Coban và ung thư: Phơi nhiễm và nguy cơ ung thư phổi

Trang này dành cho người lao động, bệnh nhân có bộ phận cấy ghép kim loại, và bất kỳ ai tò mò về coban và ung thư. Trang nói về nơi coban được sử dụng, cách các cơ quan liên bang và quốc tế phân loại coban, và các giới hạn phơi nhiễm tại nơi làm việc.

Một kim loại trong dụng cụ, động cơ phản lực và pin

Coban là một kim loại cứng, màu bạc. Số nguyên tử của nó là 27 và số CAS là 7440-48-4. Coban được khai thác như một sản phẩm phụ của quặng đồng, niken, kẽm, chì và bạch kim. Theo hồ sơ năm 2016 của NTP, Hoa Kỳ đã hơn 30 năm không khai thác coban, và năm 2012 Hoa Kỳ gần như không tinh luyện chút nào.

Mức sử dụng tại Hoa Kỳ năm 2012 vào khoảng 8,420 tấn. Phân bổ như sau:

• Siêu hợp kim, chủ yếu cho động cơ phản lực và tua-bin: 48.0 phần trăm.
• Hóa chất và gốm sứ, gồm thuốc màu, chất làm khô sơn và chất xúc tác: 27.3 phần trăm.
• Cacbua thiêu kết, vật liệu cứng làm dụng cụ cắt: 9.2 phần trăm.
• Các hợp kim khác, gồm loại có từ tính và loại chống mài mòn: 8.3 phần trăm.
• Thép: 6.5 phần trăm.

Trên toàn thế giới, công dụng lớn nhất là làm điện cực pin sạc. Điều đó bao gồm các pin lithium-ion trong điện thoại, máy tính xách tay và xe điện.

Hai danh mục của liên bang, không phải một

Báo cáo về các chất gây ung thư (Report on Carcinogens) là danh mục của liên bang do Chương trình Độc chất học Quốc gia (NTP) lưu giữ. Coban xuất hiện hai lần, thành hai mục riêng, và sự khác biệt này quan trọng.

Mục thứ nhất gồm coban và các hợp chất coban giải phóng ion coban bên trong cơ thể. Các chất này "được dự đoán một cách hợp lý là chất gây ung thư cho người". Đó là mức thấp hơn trong hai mức của NTP (Chương trình Độc chất học Quốc gia). Danh mục này có từ Báo cáo lần thứ Mười bốn năm 2016 và thay thế một danh mục cũ, hẹp hơn, chỉ có coban sulfat. Danh mục dựa trên bằng chứng đầy đủ ở động vật cộng với dữ liệu về cơ chế.

Cách diễn đạt này có chủ ý. NTP kết luận rằng việc giải phóng ion coban trong cơ thể là bước then chốt. Các hợp chất tan trong nước giải phóng ion bên ngoài tế bào, rồi các ion đi vào qua các kênh trên màng tế bào. Các hạt coban ít tan thì đi theo con đường khác. Tế bào nuốt nguyên hạt vào lysosome, các ngăn tái chế có tính axit, nơi các hạt tan ra và giải phóng ion bên trong tế bào. Dù theo cách nào, chính ion coban gây ra tổn hại.

Mục thứ hai gồm bột cacbua vonfram-coban và các hợp kim cứng. Các chất này cũng "được dự đoán một cách hợp lý là chất gây ung thư cho người", nhưng vì một lý do khác. Ở đây bằng chứng đến từ con người.

Các nghiên cứu về công nhân hợp kim cứng cho thấy gì

Hợp kim cứng là một vật liệu tổng hợp. Các hạt cacbua vonfram được kết dính với bột coban và ép thành khối rắn ở nhiệt độ cao, một quá trình gọi là thiêu kết. Các loại thương mại có từ 50 đến 97 phần trăm cacbua vonfram và từ 3 đến 16 phần trăm coban. Khoảng 70 phần trăm sản lượng được dùng làm dụng cụ cắt và 30 phần trăm làm các chi tiết chống mài mòn cho ngành khai thác mỏ và mài.

NTP dựa vào ba phát hiện từ các nghiên cứu về người lao động để đưa ra danh mục:

• Số ca tử vong do ung thư phổi luôn cao hơn ở công nhân sản xuất hợp kim cứng.
• Nguy cơ cao hơn ở những công nhân phơi nhiễm nhiều hơn.
• Mô hình liên quan giữa mức phơi nhiễm và kết quả không thể được giải thích bằng việc hút thuốc lá.

NTP cũng nói rõ giới hạn của bằng chứng đó. Dữ liệu còn hạn chế vì có ít nghiên cứu trên các nhóm dân số độc lập.

Vì sao hỗn hợp có tác hại nặng hơn từng thành phần

Các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm cho thấy cacbua vonfram-coban độc hơn đối với tế bào so với bột coban hoặc cacbua vonfram riêng lẻ. NTP mô tả một phản ứng bề mặt giữa hai loại hạt. Cacbua vonfram không phản ứng với oxy, nhưng dẫn điện tử rất tốt. Khi hai loại nằm cạnh nhau, các điện tử di chuyển từ coban sang bề mặt cacbua. Điều đó làm tăng tốc quá trình khử oxy và tạo ra nhiều gốc oxy phản ứng hơn, tức là những phân tử không bền làm hỏng DNA.

Cùng hỗn hợp này gây ra một bệnh phổi mà riêng coban không gây ra. Bệnh được gọi là bệnh hợp kim cứng. Dưới kính hiển vi, bệnh biểu hiện là viêm phổi kẽ tế bào khổng lồ, và có thể tiến triển thành xơ phổi, nghĩa là sẹo vĩnh viễn. Đó là một bệnh riêng biệt, không phải ung thư.

IARC đã quyết định gì vào năm 2023

IARC đã xem xét lại coban trong Tập 131, công bố năm 2023. IARC không đưa ra một kết luận duy nhất. IARC đưa ra sáu kết luận, vì các hợp chất coban khác nhau có hành vi khác nhau.

• Kim loại coban, không có cacbua vonfram hoặc các hợp kim khác: Nhóm 2A, có khả năng gây ung thư cho người.
• Các muối coban(II) hòa tan: Nhóm 2A.
• Coban(II) oxit: Nhóm 2B, có thể gây ung thư cho người.
• Coban(II,III) oxit: Nhóm 3, không thể phân loại.
• Coban(II) sulfua: Nhóm 3.
• Các hợp chất coban(II) khác: Nhóm 3.

Với kim loại coban, IARC đặt nhóm 2A dựa trên bằng chứng đầy đủ từ các nghiên cứu ở động vật và bằng chứng mạnh về cơ chế. Nhận định này không dựa vào dữ liệu ung thư ở người.

Khớp háng nhân tạo, và một khoảng trống cần nói thật

Các hợp kim chứa coban được dùng trong phẫu thuật thay khớp. Xét nghiệm nước tiểu cho thấy rõ quy luật. Mức coban cao nhất gặp ở công nhân bị phơi nhiễm và ở những người có khớp háng nhân tạo bị hỏng. Mức thấp hơn ở những người có bộ phận cấy ghép ổn định, và thấp nhất ở người dân nói chung. Để so sánh, mức coban trong nước tiểu trung bình của dân số chung Hoa Kỳ nằm trong khoảng từ 0.316 đến 0.391 microgam trên lít trong dữ liệu khảo sát quốc gia năm 1999 và 2014.

Về nguy cơ ung thư từ bộ phận cấy ghép, NTP không tuyên bố là biết. NTP viết rằng không thể tính được nguy cơ ung thư định lượng từ ion coban do các bộ phận cấy ghép phẫu thuật giải phóng, vì cả các nghiên cứu ở động vật về bộ phận cấy ghép hợp kim coban lẫn các nghiên cứu ở bệnh nhân đều có những hạn chế thật sự. NTP cũng lưu ý rằng, trong những trường hợp hiếm, mức coban cao từ các bộ phận cấy ghép bị hỏng có thể liên quan đến nhiễm độc. Các câu hỏi về bộ phận cấy ghép của quý vị nên hỏi bác sĩ phẫu thuật hoặc đội ngũ chăm sóc sức khỏe.

Vitamin B12 không có trong danh mục này

Coban nằm ở trung tâm phân tử vitamin B12, và B12 là thiết yếu. NTP đã ghi một điều khoản loại trừ rõ ràng vào danh mục. Vitamin B12 không đáp ứng tiêu chí, vì nó không giải phóng ion coban. Nó đi qua cơ thể còn nguyên vẹn, gắn với các protein vận chuyển đặc hiệu. Coban trong thực phẩm và các viên bổ sung B12 không phải là đối tượng của các danh mục này.

Các con số tại nơi làm việc

• Giới hạn phơi nhiễm cho phép của OSHA: 0.1 mg/m3 đối với kim loại coban, bụi và khói, tính trung bình 8 giờ. NTP lưu ý giới hạn này được lấy từ một hướng dẫn năm 1968 ngay sau khi OSHA được thành lập, và cảnh báo rằng nó "có thể không phản ánh bằng chứng khoa học mới nhất và có thể không bảo vệ đầy đủ sức khỏe người lao động".
• Giới hạn phơi nhiễm khuyến nghị của NIOSH: 0.05 mg/m3.
• Giá trị giới hạn ngưỡng của ACGIH: 0.02 mg/m3 đối với coban và các hợp chất vô cơ. Mức này thấp hơn quy định của OSHA năm lần.
• Chỉ số phơi nhiễm sinh học của ACGIH: 15 microgam coban trên lít nước tiểu. Khác với giới hạn trong không khí, chỉ số này đo lượng thực sự đã vào cơ thể người lao động.

Các công việc có phơi nhiễm thực sự thì cụ thể: sản xuất hợp kim cứng, mài sắc và mài dụng cụ, tinh luyện coban, đánh bóng kim cương, và một số công việc về pin và thuốc màu. NTP mô tả việc mài và mài sắc các sản phẩm hợp kim cứng thiêu kết là một công đoạn khiến công nhân tiếp xúc với bụi coban.

Nếu đây là nghề của quý vị, có hai điều đáng nêu ra. Hãy hỏi về theo dõi sinh học, chứ không chỉ lấy mẫu không khí, vì xét nghiệm nước tiểu phản ánh liều mà cơ thể quý vị đã hấp thụ. Và hãy mô tả chi tiết công việc cho bất kỳ bác sĩ nào đánh giá tình trạng ho hoặc khó thở của quý vị. Hãy báo ngay cho bác sĩ nếu quý vị khó thở nặng hoặc đau ngực, và hãy gọi 911 nếu triệu chứng xảy ra đột ngột hoặc quý vị không thở được. Trang của chúng tôi về ung thư phổi nói về cách các triệu chứng ở phổi được đánh giá, và các chất gây ung thư tại nơi làm việc (bằng tiếng Anh) giải thích cách các phơi nhiễm nghề nghiệp được phân nhóm và ghi nhận.

Nguồn

• IARC Monographs volume 131: Cobalt, Antimony Compounds, and Weapons-grade Tungsten Alloy (2023)
• NTP Report on Carcinogens: cobalt