钴与癌症：暴露与肺癌风险
钴是什么、工人如何暴露、疑似的肺癌关联，以及暴露如何被控制——基于IARC和NTP。
钴金属用于硬质合金、电池和合金，被IARC归类为对人类很可能致癌。工人方面的证据集中在硬质合金制造业中的肺癌。维生素B12被明确排除在联邦名单之外。
本页面向工人、体内有金属植入物的患者，以及任何对钴与癌症感到好奇的人。内容包括钴的用途、联邦和国际机构如何对它分类，以及工作场所的暴露限值。
工具、喷气发动机和电池中的金属
钴是一种坚硬的银色金属。其原子序数为27，CAS号为7440-48-4。它是作为铜、镍、锌、铅和铂矿石的副产品开采的。截至NTP 2016年的概述，美国已有30多年没有开采过钴，2012年美国几乎没有精炼任何钴。
2012年美国的用量约为8,420公吨。具体构成如下：
- 高温合金，主要用于喷气发动机和涡轮机：48.0%。
- 化学品和陶瓷，包括颜料、油漆催干剂和催化剂：27.3%。
- 硬质合金（烧结碳化物），即坚硬的切削工具材料：9.2%。
- 其他合金，包括磁性和耐磨牌号：8.3%。
- 钢材：6.5%。
在全球范围内，单项最大的用途是可充电电池的电极，包括手机、笔记本电脑和电动汽车中的锂离子电池。
两个联邦名单条目，而不是一个
《致癌物报告》是由美国国家毒理学计划（NTP）维护的联邦名单。钴在其中出现了两次，是两个独立的条目，其区别很重要。
第一个条目涵盖钴以及在体内释放钴离子的钴化合物。这些被列为“可合理预期为人类致癌物”。这是NTP（美国国家毒理学计划）两个级别中较低的一级。该列入始于2016年的第十四版报告，取代了此前对硫酸钴更窄的列入。它依据的是动物中的充分证据加上机制数据。
措辞是有意为之的。NTP得出的结论是，在体内释放钴离子是关键步骤。可溶于水的化合物在细胞外释放离子，离子随后通过细胞膜上的通道进入细胞。难溶的钴颗粒走的是另一条路径：细胞把它们整个吞入溶酶体，也就是酸性的回收隔室，颗粒在那里溶解并在细胞内释放离子。无论哪种方式，造成损害的都是钴离子。
第二个条目涵盖钴-碳化钨粉末和硬质合金。它们同样被列为“可合理预期为人类致癌物”，但原因不同。这里的证据来自人群。
硬质合金工人研究显示了什么
硬质合金是一种复合材料。碳化钨颗粒与钴粉末粘结在一起，在高温下压制成固体，这个过程称为烧结。商业牌号中碳化钨含量为50%至97%，钴含量为3%至16%。大约70%的产品用于切削工具，30%用于采矿和研磨的耐磨部件。
NTP根据工人研究中的三项发现作出列入：
- 硬质合金制造业工人死于肺癌的人数一直较高。
- 暴露较高的工人风险更高。
- 这种暴露与反应的模式无法用吸烟来解释。
NTP也明确指出了这一证据的局限：由于对独立人群的研究很少，数据是有限的。
为什么混合物比其组成部分更糟
实验室研究显示，钴-碳化钨对细胞的毒性大于单独的钴粉末或碳化钨。NTP描述了两种颗粒之间的表面反应。碳化钨不与氧气反应，但能很好地导电。当两者放在一起时，电子从钴转移到碳化物表面。这加速了氧的还原，产生更多的活性氧，也就是损伤DNA的不稳定分子。
同样的混合物还会引起一种单独的钴不会引起的肺病，称为硬质合金病。在显微镜下表现为巨细胞间质性肺炎，并可能进展为肺纤维化，即永久性瘢痕。这是一种与癌症不同的疾病。
IARC在2023年的决定
IARC在2023年出版的第131卷中重新审查了钴。它没有给出一个结论，而是给出了六个，因为不同的钴化合物表现不同。
- 钴金属，不含碳化钨或其他合金：2A类，对人类很可能致癌。
- 可溶性钴(II)盐：2A类。
- 氧化钴(II)：2B类，对人类可能致癌。
- 氧化钴(II,III)：3类，无法分类。
- 硫化钴(II)：3类。
- 其他钴(II)化合物：3类。
对于钴金属，IARC的2A类依据的是动物研究的充分证据和有力的机制证据。这一结论并不依赖人类癌症数据。
髋关节植入物，以及一个坦诚的空白
含钴合金用于关节置换。尿液检测清楚地显示了这种模式：钴水平最高的是暴露的工人和髋关节植入物已失效的人。植入物稳定的人水平较低，普通公众最低。作为对照，1999年和2014年全国调查数据中，美国普通人群的尿钴平均值在每升0.316至0.391微克之间。
关于植入物带来的癌症风险，NTP并没有声称自己知道。它写道，无法得出手术植入物释放的钴离子带来的定量癌症风险，因为钴合金植入物的动物研究和患者研究都存在实际的局限。NTP还指出，在罕见情况下，失效植入物导致的高钴水平可能与毒性有关。关于植入物的问题，应当向外科医生或医疗团队提出。
维生素B12不在这份名单上
钴位于维生素B12分子的中心，而B12是必需的。NTP在列入条目中明确写入了排除条款。维生素B12不符合标准，因为它不释放钴离子。它与特定的载体蛋白结合，完整地在体内运行。食物中的钴和B12补充剂不是这些列入条目所针对的对象。
工作中的数字
- OSHA容许暴露限值：钴金属、粉尘和烟雾为0.1 mg/m3，按8小时平均值计算。NTP指出，该限值是OSHA成立后不久，从1968年的一项指南采用而来的，并警告说它“可能没有反映最新的科学证据，也可能不足以保护工人健康”。
- NIOSH推荐暴露限值：0.05 mg/m3。
- ACGIH阈限值：钴和无机化合物为0.02 mg/m3。这比OSHA规定低五倍。
- ACGIH生物暴露指数：每升尿液15微克钴。与空气限值不同，这测量的是工人实际吸收了多少。
真正存在暴露的工作是特定的：硬质合金生产、工具磨锐和研磨、钴精炼、钻石抛光，以及一些电池和颜料工作。NTP描述，研磨和磨锐烧结硬质合金产品是让工人接触钴粉尘的一个步骤。
如果这是您的行业，有两件事值得提出。要询问生物监测，而不只是空气采样，因为尿液检测反映的是您自己吸收的剂量。并且，在任何医生评估咳嗽或呼吸急促时，请详细描述您的工作。如果有严重的呼吸困难或胸痛，请立刻告诉医生；如果是突然发生的，或者您喘不上气，请拨打911。我们关于肺癌的页面介绍了肺部症状如何检查，工作中的致癌物 （英文）解释了职业暴露如何分组和记录。