脐血脂质组学在揭示产前双酚类暴露与婴儿生长关联中的中介作用：一项出生队列研究

本研究针对产前双酚类化合物（BPs）暴露影响婴儿生长的机制尚不明确的问题，通过上海闵行出生队列，探讨了孕期BPs暴露与脐血脂质代谢物的关联，并首次发现花生四烯酸和磷脂酰肌醇代谢通路中的脂质改变介导了BPA、BPF和BPS暴露与婴儿皮褶厚度增加之间的关联，中介比例达18.15%~32.47%，为理解BPs的发育毒性提供了新证据。

　　

双酚类化合物（BPs）作为一类广泛用于聚碳酸酯塑料和环氧树脂生产的合成化学物质，常见于食品容器、医疗器械等日常用品中。其中双酚A（BPA）因其产量大、使用历史久，成为环境中普遍存在的污染物。大量研究表明BPA作为一种内分泌干扰物，与肥胖、2型糖尿病等代谢性疾病密切相关。由于BPA的健康风险，自2000年代末其使用受到限制，进而推动了BPA类似物如双酚F（BPF）、双酚S（BPS）、双酚AF（BPAF）等的生产和使用。四氯双酚A（TCBPA）作为BPA的卤化衍生物，则被广泛用作阻燃剂。随着这一转变，普通人群尿液中BPA浓度呈下降趋势，而BPA类似物的检出率和浓度却显著上升。

日益增多的证据表明，BPs能够穿过胎盘屏障，在羊水和胎儿组织中均有检出，提示其在关键发育期可能产生暴露，并具有发育毒性。一些流行病学研究，包括作者团队先前的工作，已发现产前BPs暴露与婴儿体重相关测量指标的变化存在关联，尤其是与皮褶厚度、腰围、臂围的增加及超重风险升高有关。尽管有这些观察性证据，但产前BPs暴露影响婴儿生长的具体机制仍未完全阐明。作为一种环境致肥胖物，BPA可干扰脂质稳态，影响脂肪细胞分化、脂质合成、运输和积累。近期体外和体内研究也表明，BPF、BPS和BPAF等替代物对脂质代谢具有类似的毒性效应。

脂质对于维持妊娠和胎儿生长至关重要。根据“健康与疾病的发育起源”理论，关键发育阶段的代谢紊乱可永久改变子代的代谢模式，增加其日后异常生长和代谢性疾病的风险。目前，关于产前BPs对脂质代谢影响的证据主要来自动物研究，这些研究报道了母体BPs暴露对后代（包括胎儿）脂质代谢的干扰作用，例如脂质代谢物水平的改变或脂质代谢相关基因表达的变化。脐血脂质组学可详细表征胎儿脂质代谢谱，全面反映胎盘脂质运输及胎儿所处的宫内脂质环境。然而，此前仅有一项人体研究考察了孕期BPs（BPA、BPF、BPS）暴露与有限数量脂质代谢物（仅限于脂肪酸和磷脂酰胆碱）的关联，未能全面阐明胎儿脂质代谢的改变。此外，尚无人类研究探讨脐血脂质谱改变在产前BPs暴露与婴儿生长关联中的潜在中介作用，这成为一个值得探索的重要空白。

本研究旨在评估产前暴露于BPs（包括BPA、BPF、BPS、BPAF和TCBPA）与脐血脂质组学的关联，并探究脐血脂质谱的改变是否介导了产前BPs暴露与婴儿生长之间的关联。该研究成果发表在《Ecotoxicology and Environmental Safety》上。

为开展本研究，研究人员主要应用了几项关键技术方法。研究基于上海闵行出生队列（S-MBCS），该队列是一项正在进行的、前瞻性、基于人群的队列研究。在妊娠晚期收集孕妇单次尿样用于BPs检测，采用超高效液相色谱-串联质谱法（UPLC-MS/MS）测量尿液中6种BPs的浓度。同时，采集新生儿脐血样本，采用靶向脂质组学方法检测脐血血浆中的脂质代谢物，最终保留了45种脂质代谢物用于分析，并将其分为脂肪酸（FA）、固醇脂质（SL）和甘油磷脂（GP）三大类。采用主成分分析（PCA）从FA、SL和GP中分别提取主成分（如FA1-3、SL1、GP1-3）以综合代表脂质代谢模式。婴儿人体测量学指标（如体重、身长、皮褶厚度等）在出生时、6月龄和12月龄时进行测量。使用多重线性回归模型分析BPs暴露与脂质代谢物及主成分的关联，并考虑婴儿性别的交互作用。采用因果中介分析评估脂质代谢主成分在BPs暴露与婴儿生长关联中的中介效应。所有分析均调整了多种协变量（如母亲孕前BMI、教育水平等）。

3.1. 研究参与者特征

共纳入275对母婴对进行分析。母亲平均分娩年龄为28.8岁，平均孕周为39.7周。大多数为初产妇（88.3%），孕前BMI正常（71.6%），受教育程度在大学及以上（79.6%）。约40%的参与者在孕期有被动吸烟暴露。婴儿中男孩占56.7%。纳入组和排除组的多数特征具有可比性，但纳入组的母亲受教育程度更高，其婴儿在出生时的肩胛皮褶厚度（SST）和腹部皮褶厚度（ABST）略高，而臂围（AC）略低。

3.2. 产前BPs暴露

BPA的检出率最高（96.4%），几何平均浓度也最高（1.10 μg/g肌酐）。BPF在75.6%的尿样中检出，几何平均浓度为0.51 μg/g肌酐。BPS、BPAF和TCBPA在不足50%的尿样中检出。大多数BPs之间的Spearman相关系数呈弱正相关（r范围0.13-0.28），但TCBPA与BPA和BPF呈负相关（r分别为-0.14和-0.16）。

3.3. 脐血脂质代谢物

检测了45种脐血脂质代谢物的浓度。FA或SL组内的代谢物之间存在高度相关性，而不同脂质组之间的相关性相对较低。

3.4. 产前BPs暴露与脐血脂质代谢物的关联

研究发现，产前BPs暴露与脐血脂质代谢物浓度的改变存在关联。BPA及其替代物（BPF、BPS、BPAF）的暴露模式一致，与FA、SL以及GP中的特定代谢物（如16:0–18:0 PC、16:0–18:1 PC等）浓度降低相关，但与其他GP代谢物（如PI、LPI、PS、PE）浓度升高相关。TCBPA则表现出相反的模式，与FA、SL以及某些PC代谢物浓度升高相关，但与PI、PS、PE浓度降低相关。按婴儿性别分层后，在男孩和女孩中均观察到相似的模式。

对脂质代谢物主成分的分析结果与上述发现一致。产前BPA、BPF、BPS和BPAF暴露倾向于与FA1、FA2、FA3、SL1和GP1水平降低相关，但与GP2水平升高相关。TCBPA则与FA3水平升高和GP2水平降低相关。富集分析表明，受BPs影响的关键代谢物集主要富集在花生四烯酸代谢（Arachidonic Acid Metabolism）、磷脂生物合成（Phospholipid Biosynthesis）、磷脂酰肌醇磷酸代谢（Phosphatidylinositol Phosphate Metabolism）等通路。

3.5. 脂质代谢物主成分的中介效应

为满足中介分析的条件，研究首先验证了产前BPs暴露与婴儿人体测量学指标（已在先前更大样本研究中报道）以及脂质代谢物主成分与这些指标之间的关联。研究发现，较高的FA1、FA2、FA3、SL1和GP1水平与婴儿皮褶厚度降低相关，而较高的GP2水平与皮褶厚度增加相关，这些关联在出生、6月龄和12月龄时均表现一致。

中介分析表明，FA的主成分（尤其是那些参与花生四烯酸代谢通路的代谢物）以及GP2（主要代表参与磷脂酰肌醇代谢通路的代谢物）在产前BPA、BPF和BPS暴露与婴儿皮褶厚度增加之间的关联中起中介作用。例如，在男孩中，FA2和FA3介导了BPA、BPF和BPS暴露与6月龄SST增加之间的关联，中介比例在18.15%至32.47%之间。GP2（磷脂酰肌醇代谢通路）在BPF与6月龄TST增加的关联中也表现出边际显著的中介效应（中介比例20.07%）。在女孩中，也观察到FA1和FA3在BPF与皮褶厚度关联中的中介作用。

本研究提供了流行病学证据，表明产前暴露于BPs与脐血脂质代谢物水平的改变相关，并且首次评估了脐血脂质代谢物在产前BPs暴露与婴儿生长关联中的作用。研究发现，从FA和GP中识别出的主成分（分别代表参与花生四烯酸代谢和磷脂酰肌醇代谢通路的代谢物）介导了BPA、BPF和BPS暴露与婴儿皮褶厚度增加之间的关联。这表明产前BPs暴露可能通过干扰胎儿脂质代谢，特别是花生四烯酸和磷脂酰肌醇代谢通路，进而影响婴儿的生长发育和体脂积累。

该研究的优势在于首次揭示了胎儿脂质改变是产前BPs暴露影响婴儿生长的潜在机制；利用脐血脂质组学全面了解了BPs对胎儿脂质代谢的毒性潜力；前瞻性队列设计为关联的时序性提供了支持；并对多种混杂因素进行了充分调整。局限性包括样本量相对较小、BPs暴露仅通过单次尿样评估可能引入测量误差、多次比较可能增加假阳性风险等。

总之，该研究结果表明产前BPs暴露可能扰乱胎儿脂质代谢，并强调了脂肪酸（尤其是花生四烯酸代谢通路相关代谢物）和甘油磷脂（尤其是磷脂酰肌醇代谢通路相关代谢物）在BPs暴露对婴儿生长影响中的作用。未来需要在更大样本的队列中进行研究以验证这些结果，并深入探索特定脂质代谢物在相关通路中的作用机制，为了解BPs的发育毒性和制定相应的预防策略提供了重要的科学依据。