 | 0.81 (0.59, 1.09)e |
Virgiliら [211] を参照。 | 英国およびアイルランド | 1995-2007 | 0.40 (0.36, 0.45)e |
Virgiliら[211]. | 中央ヨーロッパ | 1995-2007 | 0.59(0.51、0.68)e |
Virgiliら[211]. | 南ヨーロッパ | 1995-2007 | 0.35 (0.26, 0.47)e |
Virgiliら[211]. | 東ヨーロッパ | 1995-2007 | 0.27 (0.22, 0.33)e |
結膜黒色腫の発生率は、カナダおよびヨーロッパにおける発生率調査では、虹彩黒色腫と比較して大幅に低く、過去の調査結果を裏付ける結果となった。結膜黒色腫の年齢標準化発生率は、1992年から2010年の間、カナダでは100万人あたり年間0.32例(世界標準人口に年齢標準化)であったが、[210]、ヨーロッパでは100万人あたり年間0.42例(ヨーロッパ標準人口に年齢標準化)であった。[211]。
薬物による光毒性による眼への損傷多くの薬物が紫外線領域で吸収し、眼のさまざまな組織に影響を及ぼす光毒性副作用を持つ [212]。 例えば、シプロフロキサシンやノルフロキサシン(眼感染症の治療に使用される)などのフルオロキノロン系抗生物質は、UV-A放射線の存在下では、上皮細胞(細胞培養)や水晶体のタンパク質に損傷を引き起こす。これらの化合物を使用中に眼がUV-A放射に曝露されると、白内障の進行が早まる可能性がある[213]。ケトコナゾール、ジクロフェナク、スルファセタミドを含む点眼薬は、UV-A放射の存在下では毒性または刺激性を示すことが分かっている[214]。全身性薬剤に関連する皮膚の光感受性に対する認識が高まっている一方で、眼に関しては局所用薬剤と併用したUV-A放射への曝露に焦点が当てられているようである。眼は紫外線曝露による損傷を受けやすく、サングラスを着用することで明確な保護が得られることを考えると、眼に対する局所用および全身性薬剤の両方による潜在的な光感作をよりよく理解することが重要である。
紫外線による免疫抑制に関連する皮膚がん以外の有害性
全身感染症のリスクの増加とワクチン効果の低下 HartとNorval [12] は、急性または慢性的に日光に曝露した皮膚(例えば上腕部、筋肉内ワクチン接種によく用いられる部位)にワクチン接種を行うと、曝露していない皮膚(例えば臀部)に比べて免疫反応が弱くなる可能性があるという仮説を立てた。しかし、現時点ではこの仮説を裏付ける確証となる証拠はほとんどない。南アフリカの農村部の子どもを対象としたクラスター無作為化試験では、ワクチン接種者を太陽紫外線から保護する介入を行っても、麻疹の追加免疫後の抗体価の上昇にはつながらなかった[215]。しかし、新規抗原(ヤコウガイのヘモシアニン)に対する免疫反応を試験した小規模な臨床試験では、自然環境下での紫外線への高暴露は抗原特異的抗体価の変化とは関連していなかったものの、T細胞反応は減少していた[216]。紫外線への曝露による影響は、ワクチン接種に対する体液性(抗体)反応よりも細胞性反応に依存するワクチン、例えば結核に対するBCGワクチン(特に低緯度(紫外線量が多い)地域)では、より重要である可能性がある。
紫外線とウイルスの再活性化強い紫外線への曝露と単純ヘルペスウイルス1型(HSV)の再活性化との関連性、およびそれに伴う口唇ヘルペスの発症については、よく知られている([177]でレビューされている)。HSVに対するIgMクラスの抗体の存在は、最近におけるウイルスの活性、すなわち初感染または再発感染を反映している[217]。スウェーデンでの最近の研究では、抗HSV IgM 陽性の可能性は、夏には冬のほぼ2倍(オッズ比=平均MED差異につき1.99)であった(平均MED差異は9.967で、2093.1 J m-2に相当)。これは、口唇ヘルペスの発症の有無にかかわらず、紫外線によるHSVの再活性化と一致するものである[217]。
多発性硬化症(MS)、鼻咽頭がん、その他の疾患のリスクとの関連で、別のヘルペスウイルスであるエプスタイン・バー・ウイルス(EBV)に現在大きな関心が寄せられている。香港の最近の研究結果[218]では、個人の日焼けの程度が高いとEBVの再活性化と関連することが示唆されている。個人被ばく量の測定には、採血時の環境紫外線放射、血清25(OH)D濃度、および4つの人生期間(6~12歳、13~18歳、19~30歳、および募集前の10年間)における自己申告の日光被ばく時間(時間/日)が含まれた。 EBVの再活性化は、EBウイルスカプシド抗原(VCA)IgAに対する血清反応陽性として測定された。19~30歳および採用前の10年間の日光暴露時間(8時間以上対2時間未満、それぞれOR 2.44,95% CI 1.04–5。それぞれ、VCA-IgA 血清反応陽性(再活性化の証拠と推定される)のオッズ比は、19~30歳および入隊前10年間の日光暴露(8時間以上対2時間未満、OR 2.44,95%CI 1.04~5.73、OR 3.59,95%CI 1.46~8.77)と関連していた。EBウイルスの再活性化は、MSの再発の引き金となる可能性がある[219]。したがって、EBウイルスの再活性化につながる日光暴露の増加は、再発とも関連している可能性がある。しかし、過去の研究では、MS患者では(MS発症前の生涯にわたる)日光への曝露が多いほど再発が少ないことが示唆されている。[220]。とはいえ、日光への曝露の時間経過は重要である可能性がある。 人生の早い時期に日光への曝露が多いと、免疫学的機序によりMSの発症を予防する可能性があるが、EBウイルス感染後に日光への曝露が多いと、EBウイルスの再活性化により再発リスクが高まる可能性がある。 この仮説を検証できるデータセットが利用可能である。
水痘帯状疱疹ウイルスはヘルペスウイルスであり、初感染時には水痘、再活性化時には帯状疱疹を引き起こす。タイのデータを使用した最近の研究では、水痘および帯状疱疹の症例報告における季節変動が調査された[221]。水痘および帯状疱疹はともに強い季節性が見られた。水痘は11月と12月に発生が増加し、2月と3月にピークを迎えるという季節変動を示した(6月から10月にかけては谷が深い)。季節による影響の振幅は赤道に近づくにつれて減少した。帯状疱疹は5月から6月にピークを迎え、2月から3月にかけては浅い谷、10月から12月にかけては深い谷となった。この場合も、高緯度地域では季節サイクルがより顕著であった。帯状疱疹の再活性化の季節サイクルの主な要因は、環境中の紫外線放射の変化であったが、水痘の季節サイクルの要因ではなかった。これは、紫外線放射が帯状疱疹ウイルスの再活性化には影響するが、初感染には影響しないという事実と一致している。
紫外線照射のメリット
日光浴には数多くの利点があり、その多くは紫外線への暴露によって媒介され、一部は他の波長への暴露によって媒介される。人々はこれらの利点を得るために、屋外で安全に過ごすことができる必要がある。モントリオール議定書は、特に色白の人々が紫外線による皮膚や眼の疾患のリスクを著しく高めることなく屋外で過ごすことが非常に困難になるほど、環境中の紫外線の強度が増加するのを防ぎ、利点を得ることを可能にしたと考えられる。
屋外で過ごす時間や日光浴の健康効果
私たちは以前、自己免疫疾患や心臓血管疾患、近視、一部のがんに対する日光浴の健康効果の証拠について報告している[6]。紫外線への暴露の有益性に関するヒトを対象とした研究から質の高い証拠を導き出すのは困難である。その主な理由は、関連する期間における正確な暴露データを取得することが難しいからである。さらに、太陽光のどの波長が最も重要であるかを決定することは困難であり、さらに、太陽光への暴露によるあらゆる影響がビタミンD経路によるものなのか、それともビタミンD経路以外の経路によるものなのかを決定することも困難である。因果関係があるかどうか、つまり日光浴のリスクと利益のバランスを再考する必要があるかどうかを判断するには、疫学および機序研究における証拠の蓄積が必要である。[222]。最近の研究は主に横断的研究であり、日照時間 [223]、周囲の紫外線放射または場所 [224]、あるいは緑地面積の遠隔探知 [225]などの集団レベルの曝露を使用している。これらの研究から、緑地面積の割合が高いこと、日照時間が長いこと、あるいは個人の日光暴露レベルが高いことによる利点として、成人 [226] および小児 [225]の血圧低下、肥満 [223] およびうつ病 [227]の有病率低下が挙げられる。
米国の2189の施設で透析を受けている患者を対象とした大規模研究(n=342,457)では、クリニックの所在地における月平均の環境紫外線照射量は、月平均の透析前の収縮期血圧と線形の逆相関関係にあり、環境温度の調整後もその関係は変わらなかった[224]。その効果の大きさは、黒人よりも白人の方が大きかった。これらのデータは、スウェーデン南部におけるメラノーマに関する研究の新たな分析結果と一致している。この研究では、過去に受けた日光暴露が少ないまたは中程度であった女性(意図的な日光浴、日焼けマシンの使用、日照の多い休暇旅行に関する項目を盛り込んだアンケートで評価)は、日光暴露が多かった女性よりも、医師から降圧薬を処方されるリスクが高いことが判明した。この関連性は喫煙者、運動レベル、BMI、教育水準を調整した後も、その関連性は持続した(それぞれ、低および中程度の日光暴露に対する調整後オッズ比1.41,95% CI 1.3–1.6;調整後オッズ比1.15,95% CI 1.1–1.2)[228]。韓国の最近の研究では、長期的な狭帯域UV-B光線療法(100回以上)を受けた白斑患者では、心血管系(調整ハザード比(HR)0.68,95% CI 0.49–0.94)および脳血管系(調整HR 0.60,95% CI 3回未満の光線療法を受けた患者と比較すると、長期間のナローバンドUV-B光線療法(100回以上)を受けた白斑患者では、11年間の心血管系(調整ハザード比(HR)0.68,95% CI 0.49–0.94)および脳血管系(調整HR 0.60,95% CI 小規模な臨床試験を含む多くの証拠が蓄積されつつあり、それらによると、UV-A(およびおそらくUV-B)照射は、皮膚に蓄積された一酸化窒素の放出を通じて、血圧(および心血管疾患リスク)に影響を及ぼす可能性がある[230-232]。
複数の研究から、紫外線および/または高強度の可視光へのより高い暴露が近視のリスクを低減させるという説得力のある証拠が得られている。中国 [233]、オランダ [234]、オーストラリア [235]における縦断的コホート研究では、さまざまな指標を用いて測定した結果、幼少期に屋外で過ごす時間が長いほど、小児期および若年成人期における近視発症リスクが低下することが示されている。さらに、2件の研究では、幼少期に屋外で過ごす時間が長いほど、スクリーンを見る時間が長いことによる悪影響が軽減されることが分かった。[233, 234]。別の研究では、20歳から28歳までの近視発症リスクは結膜の自家蛍光が低いほど高いことが示されており、[236]、日光浴による保護効果が若年成人期まで継続する可能性を示唆している。シンガポール出生コホート研究における横断的分析では、屋外にいる時間が長いほど近視になる可能性が低いことが示されているが、光の強度や光にさらされるタイミングや頻度との関連性は認められなかった。[237]。別の研究では、緑地被覆率が高いことが近視の発生率の低下と関連していることが分かった。[238]。屋外で過ごす時間が長いことが近視の予防に役立つことは確立されていると思われるが、近視を最小限に抑えるための最適な暴露の詳細は完全に解明されていない。注目すべきは、紫外線への暴露が多いことの効果は、屋外で過ごす時間の長さによる焦点距離の変化の影響とは異なるようである。[239]。
ビタミンD(下記参照)によるもの以外に、多発性硬化症の発症と進行に対して屋外で過ごす時間や日光浴を多く行うことによる有益性があるかもしれないという証拠が現在ではかなり多く存在する。最近の多民族を対象とした症例対照研究では、白人集団において日光浴を多く行うことによる多発性硬化症発症リスクの保護効果が確認され、さらにこの有益性は黒人とヒスパニックにも明らかであることが示された[240]。一方、25(OH)D濃度が高いことの有益性は、米国の白人においてのみ明らかであった。これはおそらく、25(OH)D濃度は、より色白の人々において、最近の太陽への曝露をよりよく示す指標であるためである。カナダ、イタリア、ノルウェーにおける症例対照研究では、15歳までの間の日光曝露の蓄積モデルが、臨界期モデルよりも、成人期の多発性硬化症リスクに対する日光曝露の保護効果に最も適合することが示された[241]。重要なのは、夏に屋外で多くの時間を過ごす人々では、日焼け止めを使用しても多発性硬化症リスクに変化はなかったことである。これらの知見は、気候パターンの地理的差異、皮膚色素沈着、および文化的慣習を考慮した、バランスのとれた日光浴のメッセージを提供する必要性を強調している[241]。別のケースコントロール研究では、小児期の多発性硬化症発症リスクに対する、診断前の夏期または発症後1年間の屋外での長時間滞在、および周囲の紫外線放射量の増加による強い保護効果が示された[242]。
多発性硬化症に関しては、主に発症リスクに焦点が当てられてきた。しかし、多発性硬化症を発症する前の日光暴露の程度が高いこと、および診断後の日光暴露の増加は、診断後の病気の経過がより良好であることと関連しているという新たな証拠がある[220, 243] [244]。ただし、日光暴露は日光過敏性の遺伝子型を持つ多発性硬化症患者にとっては有害である可能性があるという証拠もある[243]。臨床分離症候群の人々を対象に、MS発症予防を目的としてナローバンドUV-B照射の試験を行ったところ [245]、光線療法を受けた人々では、対照群と比較してMSへの進行リスクが低いことが分かったが、この小規模な研究では統計的に有意な結果ではなかった。この臨床試験のデータの分析により、ナローバンド(311nm)UV-Bによって活性化されるいくつかの新しい可能性のある経路が明らかになった。これには、循環白血球数の一時的な変化[246]と炎症促進性サイトカインの産生[247]の両方が含まれる。使用された非太陽光スペクトルを考慮すると、これは治療環境に最も関連性が高いと考えられるが、この症状に対するUV-B放射の重要性を示す可能性がある。
また、幼少期に高強度の紫外線にさらされると、膵臓の自己免疫疾患である1型糖尿病の発症を予防できる可能性があるという最近の証拠もある。西オーストラリア州の29,078人の子供を対象としたデータ連結に基づくコホート研究(そのうち約6%が16歳までに1型糖尿病と診断された)では、高い環境(紅斑加重)紫外線放射は1型糖尿病発症リスクの低下と関連していたが、それは男性のみであり、また、生後3期および1年間の紫外線放射のみであった[248]。著者らは、因果関係を仮定して、生涯にわたる環境紫外線総量の増加100 kJ m-2につき、男性における1型糖尿病発症の相対リスクが29%減少すると結論付けた。
新たな証拠は、妊娠中の高い日光暴露が早産のリスクを低減する可能性を示唆している[249]。また、学習障害のリスクも低減する可能性がある[250]。しかし、出産前の高い環境温度は早産のリスクを高めることが分かっている[251, 252]。そのため、個人暴露や潜在的な交絡因子に関するデータが利用できない場合、分析が複雑になる。また、妊娠中の異なる時期に複数の環境暴露が作用している可能性を考慮する必要がある。妊娠中の個人の日光暴露が、その子供たちの健康のさまざまな側面に及ぼす影響を明らかにするには、さらなる研究が必要である。
皮膚を紫外線にさらすことは、おそらくケラチノサイトにおけるUV-B誘発性のDNA損傷に続くβ-エンドルフィンの放出により、幸福感を高める。これは、日焼けへの「中毒」に生物学的な裏付けを与える可能性がある。さらに、セロトニンは明るい日光に反応して脳内で生成される。[254]が、この経路は気分や季節性情動障害の季節変動にとって重要な可能性がある。観察研究では、日光への高暴露と抑うつ性障害のリスク低下との関連性が示されているが、これらの知見に対する説明としては、交絡や逆因果の可能性が考えられる。しかし、季節性情動障害などの障害の治療法として人工光線療法が確立されている。[255] ほか、最近の研究でも日光の有益性が確認されている。単盲検臨床試験では、少なくとも1カ月以上経過した脳卒中患者を対象に、台湾で晴天の日(最低10,000ルクス)に、日焼け止めを塗った前腕またはふくらはぎを最低30分間/日、4週間で合計14日間日光に当てる日光療法がうつ病に及ぼす効果を検証した。介入終了から1カ月後の検査では、対照(通常治療)群と比較して、太陽光療法を受けた群ではうつ病スコアが有意に減少したことが示された[256]。
日光浴の潜在的な利点と、関連する経路や波長について、より深く理解しようとする関心が高まっている。この情報は、害と利点をバランスさせるために、異なる集団に対して安全な日光浴に関する適切なメッセージを提供するために不可欠である。
ビタミンD
紫外線B波による日光浴の最もよく知られた効果は、おそらく皮膚におけるビタミンDの合成である。ほとんどの人々は食事から必要なビタミンDをほとんど摂取していないため、主にこの紫外線B波による合成に頼っている。
健康状態におけるビタミンDの役割ビタミンDは、筋骨格系の健康における役割で最もよく知られている。ビタミンDの状態は25(OH)Dの血中濃度によって定義され、濃度が50nmol L−1未満の場合、一般的にビタミンD欠乏とみなされる(特に断りのない限り、以下も同様)。この濃度で定義されるビタミンD欠乏は、60歳以上の人の大腿骨頚部骨折のリスク増加と関連している[257]。この関連性が因果関係によるものであると仮定すると、オーストラリアにおける65歳以上の成人に発生する大腿骨頚部骨折の約8%はビタミンD欠乏(25(OH)D<50 nmol L-1)に起因すると推定されている[258]。高齢者の転倒もまた、25(OH)D濃度<50 nmol L-1と関連している[259]。ビタミンDと筋骨格の健康との関連性が確立されているにもかかわらず、骨折や転倒を最小限に抑えるための最適な25(OH)D濃度は不明である。無作為化対照試験(RCT)のメタアナリシスでは、ビタミンDの補給はビタミンDが欠乏している人(50nmol L-1未満)のみに有益であるか、あるいは効果がないことが示されている[260][261]。米国におけるビタミンDおよびオメガ3試験では、ベースラインの25(OH)D濃度が50nmol L−1未満の人々を含め、高齢者にビタミンDを5年間補充しても骨折には何の利益ももたらさないことが分かったが、[262]、ビタミンD欠乏がより重度の人々における効果を評価するには、この試験では十分な力が発揮できなかった。これらの知見を総合すると、25(OH)D濃度が現在重度の欠乏と見なされる範囲(25nmol L−1未満)まで低下しない限り、転倒や骨折のリスクは増加しない可能性がある。
ビタミンDが他の健康状態に及ぼす影響の重要性については依然として不明である。観察研究は交絡や逆因果性に陥りやすい。これはメンデル型ランダム化(MR)研究(遺伝的に決定された25(OH)D濃度ではなく、測定された25(OH)D濃度と健康状態との関連性を調査する)によって克服できるが、ほとんどのMR研究では遺伝的に予測された25(OH)D濃度と疾患との非線形の関連性を考慮しておらず、重度のビタミンD欠乏の影響についてはほとんど言及していない。RCTは関連性の因果関係に関する追加情報を提供する。しかし、RCTでは、特定の集団における特定のサプリメントの用量と投与計画の効果を、一生のうちの一定期間にわたって検証する。したがって、RCTで効果が認められなかったとしても、因果関係がないことの証明にはならない。これらの注意点を踏まえた上で、以下に、いくつかの一般的な疾患状態に関する最近の証拠の要約を示す。
25(OH)D濃度の低さは、観察研究において一貫してうつ病リスクの増加と関連している[263]。MR研究では、この関連性は因果関係ではない可能性を示唆している[264, 265]。また、ビタミンDの適切な状態は、気分に重要な影響を与える太陽光の他の有益な波長への曝露の良好な指標である可能性が高い。RCTによるデータは、いくらか一貫性を欠いている。メタアナリシスでは、ビタミンDが否定的な感情に影響を与えることが明らかになったが、異質性がきわめて高かった。また、その効果は主にビタミンD欠乏症の人や研究開始時にうつ状態であった人に認められた[266]。これを裏付けるものとして、米国におけるベースラインでうつ状態ではない成人を対象とした非常に大規模な試験では、5年間のビタミンD補給による有益性は認められなかった[267]。
2型糖尿病(2型糖尿病)についても同様に一貫性のない結果が報告されている。観察研究のメタアナリシスでは、25(OH)D濃度が標準偏差(SD)で1高くなるごとに2型糖尿病リスクが20%低下することが分かった(p< 0.001)が、遺伝的に予測される1SDの上昇は2型糖尿病と有意な関連は認められなかった[268]。また、中国人の集団を対象としたMR研究でも、遺伝的に予測される25(OH)Dと2型糖尿病との関連性は認められなかった[269]。 2423人の糖尿病予備軍を対象に、1日あたり4000IUのビタミンDを約2.5年間投与したRCTでは、2型糖尿病発症率の統計的に有意な減少は認められなかったが、 ベースラインにおける平均25(OH)D濃度が十分な範囲(70 nmol L−1)にあり、参加者のうちビタミンD欠乏症(50 nmol L−1未満)は22%のみであった[270, 271]。2型糖尿病ではない人々を対象としたRCTのメタアナリシスでは、ビタミンDの補給は空腹時血糖値と空腹時インスリン値を有意に低下させたが、2型糖尿病の発症率全体や糖尿病予備群から2型糖尿病への進行には影響を及ぼさなかった[272]。観察研究における知見は、非ビタミンD経路の太陽への曝露を反映している可能性があり、25(OH)D濃度が高いことは、他の利点を得るために十分な太陽への曝露を受けたことを示す指標である。この仮説は、紫外線照射による皮膚からの一酸化窒素の放出が耐糖能異常および肝臓脂質蓄積の発症を抑制するというマウス研究によって支持されている[273]。
観察研究では、25(OH)D濃度と癌発生率との間に負の相関が常に認められているが、[274]、この結果に対する説明としては交絡や逆因果の可能性があり、これはMR研究 [275]やRCT [274] では支持されていない。しかし、ビタミンD補給が癌死亡率に有益な効果をもたらす可能性を示す証拠が現れつつある。[274]、[276]。
症例対照研究およびコホート研究では、25(OH)D濃度が低いと多発性硬化症のリスクが高まることが裏付けられている[277]。この関連性は、1型糖尿病[279]や炎症性腸疾患[278]などの他の自己免疫疾患ではあまり明確ではない。しかし、保護効果を示唆する結果はあるものの、信頼区間は広く、小さな効果は除外できない。感染症に関しては、観察研究 [280]、RCT [281]、MR研究 [282]により、25(OH)Dの低値は呼吸器感染症のリスクと重症度 [283]を高めることが示されている。
50万人以上の参加者を対象とした分析では、血清25(OH)D濃度と冠動脈性心疾患、脳卒中、全死因死亡率との間には非線形の関連があるという強い証拠が認められた。これはMR分析によっても裏付けられ、遺伝的に予測される25(OH)Dの低値に関連するリスクは、測定された25(OH)Dが40nmol L-1未満の人にのみ認められることが示唆された[284]。しかし、異なるモデル仮定を用いた最近の再分析(本論文の参考文献リストが確定した後に発表された)では、25(OH)D濃度に関係なく、遺伝的に予測された25(OH)Dと死亡率との間に有意な関連性は認められず、先の分析では不正確な結果が導き出された可能性があることが示唆された(https://www.pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36528346/)。
これらの知見を総合すると、ビタミンDは転倒や骨折以外にも、いくつかの健康状態に因果関係のある役割を果たしていることが示唆される。しかし、多くの国際機関が推奨している25(OH)Dの目標濃度50nmol L−1(284) を超える濃度に引き上げることを支持する強力な証拠はない。
ビタミンDの修正行動スペクトル行動スペクトルは、異なる波長の紫外線への曝露のリスクと利益を評価するために使用される生物学的加重関数である。 1982年に国際照明委員会(CIE)が作成した皮膚における前ビタミンD産生の行動スペクトルでは、297nmで最大効果を示し、315nm以上ではほとんど産生されないことが示された。しかし、これは生体外でのヒト皮膚の使用に基づいているため、その妥当性は疑問視されている。最近発表された研究では、生体内実験を用いて、ビタミンDの状態を決定する分子として認められている血清25(OH)Dの作用スペクトルを計算した[285]。作用スペクトルは短波長側に5nmシフトしており、CIE作用スペクトルは修正が必要である可能性を示唆している。しかし、このシフトの影響は、人工光源よりも自然光においてより関連性が低い可能性が高い[1]。したがって、日光への暴露による害と利益の比率を計算するための修正された作用スペクトルの影響を解明するにはさらなる研究が必要であるが、CIE作用スペクトルはリスクと利益の計算には十分である可能性が高い。
ビタミンD生成に対する衣類、日焼け止め、皮膚色素沈着の影響衣類は紅斑に対しては良好な防御効果をもたらすが、ビタミンD合成に対しては強い阻害効果がある。特に女性の場合、全身を覆う衣類は、日照量の多い多くの国々におけるビタミンD欠乏症の高い有病率の一因となっている可能性がある。最近の研究では、衣類が25(OH)D濃度に影響を与えることが確認されている[286, 287]。
日焼け止めは皮膚がんおよび前がん病変のリスクを低減し、世界的に日焼け対策の中心となっているが、日焼け止めを定期的に塗布するとビタミンD欠乏症のリスクが高まるのではないかという懸念が示されている。2件のレビューでは、そのようなことはないとしているが、[288, 289]、高SPFの日焼け止めを日常的に塗布することによる25(OH)D濃度への影響に関するRCTはない。これらのレビュー以降に行われた研究でも、日焼け止めを使用している人の方が使用していない人よりも25(OH)D濃度が高いことが示されている[290, 291]。これは、日焼け止めを使用している人の方が屋外で過ごす時間が長いことが原因である可能性が高いが、これらの研究は、日焼け止めを使用しても、屋外で過ごす時間を長くすることによるビタミンDの利点を排除することにはならないことを示唆している。
北欧諸国への移住者のうち、色黒の人は色白の人よりも25(OH)D濃度が低い傾向にある。これは、色黒の人の方が色白の人よりもビタミンDの生成が少ないことと、行動の違いが組み合わさった結果である可能性が高い。例えば、デンマーク人の色黒の人と色白の人を比較した観察研究では、色黒の人は色白の人よりも紫外線照射量が少なく、また、身体の表面積当たりの照射量も少ないことが分かった。紫外線曝露1ジュール当たりの25(OH)D濃度増加量には、わずかな差しか認められなかった(淡色=0.63nmol L−1 J−1;濃色=0.53nmol L−1 J−1)が、[292]、分析では、曝露した体表面積の増加に伴う25(OH)D濃度の比例的な反応が仮定されていたが、必ずしもそうとは限らない。実験的研究では、メラニンの阻害効果について矛盾する推定値が示されている。ある研究では、異なるタイプの皮膚を持つ人々を対象に、太陽光シミュレーターによる紫外線照射を5回連続して全身に亜紅斑量照射した際の25(OH)D濃度への影響を調べた[293]。非常に色白の人と非常に色黒の人を比較したところ、メラニンの阻害因子は約1.3と推定された。これに対し、太陽シミュレーターによる照射量を最小紅斑量の関数として与えた研究(すなわち、より色黒の人にはより高い線量を照射)では、紫外線は一般的に露出する皮膚部位のみに照射され、メラニン抑制因子は約8と推定された[294]。この問題は、色黒の人々に対する公衆衛生上の助言に影響を与えるため、解決する必要がある。
ビタミンD欠乏症の有病率ビタミンD欠乏症は世界中の多くの地域で蔓延している。しかし、多くの研究で信頼性の低い検査法が用いられているため、正確な推定値を得ることは困難である。欠乏症の有病率は、欠乏症の定義に用いられる25(OH)D濃度や、サンプル採取時期にも左右される。これらのデータを解釈する際には、これらの要因を考慮する必要がある。図5(詳細データはオンラインリソース表1を参照)は、国内調査(ただし、国際標準参照法に標準化されていないさまざまな検査法を使用)および最近のいくつかの集団調査から得られたビタミンD欠乏症(25(OH)D濃度<50 nmol L-1)の有病率を示している。これらの有病率調査の結果は、世界の多くの地域でビタミンD欠乏症が明らかに高い有病率であることを強調している。モントリオール議定書の下で成層圏のオゾンが回復したことにより、高緯度地域におけるUV-B放射は減少すると予測されているが、[1]、これはビタミンD欠乏症の蔓延を増加させる可能性がある。この影響は、気候変動による温暖化によって屋外にいる時間が長くなることで緩和される可能性がある。ドイツの研究では、2つの極端な夏(2018年と2019)における25(OH)D濃度が、その前の4年間の夏と比較して有意に高かったことが示されている[295]。しかし、すでに気温が高い低緯度地域では、気候変動による温暖化により屋外で過ごす時間が減り、特に都市部の人口においてビタミンD欠乏の問題が悪化する可能性がある。
気候変動、成層圏オゾンの減少、および人間の健康
以前の評価[79]では、気候変動、成層圏オゾンの減少と回復、および人間の健康との関連を総合的にレビューした。この4年間、このテーマに関する発表はほとんどない。気候変動が人間の健康に及ぼす影響に関するIPCC第2作業部会の第6次評価報告書では、皮膚がんやその他の紫外線による健康への影響については言及されていない。今後数年の環境紫外線放射量の予測[1]によると、成層圏オゾンの回復に伴い、北半球の中緯度地域ではUVIが2~5%減少、南半球の中緯度地域では4~6%減少、熱帯地域では変化なしと予測されている。成層圏オゾンの回復に伴い、南半球の高緯度地域(南緯60度以上)ではUVインデックスが大幅に減少すると予測されているが、この地域には定住人口はいない(南米アルゼンチンのウシュアイアは南緯55度である)。しかし、毎年夏期に南極を訪れる観光客の数が増加していること(近年ではシーズンあたり約17万人[296])や、基地のスタッフや研究者もいることから、UVインデックスの変動が激しくなり、UVインデックス14に達する[1]可能性もあり、健康へのリスクが懸念される。成層圏オゾンの回復効果に加え、雲量の減少により、1998年から2016年のデータ(中緯度4地点:ラウダー(ニュージーランド)、テーブルマウンテン(南アフリカ)、オート・プロヴァンス(フランス)、ホーエンピーセンベルク(ドイツ)および熱帯高地1地点:マウナロア(ハワイ)に基づき、2050年から10年ごとにDNA加重紫外線レベルが1.3%増加すると予測されている。16年の中緯度地域4地点(ラウダー、ニュージーランド;テーブルマウンテン、南アフリカ;オート・プロヴァンス、フランス;ホーエンペッシンベルク、ドイツ)と熱帯高地1地点(マウナロア、ハワイ)のデータに基づく[297]。
ピアチェンティーニ氏とその同僚は、以前の分析[298]をさらに発展させ、紫外線発癌性に対する温度修正(「有効発癌性」)を適用し、異なる気候変動シナリオ(RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0、RCP 8.5)の下で周囲温度が上昇した場合に、現在から次の世紀にかけての KCの発生率を推定した[299]。このモデルでは、2100年のSCCの発生率は5.8%、10.4%、13.8%、21.4%(各RCPの場合)増加し、BCCについては2.1%、4.9%、6.5%、9.9%増加すると予測されている。このモデルでは、紫外線量の変化(成層圏オゾンや雲量の変化による)や、気温に関連した日光浴行動の変化は考慮されていない。
知識のギャップ
文献の評価を行う中で、以下の知識のギャップが明らかになった。
- モントリオール議定書の利益をより正確に定量化するには、動的モデリングが必要である。各国における皮膚がんの傾向は、おそらく以下の要因の組み合わせによるものである。(1) 移民パターン、すなわち皮膚タイプの分布の変化、(2) 娯楽や職業上の曝露の変化、(3) 住民に日焼け防止行動を取るよう促すための協調的な取り組み、(4) 監視習慣の変化、これは過剰診断につながる可能性がある。 重要なのは、いかなる予測も、気候変動が人間の行動に及ぼす影響を考慮する必要があるということだ。気候変動は、紫外線曝露の要因としてますます重要になってくるだろう。
- 紫外線に関連する健康状態の有病率を推定するには、より優れた方法が必要である。内因性癌や黒色腫以外の皮膚癌については、地域住民を対象とした登録制度が欠如しているため、日光への曝露に関連する皮膚癌を含む疾患の人口発生率や有病率を推定することは極めて困難である。この問題を解決する一つの方法として、データ連携の力を活用することが考えられるが、医療制度において発生頻度の低い疾患の負担を過小評価する可能性があることを認識しておく必要がある。
- 最小限の害しか与えない紫外線放射の量とパターンを定義するための光生物学的研究が必要である。現在、皮膚や目に最小限の害しか与えない紫外線放射の量や照射パターンは知られていない。これに関連して、過剰照射の定義は曖昧であり、一部の状況では、日焼けが過剰照射の唯一の関連指標とみなされている。この問題に対する理解が深まれば、日光照射の有益性と有害性のバランスを取ったメッセージを開発できるようになるだろう。
- 光感受性医薬品の使用に関連する問題の程度を解明する必要がある。光感受性医薬品は皮膚や目に損傷を与える可能性がある。しかし、特に目に関する問題の程度は不明である。
- 紫外線への曝露の有益な効果をよりよく理解するための研究が必要:皮膚や眼を太陽に曝露することは、ビタミンDの生成を介するもの以外にも有益な効果をもたらす可能性が高い。しかし、有益な効果の証拠やそのメカニズムは成熟しつつあるものの、まだ初期段階にある。有益な効果を明確に定義した非ビタミンDバイオマーカーが必要であり、それによって有益な効果をもたらすために必要な曝露量や曝露パターンとともに、そのメカニズムを特定するための研究を実施することができる。
- 害を最小限に抑え、利益を最大限に引き出すために個人の日光暴露を導く公衆衛生メッセージには、紫外線放射の相対的有効線量についてより詳細な情報が求められる。特に、より広い体表面積に対するより少量の紫外線放射のリスクと害のバランスに対する影響を定量化する必要がある。例えば、体表面積の5%と85%に紫外線を照射した場合の効果を比較すると、25(OH)D濃度に直線的な増加が見られない可能性があることが示唆されるが、両極端な数値間のパーセンテージに関する情報はほとんどない。
- 現在の公衆衛生に関するメッセージは、色素沈着が軽い人々を対象としているが、色素沈着が濃い肌に対する紫外線照射の害と有益性については不明である。色素沈着が濃い肌の人々では、皮膚がんはまれであるが、ビタミンD欠乏症は一般的である。皮膚のメラニンは、UV-Bによる害(DNA損傷など)から皮膚を保護し、ビタミンDの生成を減少させるが、これらの事象が起こるUV放射線量は定量化する必要がある。さらに、ビタミンD生成の作用スペクトルは皮膚のタイプによって異なる可能性があるが、これは現在知られていない。これらの疑問を解決することは重要であり、国内における人口の多様性の高まりを認識した、根拠に基づくメッセージの開発を可能にする。
結論
紫外線への曝露には、多くの害と利益がある。モントリオール議定書は、UV-B放射の大幅な増加を防止することで、持続可能な開発目標(SDG)3(あらゆる年齢のすべての人々の健康的な生活を確保し、福祉を促進する)に沿って、多くの健康被害を回避してきた。さらに、紫外線への曝露による悪影響のコストは高く、増加しており、職業上の曝露はかなりの経済的負担となっている。モントリオール議定書は、屋外で働く人々を保護する役割を果たしており、持続可能かつ包括的な経済成長、完全かつ生産的な雇用、ディーセント・ワーク(働きがいのある人間らしい仕事)を促進するというSDG8の目標とも一致している。
モントリオール議定書は、紫外線放射の大幅な増加を回避するだけでなく、太陽光への暴露の害と利点に関する研究を促進してきた。その結果得られた知識により、日焼け対策の戦略を活用することで、皮膚や目に対する害を改善することが可能になった。皮膚に関しては、特に色素が薄い肌の人の場合、このことが重要であり、一部の国々では若い年齢層における皮膚がんの発生率が横ばい傾向にあることがそれを示している。目に関しては、レンズ交換手術を受けられないために、白内障による失明が途上国の人々に不均衡に影響を与えている。こうした多様な影響は、SDG 10(国内および国家間の不平等を削減する)と一致している。
弊害とともに、その有益性に対する認識が高まっていることも、公衆衛生や臨床実践に役立っている。色素沈着が軽い人々にとっては、これは日光暴露のリスクと有益性のバランスを取るための戦略を支えるものである。色素沈着が深い人々にとっては、日光暴露の重要性に関する知識は、周囲の紫外線放射が低い地域に住む人々にとって特に重要である。なぜなら、ほとんどの人々(炎症性皮膚疾患のリスクがある人を除く)にとって、日光暴露の有益性は弊害を上回る可能性が高いからである。
結論として、太陽への露出は地球上の人間の生命にとって不可欠である。モントリオール議定書とその改正は、環境中のUV-B放射の大幅な増加を防いできた。これにより、有害な影響が緩和されるとともに、太陽への露出による有益な効果を得ることが可能となり、健康と経済の両面で世界的に重要な役割を果たしている。
謝辞
招集された著者会議には、UNEP/オゾン事務局から多大な貢献があった。SNBとRAIの研究は、ニール・アンド・ノーマ・ヒル財団の支援を受けた。RAIはオーストラリア大学院生奨学金の受給者である。LERはNIHRマンチェスター生物医学研究センターの支援に感謝する。本論文の査読者である同僚の方々の有益な報告に感謝いたします。Auroop Ganguly、Ann Webb、Arjan Van Dijk、Craig Sinclair、David Whiteman、Emilie van der Venter、Joan Roberts、Julie Newton-Bishop、Margaret Karagas、Pelle Lindqvist、Peter Phillipsen、Philippe Autier、Prue Hart、Reza Ghiasvand、Richard Weller、Rubén Piacentini。
著者による貢献
すべての著者が構想と評価に貢献し、内容の大幅な修正を行った。
資金
CAULおよびその加盟機関によるオープンアクセス資金により、本研究は実施された。オープンアクセスはオーストラリアのクイーンズランド大学により資金提供された。
データの入手可能性
本論文で使用された世界がん観測所(GCO)のデータは一般公開されている。その他のデータは使用されていない。
利益相反
著者は利益相反がないことを宣言する。
脚注
125(OH)Dは、ビタミンDの状態を測定するために測定される代謝物である。
2 2022年10月12日に行われた、元の値が他の通貨であるすべての値のユーロへの換算。
3 Fitzpatrickの肌タイプ:タイプ1:色白で、常に日焼けするが、黒くはならない;タイプ2:色白で、通常は日焼けするが、黒くなることはほとんどない;タイプ3:白い肌で、時々日焼けし、ほどほどに黒くなる;タイプ4:オリーブ色がかった薄茶色の肌で、めったに日焼けせず、ほどほどに黒くなる;タイプ5:中程度の茶色の肌で、めったに日焼けしない;タイプ6:濃い茶色から黒色の肌で、めったに日焼けしない。