出生前后三种重金属水平与3岁儿童视力障碍之间的关联

《Environmental Research》：Associations of pre- and postnatal levels of three heavy metals with visual impairment in 3-year-old children

儿童期重金属暴露与视力损伤关联性研究：发现早期妊娠期镉暴露显著增加女孩及屏幕时间过长儿童的单侧视力损伤风险

　　

DaJeong Ham|Sung Yeon Kim|Sanghyuk Bae

环境健康研究部，国家环境研究院，环境部，韩国仁川

摘要

视力障碍是一个影响幼儿的重要公共卫生问题。环境中的重金属，如铅（Pb）、汞（Hg）和镉（Cd），是具有神经毒性的物质，可能会干扰视觉发育，但关于其影响的证据仍然有限。本研究旨在探讨出生前后血液中铅、汞和镉的浓度与儿童三岁时视力障碍风险之间的关联，同时考虑暴露时间、性别差异和行为因素。我们分析了参与“韩国儿童环境健康研究”的599名儿童的数据，该研究最初包括5,458名儿童。在怀孕早期（<20周）和晚期（>30周）测量了母亲的血液中这些金属的浓度，而在24个月和36个月时测量了儿童的血液浓度。视力障碍定义为三岁时Jin视力表上的视力敏锐度（VA）低于0.5（Snellen ≤20/40）。使用逻辑回归和广义估计方程来估计这些关联，并调整了混杂因素。怀孕早期母亲血液中镉浓度较高与后代单侧视力障碍的风险增加显著相关（OR=2.49；95% CI: 2.01–3.10 每1 μg/L）。这种关联在女孩以及屏幕使用时间较长、户外活动较少的儿童中更为明显。对于铅或汞，或其他暴露时间点，未观察到显著差异。我们的研究结果表明，怀孕早期母亲接触镉可能对学龄前儿童的视觉发育产生不利影响，尤其是在女孩和行为较为久坐的儿童中。有必要进行产前生物监测和有针对性的行为干预以降低这些风险。

引言

铅（Pb）、汞（Hg）和镉（Cd）是普遍存在的有毒金属（WHO, 2021a; WHO, 2021b; WHO, 2023），它们会产生神经毒性作用，并对儿童发育产生不利影响（Gustin et al., 2020; Jiang et al., 2022; Kothapalli, 2021; Liu et al., 2022; Tsai et al., 2019）。儿童独特的生理特性和行为方式，如相对较高的吸收率和手口接触行为，使他们特别容易受到重金属的影响。铅暴露通常通过摄入受污染的土壤或灰尘（在含铅油漆老化的地区）、工业污染或车辆排放物以及食物摄入发生（Huang et al., 2024; Li et al., 2020; Nag and Cummins, 2022; WHO, 2023）。汞暴露主要通过食用受污染的鱼类和贝类发生，因此在海鲜消费量大的地区（如韩国）尤为普遍（Driscoll et al., 2013; Kim et al., 2016; Raj and Maiti, 2020; WHO, 2021b）。镉暴露与食物摄入有关，尤其是受污染的水、大米和叶类蔬菜，以及二手烟草烟雾（Nawrot et al., 2010; Wang et al., 2021; WHO, 2021a）。这些金属对儿童健康的危害包括智力迟钝、神经认知障碍、行为障碍、呼吸系统疾病、癌症和心血管疾病（Al Osman et al., 2019; Collin et al., 2022）。

儿童视力障碍是一个重大的公共卫生问题，因为它对教育成就、社交沟通、运动技能和语言技能有显著影响（Brian et al., 2021; Bruce et al., 2016; Greenaway and Dale, 2017; Molinaro et al., 2020; Stuart et al., 2023; Veldhorst et al., 2023; Vervloed et al., 2020）。根据“全球疾病负担”（GBD）研究，1990年至2017年间，视力障碍是全球第三大残疾原因，仅次于贫血和听力损失（Kyu et al., 2018）。2010年全球估计有1900万14岁以下的儿童患有视力障碍，2017年儿童视力障碍的患病率为2.8%（Abdolalizadeh et al., 2021）。

尽管全球范围内存在视力障碍问题，但针对污染物（尤其是重金属）对婴儿和幼儿视力影响的研究仍然很少。最近的研究表明，产前接触钼和镍等微量元素与婴儿视力异常之间存在显著关联（Wang et al., 2023）。纵向分析显示，脐带中的砷浓度与7-9岁儿童的屈光不正和近视风险增加有关，尤其是在男孩中（Tong et al., 2025）。

然而，我们对儿童早期重金属水平与视力健康之间关系的理解仍存在显著空白。为填补这些空白，我们研究了四个时间点（怀孕早期[<20周]和晚期[>30周]的母亲血液中金属浓度以及他们24个月和36个月大时儿童血液中金属浓度）与36个月大时儿童视力障碍（通过视力敏锐度评估）之间的关联。我们还研究了这些关联是否随时间变化，以及是否受到性别和环境因素的影响。

研究人群

“韩国儿童环境健康研究”（Ko-CHENS）是一个全国性的前瞻性出生队列研究，旨在探讨环境暴露与儿童健康结果之间的关系（Jeong et al., 2019）。该研究从2015年至2019年招募参与者，并计划跟踪至2036年。参与者定期接受随访，包括6个月大时的评估、入学前的每年一次评估以及之后的每三年一次评估。数据收集方法包括...

参与者特征

基线队列中纳入和排除的儿童的一般特征见表1。这些儿童在年龄、妊娠周数、环境绿化程度、是否接受过六个月母乳喂养、母亲年龄、母亲教育水平、家庭收入以及怀孕早期母亲血液中汞浓度等方面存在显著差异。

血液中重金属浓度和视力敏锐度测试结果

表S2展示了经过对数转换后的血液中金属浓度。

讨论

我们研究了出生前后血液中铅（Pb）、镉（Cd）和汞（Hg）的浓度与3岁儿童视力障碍之间的关联。研究结果表明，怀孕早期和晚期母亲血液中镉的浓度是儿童3岁时视力障碍的风险因素。此外，怀孕早期母亲血液中镉的浓度与女孩以及屏幕使用时间较长、户外活动时间较少的儿童的视力障碍关联更为明显。

CRediT作者贡献声明

Sanghyuk Bae：撰写 – 审稿与编辑、验证、监督、资源提供、调查。Dajeong Ham：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、可视化、验证、软件使用、方法论、数据分析、概念化。Sung Yeon Kim：撰写 – 审稿与编辑

未引用的参考文献

WHO, 《通过健康环境预防疾病》，2021a。

利益冲突声明

作者声明没有需要披露的利益冲突。

竞争利益声明

? 作者声明没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

本项工作得到了韩国环境部（MOE）资助的国家环境研究院（NIER）的资助（NIER-2019-03-01-001），文章内容仅代表作者个人观点，不代表韩国环境部的官方立场。