大氣顆粒物對(duì)妊娠和胎兒發(fā)育的影響

最新：大氣顆粒物對(duì)妊娠和胎兒發(fā)育的影響前言大氣污染對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有多方面的負(fù)面影響，其中最直接、最嚴(yán)重的是對(duì)暴露人群的危害。因此，大氣污染的健康效應(yīng)研究是大氣污染相關(guān)研究中最為重要的環(huán)節(jié)。大氣顆粒物(particulatematter，PM)是大氣污染物中對(duì)健康影響最顯著的成分。鑒于孕婦及胎兒是大氣污染不良效應(yīng)的易感群體，現(xiàn)對(duì)PM對(duì)妊娠和胎兒發(fā)育影響的研究進(jìn)展進(jìn)行簡要介紹。一、概述PM及其現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)PM是大氣中細(xì)小固態(tài)和液態(tài)顆粒物的總稱。一般把空氣動(dòng)力學(xué)直徑<10.0m、可進(jìn)入并滯留于呼吸道內(nèi)的PM統(tǒng)稱為可吸入顆粒物(inhalableparticulatematter，PM10)。按空氣動(dòng)力學(xué)直徑的不同范圍，可再將PM10細(xì)分為粗顆粒物(coarseparticulatematter，PM10-2.5)，指PM的空氣動(dòng)力學(xué)直徑〉2.5-<10.0m;細(xì)顆粒物(fineparticulatematterPM2.5)，指PM的空氣動(dòng)力學(xué)直徑>0.1<2.5m;超細(xì)顆粒物(ultrafineparticles指PM的空氣動(dòng)力學(xué)直徑<0.1m)[1]。PM2.5通常占PM10的2/3以上。PM2.5在空氣中懸浮的穩(wěn)定度高、沉降速度慢，其總表面積大，吸附毒性物質(zhì)和病原體的效能遠(yuǎn)高于PM10-2.5。PM2.5可進(jìn)入下呼吸道并沉積于肺泡內(nèi)，部分可經(jīng)血液循環(huán)到達(dá)深部組織。這些特性使PM2.5成為PM中危害健康的主要成分，也成為研究的熱點(diǎn)［2］。在我國2012年重新修訂的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中，新增了PM2.5的標(biāo)準(zhǔn)［3］。美國環(huán)境保護(hù)署的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中，PM2.5日均和年均允許值分別為35和15g/m3，PM10年均允許值150g/m3;世界衛(wèi)生組織PM2.5和PM10的年均允許值建議標(biāo)準(zhǔn)分別為10和20g/m3［4］?？紤]到發(fā)展中國家的實(shí)際狀況，世界衛(wèi)生組織提出，在2015年前努力實(shí)現(xiàn)PM2.5年均允許值低于35g/m3［5］。但是，即使達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)，PM2.5對(duì)人體的效應(yīng)仍值得研究。我國大氣PM污染現(xiàn)狀近年來我國中東部地區(qū)頻發(fā)大范圍霧霾。霧霾發(fā)生時(shí)，城區(qū)部分監(jiān)測點(diǎn)的PM2.5實(shí)測濃度可達(dá)5~7g/m3，嚴(yán)重時(shí)接近甚至超過9g/m3［6］。無霧霾時(shí)，不少監(jiān)測城市的PM2.5日均值＞1g/m3［5］。北京市21年至24年P(guān)M2.5年均值為96.5~106.7g/m3，至2013年仍高達(dá)89.5g/m3［7］，遠(yuǎn)高于美國環(huán)境保護(hù)署和世界衛(wèi)生組織的標(biāo)準(zhǔn)。城市PM可源于人類活動(dòng)，包括工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、生活燃煤，也可源于一些自然過程，如沙塵暴和火山噴發(fā)等。隨著城市汽車數(shù)量急劇增加，交通運(yùn)輸已成為我國許多城市PM的主要來源。汽車尾氣含有PM及180余種污染物，其中的多種污染物可附著于PM的表面，隨呼吸進(jìn)入人體［8］。PM的生物學(xué)效應(yīng)PM對(duì)機(jī)體的危害受多方面因素的影響，包括PM的來源、濃度、顆粒直徑、形態(tài)，化學(xué)組成(包括吸附于PM表面的物質(zhì))和理化性質(zhì)，還包括個(gè)體的暴露情況以及年齡、健康狀況和活動(dòng)狀態(tài)等。部分污染物生成后，在大氣中發(fā)生一系列物理和化學(xué)變化，轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的次生污染物。PM進(jìn)入人體后是否對(duì)健康產(chǎn)生影響，既取決于吸入物的質(zhì)和量，又與PM在體內(nèi)的代謝和轉(zhuǎn)化密切相關(guān)。PM進(jìn)入人體后，經(jīng)過代謝轉(zhuǎn)化，可形成穩(wěn)定的代謝產(chǎn)物排出體外，或形成活性代謝產(chǎn)物經(jīng)解毒后排出體外。若通過吸收、轉(zhuǎn)化和排泄等代謝過程仍不能使PM及其有毒代謝產(chǎn)物降至生物有效劑量以下時(shí)，就會(huì)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生潛在危害。二、PM對(duì)妊娠的影響對(duì)妊娠期血壓的影響Lee等［9］觀察了美國1684例孕婦妊娠不同時(shí)期PM2.5和PM10暴露與血壓的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)不吸煙的孕婦妊娠早期PM10暴露與妊娠晚期血壓改變有關(guān)，PM10濃度每升高1個(gè)四分位數(shù)，孕婦的平均收縮壓升高1.88mmHg［95%CI:0.84~2.93(1mmHg=0.133kPa)］、舒張壓升高0.63mmHg(95%CI:-0.50~1.76)。Jedrychowski等［10］監(jiān)測了431例孕婦妊娠中期PM2.5暴露情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對(duì)應(yīng)于PM2.5濃度劑量成對(duì)數(shù)單位的改變，收縮壓相應(yīng)升高6.1mmHg(95%CI:6~11.6)，舒張壓的升高也達(dá)4.1mmHg(95%CI:-0.02~8.2)。有研究顯示，妊娠期PM2.5暴露濃度每升高1個(gè)四分位數(shù)(2.24g/m3),發(fā)生妊娠期高血壓疾病的危險(xiǎn)性增加(OR=1.11，95%CI:1.08~1.15);PM10暴露濃度每升高1個(gè)四分位數(shù)(3.92g/m3),發(fā)生妊娠期高血壓疾病的危險(xiǎn)性也增加(OR=1.07,95%CI:1.04~1.11)［11］。Xu等［12］的研究也有類似結(jié)果。還有研究認(rèn)為，妊娠期PM暴露對(duì)血壓產(chǎn)生的影響，可能與早產(chǎn)等不良妊娠結(jié)局有一定的關(guān)聯(lián)［9］。其他異常妊娠Dadvand等［13］回顧了22年至2010年西班牙巴塞羅那5555例單胎妊娠孕產(chǎn)婦的分娩情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，胎膜早破發(fā)生前3個(gè)月，PM2.5暴露濃度每上升1個(gè)四分位數(shù)，妊娠期相應(yīng)縮短1.3(95%CI:-1.9--0.6)，引發(fā)早產(chǎn)胎膜早破的危險(xiǎn)性升高50%(95%CI:4%~116%)，提示妊娠期PM2.5暴露與早產(chǎn)胎膜早破有關(guān)。該研究還觀察了同時(shí)期該市103例子癇前期患者妊娠早、中、晚期PM10-2.5和PM2.5的暴露情況及其影響，結(jié)果顯示，妊娠早、晚期PM2.5暴露與子癇前期、妊娠晚期PM2.5暴露與晚發(fā)型子癇前期的相關(guān)性均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義［14］。Lee等［15］采用Kriging時(shí)空順序插入法(space-timeordinaryKriginginterpolationmethod)評(píng)估了1997年至22年34705例單胎孕婦妊娠早期PM2.5和PM10的暴露情況，并以多元回歸法研究PM2.5和PM10暴露對(duì)妊娠期高血壓疾病和子癇前期的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，PM2.5的暴露濃度每升高4.0g/m3,校正后妊娠期高血壓(OR=1.11、95%CI：1.~1.23)和子癇前期的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)均增加(OR=1.15，95%CI:0.96~1.39)，PM10也顯示出類似效應(yīng)。這些研究均表明，妊娠不同時(shí)期PM2.5和PM10暴露可使胎膜早破、妊娠期高血壓或子癇前期等的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增加。三、PM對(duì)胎兒和新生兒的影響洪新如等［16］針對(duì)大氣污染對(duì)胎兒發(fā)育的不良效應(yīng)進(jìn)行了回顧，提示妊娠期母體接觸大氣污染物對(duì)胎兒生長的負(fù)面效應(yīng)不可忽視。近幾年來的一些研究亦支持妊娠期PM暴露可使胎兒發(fā)育異常和新生兒患病風(fēng)險(xiǎn)增加。1.早產(chǎn)Chang等［17］回顧了21年至25年美國北卡羅來那州大氣PM和出生情況資料，采用貝葉斯離散生存模型評(píng)估大氣污染與早產(chǎn)的關(guān)系，結(jié)果表明，PM2.5的累積暴露和滯后4周暴露與早產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)。Pereira等［18］選擇20年至26年美國康涅狄格州29175例至少有2次單胎活產(chǎn)史的產(chǎn)婦，比較同一例產(chǎn)婦歷次妊娠不同濃度PM2.5暴露時(shí)發(fā)生早產(chǎn)的危險(xiǎn)性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，妊娠早、中、晚期和整個(gè)妊娠期PM2.5暴露濃度每升高1個(gè)四分位數(shù)(2.33g/m3)，早產(chǎn)危險(xiǎn)性的OR值分別為1.07(95%CI:1.~1.15)、0.96(95%CI:0.90~1.03)、1.03(95%CI:0.97~1.08)和1.13(95%CI:1.01~1.28),提示妊娠期PM2.5暴露濃度越高，早產(chǎn)發(fā)生的危險(xiǎn)性也越大，且以妊娠早期暴露的危險(xiǎn)性最大。Lee等［15］的觀察也顯示，PM2.5每升高4.0g/m3,校正后早產(chǎn)危險(xiǎn)性增加(OR=1.10,95%CI:1.01~1.20);PM10暴露則使發(fā)生小于胎齡兒的風(fēng)險(xiǎn)升高。國內(nèi)汪雪琴等［19］也報(bào)道了類似結(jié)果。2.低出生體重Savitz等［20］研究了28年至2010年美國紐約252967例新生兒出生體重與PM暴露的關(guān)系，結(jié)果表明，經(jīng)校正后妊娠早、中、晚期和整個(gè)妊娠期PM2.5暴露濃度每升高10g/m3，PM暴露的新生兒出生體重分別下降18.4、10.5、29.7和48.4g。巴西的一項(xiàng)研究顯示，妊娠晚期PM10(P25，37.5g/m3)暴露使發(fā)生低出生體重的危險(xiǎn)性升高26%(OR=1.26，95%CI:1.14~1.40)，PM10暴露濃度和低出生體重之間存在劑量-效應(yīng)關(guān)系［21］。Basu等［2］進(jìn)一步觀察了20年至26年P(guān)M2.5中23種主要成分對(duì)646296例孕婦妊娠期暴露后其嬰兒出生體重的影響，采用線性和logistic回歸分析，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況、居住地、體溫等因素校正后，發(fā)現(xiàn)整個(gè)妊娠期暴露于較高濃度PM2.5與足月兒出生體重下降相關(guān)。由于PM對(duì)出生體重影響的流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果不盡一致，Dadvand等［22］聯(lián)合了9個(gè)國家的14個(gè)研究中心，應(yīng)用隨機(jī)效應(yīng)meta法分析妊娠期PM2.5、PM10暴露與正常及低出生體重兒出生體重的關(guān)系，研究各中心暴露點(diǎn)的特性和方法差異等可能帶來的影響。經(jīng)母親社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況校正后，整個(gè)妊娠期PM2.5或PM10暴露濃度每升高10g/m3,足月兒出生體重下降的OR值分別為1.10和1.03，95%CI分別為1.01~1.05和1.03~1.18。PM2.5濃度的中位數(shù)和PM2.5/PM10比值較高以及采用短暫暴露評(píng)估法（相對(duì)于時(shí)空評(píng)估法）的中心，得到的相關(guān)性更高一些，提示在分析不同暴露條件、方法所得到的結(jié)果時(shí)，必須注意PM濃度本身可能造成的偏倚。出生缺陷Padula等［23］分析了1997年至26年美國加利福尼亞州822例、27種心臟畸形與妊娠最初2個(gè)月PM暴露的相關(guān)性。對(duì)母親的種族、教育等因素校正后，發(fā)現(xiàn)PM2.5與大動(dòng)脈轉(zhuǎn)位（第三四分位數(shù)OR=2.6，95%CI:1.1~6.5）相關(guān)，與膜周室間隔缺損（第四四分位數(shù)OR=0.5，95%CI:0.2~0.9）、第二心房間隔缺損（第四四分位數(shù)OR=0.5，95%CI:0.3~0.8）均呈負(fù)相關(guān)；PM10與膜周室間膈缺損（OR第三四分位數(shù)=2.1，95%CI:1.1~3.9）和肺動(dòng)脈瓣狹窄（OR第四四分位數(shù)=2.6，95%CI:1.2~5.7）相關(guān)。另有研究分析了20年至26年，以色列特拉維夫135527例妊娠38周PM2.5和PM10暴露與胎兒心臟畸形發(fā)生的關(guān)系。該研究納入了時(shí)空、社會(huì)人等因素的影響，發(fā)現(xiàn)PM2.5暴露濃度每升高5g/m3，孤立性動(dòng)脈導(dǎo)管未閉的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)降低（OR=0.78，95%CI:0.68~0.91）；PM10暴露濃度每升高10Mg/m3，復(fù)雜型先天性心臟畸形的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增加（OR=1.05，95%CI:1.01~1.10）［24］。這兩項(xiàng)調(diào)查均顯示PM2.5暴露與部分類型心臟畸形關(guān)聯(lián)的結(jié)果為負(fù)相關(guān)，與以往研究報(bào)道頗不相同。作者分析可能與同時(shí)存在的其他大氣污染物的共效應(yīng)有關(guān)，尚需積累資料進(jìn)一步觀察。此外，有研究調(diào)查了23年至25年美國北卡羅來納州的出生缺陷情況，與同時(shí)期PM2.5暴露濃度所做的關(guān)聯(lián)性分析表明，PM2.5與多數(shù)出生缺陷無明顯相關(guān)，而與小耳/無耳、下肢缺陷可能有關(guān)［25］。出生后效應(yīng)妊娠期宮內(nèi)PM暴露后的子代，可在出生后不同時(shí)期表現(xiàn)出系統(tǒng)或器官功能障礙，或疾病易感性增加。Yokota等［26］給妊娠小鼠吸入柴油機(jī)尾氣（其顆粒物主要為PM2.5）后，子代生后5周時(shí)自發(fā)性運(yùn)動(dòng)和沖動(dòng)行為減少、運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)能力降低，表現(xiàn)為回避試驗(yàn)、旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)等的反應(yīng)性下降，伴有腦內(nèi)多巴胺、5-羥色胺和去甲腎上腺素水平的改變。近期研究表明，小鼠不同水平PM（標(biāo)準(zhǔn)品SRM1649a）宮內(nèi)暴露后，出生后30d（相當(dāng)于人類青少年期）發(fā)現(xiàn)脾細(xì)胞增殖抑制，血和脾細(xì)胞Y-干擾素和白細(xì)胞介素-4的水平、脾臟T盒21轉(zhuǎn)錄因子和轉(zhuǎn)錄因子GATA結(jié)合蛋白-3的核酸表達(dá)均有顯著改變，高水平暴露致脾臟和胸腺出現(xiàn)組織學(xué)異常變化，提示PM宮內(nèi)暴露加劇了出生后T輔助細(xì)胞1與2比值的偏移，導(dǎo)致免疫功能異常［27］。有研究報(bào)道了胎兒宮內(nèi)PM2.5暴露對(duì)兒童期呼吸道感染的后效應(yīng)［27］。該研究分析了214例出生前行PM2.5暴露監(jiān)測、出生后7年內(nèi)患急性支氣管炎和肺炎患兒的資料，采用多變量Logistic模型，以煙草煙霧暴露、居住地、過敏原敏感性、哮喘等因素進(jìn)行校正，再對(duì)其中行室內(nèi)PM2.5暴露監(jiān)測的兒童進(jìn)一步校正，發(fā)現(xiàn)出生前PM2.5暴露和支氣管炎和（或）肺炎的反復(fù)發(fā)作（至少5次）密切相關(guān)，其間存在劑量-效應(yīng)關(guān)系(校正后OR=2.44,95%CI:1.12~5.36)，表明宮內(nèi)PM2.5暴露增加了出生后呼吸道炎癥的易感性［28］。作者認(rèn)為，以PM2.5日均值20g/m3作為控制目標(biāo)，對(duì)宮內(nèi)胎兒的保護(hù)作用優(yōu)于美國環(huán)境保護(hù)署確定的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)35g/m3。死胎Faiz等［29］觀察了1998年至24年美國新澤西州每小時(shí)PM2.5濃度與死胎的關(guān)系。對(duì)每例死胎，均獲取母親妊娠期居住點(diǎn)10km以內(nèi)監(jiān)測站的PM2.5測量值，采用時(shí)間分層的病例交叉設(shè)計(jì)和條件Logisti回歸分析評(píng)估。結(jié)果顯示，分娩前2d平均PM2.5濃度每上升1個(gè)四分位數(shù)，死產(chǎn)的相對(duì)危險(xiǎn)性升高(OR=1.07，95%CI:0.93~1.22);對(duì)分娩前2~6d數(shù)據(jù)的分析也有類似結(jié)果，提示分娩前大氣PM2.5濃度短暫升高可能與死胎發(fā)生有關(guān)。四、PM對(duì)妊娠和胎兒發(fā)育影響的相關(guān)機(jī)制研究一項(xiàng)研究觀察了荷蘭7801例孕婦妊娠期PM10暴露對(duì)胎盤生長和功能的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，PM10暴露濃度升高與妊娠中期母血和臍血中胎盤生長因子水平降低和胎盤重量降低有關(guān)［30］。有研究將觀察組小鼠暴露于環(huán)境大氣、對(duì)照組置于濾除PM的空氣中，觀察臍帶及其血管的形態(tài)改變［31］。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，吸入環(huán)境大氣的小鼠因類黏液蛋白和膠原減少，臍帶體積減小。臍血管的形態(tài)改變和異前列烷、內(nèi)皮素受體增多相關(guān)。因此推斷，PM導(dǎo)致出生體重下降可能與臍帶組織結(jié)構(gòu)異常、內(nèi)源性血管張力