Environment International | 公共卫生学院田英、高宇教授团队:孕期大气细颗粒物及其主要组分暴露对1岁儿童认知和动作能的影响
2022-11-14 浏览( 来源:公共卫生学院 
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细颗粒物(PM2.5)污染是全球特别是发展中国家面临的重大公共卫生问题。近年来,PM2.5暴露对神经系统的影响日益受到关注,且易感人群如孕妇和儿童可能对其毒性更加敏感。已有研究提示孕期PM2.5暴露是子代神经行为发育的潜在危险因素。PM2.5是由不同来源排放的多种化学成分组成的复杂混合物,且不同化学成分的毒性存在较大差异。然而,既往针对PM2.5不同组分暴露对儿童神经发育影响的研究十分有限,且大多开展于北美和西欧等低污染地区;包括中国在内的中高污染水平国家的相关证据较为缺乏。

针对上述问题,上海交通大学医学院公共卫生学院田英、高宇教授团队,于10月在Environment International第170卷发表了一篇题为“Effects of prenatal exposure to PM2.5and its composition on cognitive and motor functions in children at 12 months of age: the Shanghai Birth Cohort study”的论文。该研究基于出生队列研究,评估了孕期PM2.5及其主要化学组分暴露对1岁儿童的认知和动作能的影响。

该研究基于上海优生儿童队列(Shanghai Birth Cohort, SBC)开展,共纳入2435对母婴。根据参与者的基线居住地址,结合多源数据融合反演的高时空精度的PM2.5组分浓度数据集进行孕期暴露评估,包括PM2.5及其一次颗粒物(黑碳BC和矿物尘DUST)和二次颗粒物(有机物OM、铵盐NH4+、硝酸盐NO3-和硫酸盐SO42-)组分。采用《年龄与发育进程问卷》(ASQ®-3)评估婴儿在12月龄时的认知(3个能区:沟通、解决问题和个人-社会)和动作(2个能区:粗大动作和精细动作)技能。采用线性回归模型评估不同孕期PM2.5及其组分暴露水平与儿童认知和动作能在五个能区的得分之间的关联。

该研究分析了孕早(T1)、中(T2)、晚期(T3)及整个孕期PM2.5暴露与儿童认知和动作能之间的关联(图1)。多因素调整后的结果显示,孕晚期和整个孕期PM2.5暴露与儿童粗大动作、解决问题、个人-社会能区的得分均呈现显著的负向关联。在孕晚期,PM2.5暴露浓度每升高10 μg/m3,儿童的粗大动作、解决问题、个人-社会能区得分分别降低11.77(95%CI:−19.73, −3.82)、10.36(95%CI:−15.86, −4.86)、12.34(95%CI:−18.73, −5.95);在整个孕期,PM2.5暴露浓度每升高10 μg/m3,儿童的粗大动作、解决问题、个人-社会能区得分分别降低15.60(95%CI:−30.36, −0.83)、11.74(95%CI:−21.95, −1.53)、18.87(95% CI: −30.72, −7.01)。但未观察到孕早或中期PM2.5暴露与儿童认知和动作能之间的显著关联。

图1:孕期PM2.5暴露与儿童认知和动作能的关联

来源:Environment International

进一步针对PM2.5主要化学组分,评估其孕晚期和整个孕期暴露与儿童认知和动作能之间的关联(图2)。结果显示,PM2.5组分暴露与五个能区的得分均显著负相关,且每种组分暴露与至少两个能区得分的降低有关;尤其是,几乎所有组分暴露(除OM)均与解决问题能区的得分降低有关。例如,在孕晚期,BC、DUST、NH4+、NO3-、SO42-暴露浓度每升高10 μg/m3,儿童的解决问题能区的得分降低4.68(95%CI:−7.84, −1.53)~10.79(95%CI:−17.40, −4.18);在整个孕期,DUST、NH4+、SO42-暴露浓度每升高10 μg/m3,儿童的解决问题能区的得分降低10.31(95% CI: −19.41, −1.21)~11.69(95%CI:−21.36, −2.02)。同时,一次和部分二次组分暴露(OM和NO3-)也与粗大动作得分降低有关;二次组分暴露还与沟通(OM和NO3-)、精细动作(NH4+、NO3-和SO42-)、个人-社会能区得分(NH4+)降低有关。

图2:孕期PM2.5组分暴露与儿童认知和动作能的关联

来源:Environment International

该研究针对儿童性别和母乳喂养状况进行亚组分析,探究不同组别间的潜在差异。结果显示,与女孩相比,PM2.5及其组分暴露与儿童认知和动作能的关联通常在男孩中更强。与母乳喂养时间≥6个月的儿童相比,PM2.5及其组分暴露与儿童认知和动作能的关联通常在母乳喂养时间<6个月的儿童中更强;提示母乳喂养可能有助于缓解PM2.5及其组分暴露对儿童认知和动作能的不利影响。但值得注意的是,母乳喂养也可能代表孕妇在孕期的其他健康行为(如蔬菜/水果摄入等),因此该结果还需更多的研究进一步验证。

这项大样本的前瞻性出生队列研究,结果表明孕期PM2.5暴露与儿童认知和动作能之间的负向关联;同时就具体PM2.5化学组分,提供了不同组分与多个能区存在负向关联新的流行病学证据支持。该研究结果将有助于促进制定针对特定颗粒物成分的空气质量防治政策,从而对更有效地降低生命早期PM2.5污染引起的神经发育异常风险具有重要意义。

上海交通大学医学院公共卫生学院助理研究员雷晓宁为该论文第一作者,田英教授和高宇教授为该论文共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、上海市自然科学基金、上海市卫生健康委2020年协同创新集群、上海交通大学医工交叉项目和上海交通大学新进青年教师计划的资助。

 

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