产前金属混合物与儿童期过敏症状之间的关联

《Science of The Total Environment》：Associations between prenatal metal mixtures and allergic symptoms in childhood

本研究基于墨西哥城PROGRESS队列，分析孕期二、三trimester砷、镉、钴、铜、锰、镍、铅等7种金属混合暴露与儿童4-6岁及6-8岁过敏症状（湿疹、过敏性鼻炎）的关联。结果显示，二trimester金属混合物显著增加6-8岁儿童过敏性鼻炎风险（OR=1.16, 95%CI:1.05-1.28），主要贡献金属为锰、铜、铅；三trimester金属混合物亦与6-8岁儿童当前过敏性鼻炎症状相关（OR=1.17, 95%CI:1.03-1.32），贡献金属包括砷、锰、铜、镍。研究表明，孕期金属混合暴露可能影响儿童过敏发展。

　　金属暴露与儿童过敏症状之间的关系一直是环境健康研究的重要议题。本研究聚焦于孕妇在怀孕第二和第三孕期暴露于多种金属混合物，以及这些暴露如何影响其子女在4-6岁和6-8岁时出现的过敏症状。通过分析542对母子样本，研究人员发现怀孕第二孕期的金属混合物与儿童过敏性鼻炎症状之间存在显著关联，而第三孕期的金属混合物也与当前的过敏性鼻炎症状相关。这些发现为理解儿童过敏的发生机制提供了新的视角，并强调了孕期金属暴露对长期健康的影响。

### 1. 研究背景与意义

近年来，全球范围内儿童过敏性疾病（如特应性皮炎和过敏性鼻炎）的患病率显著上升。据研究显示，特应性皮炎在儿童中的患病率每十年增长约1.21%，而在青少年中增长约0.98%。过敏性鼻炎的诊断率也呈现出逐年上升的趋势，从2012年至2015年的8.39%增加到2016年至2022年的19.87%。这些过敏性疾病不仅影响儿童的生活质量，还可能预示着未来哮喘等呼吸系统疾病的风险。因此，深入研究孕期金属暴露对儿童过敏症状的影响，有助于制定更有效的干预措施，以减少儿童期及以后的健康风险。

金属暴露在自然界中普遍存在，包括水体、食物、工业排放、农药、烟草烟雾和肥料等来源。在孕期，胎儿对环境暴露尤为敏感，某些金属如砷、镉和铅可以通过胎盘进入胎儿体内，可能对免疫系统产生影响。金属暴露可能导致氧化应激和炎症反应，干扰细胞的发育过程，影响细胞分裂和分化，从而影响免疫系统的正常功能。因此，孕期金属暴露可能成为儿童过敏症状的重要风险因素。

### 2. 研究方法

本研究基于墨西哥城的“肥胖、生长、环境与社会压力研究”（PROGRESS）队列，纳入了948名孕妇及其子女。最终分析样本为542对母子，其中母亲在怀孕第二和第三孕期的血液样本被用于检测砷、镉、钴、铜、锰、镍和铅的浓度。这些金属浓度通过动态反应池-电感耦合等离子体质谱法（ICP-DRC-MS）进行测定，确保了检测的准确性和可靠性。研究还采用了质量控制措施，包括校准标准品的分析、重复样本的验证以及内部混合血样和认证参考材料的使用，以提高结果的可信度。

为了评估过敏症状，研究人员使用了国际儿童哮喘和过敏研究（ISAAC）问卷，该问卷经过西班牙语的翻译和验证。问卷调查了母亲关于孩子是否出现特应性皮炎和过敏性鼻炎症状的历史记录。根据调查结果，研究者定义了“曾有过特应性皮炎症状”、“曾有过过敏性鼻炎症状”、“当前特应性皮炎症状”和“当前过敏性鼻炎症状”等不同类型的过敏症状。此外，还评估了与过敏性鼻炎相关的更具体症状，如“瘙痒和流泪的眼睛”。

为了分析金属混合物与过敏症状之间的关系，研究采用了加权分位数求和（WQS）回归模型和定量g-计算（q g-comp）方法。WQS模型能够计算金属混合物对健康结果的综合影响，并识别出对结果影响最大的金属成分。研究者通过110次重复交叉验证和100次自举抽样，生成了混合物效应的估计值和金属权重的分布。q g-comp方法则允许对非线性暴露效应进行建模，不依赖于方向性同质性假设，提供了更灵活的分析方式。

### 3. 研究结果

研究结果显示，怀孕第二孕期的金属混合物与6-8岁时的“曾有过过敏性鼻炎症状”和“当前过敏性鼻炎症状”存在显著正相关。其中，锰（Mn）、铜（Cu）和铅（Pb）是主要的贡献因子。而在第三孕期，金属混合物与6-8岁时的“当前过敏性鼻炎症状”也显示出显著的正相关，其中砷（As）和镍（Ni）成为主要贡献者，其次是铜和锰。

对于特应性皮炎症状，研究未发现怀孕第二和第三孕期的金属混合物与4-6岁和6-8岁时的“曾有过”或“当前”症状之间存在显著关联。然而，在个体金属分析中，砷、铜、锰、镍和铅的高浓度均与儿童特应性皮炎和过敏性鼻炎症状的风险增加有关。这表明虽然金属混合物的整体影响不显著，但某些金属单独暴露可能对过敏症状产生重要影响。

此外，研究还探讨了环境烟草烟雾（ETS）暴露和儿童性别对金属混合物与过敏症状之间关系的调节作用。结果显示，ETS暴露对金属混合物与过敏症状之间的关联影响有限，但在某些模型中，非ETS暴露组的风险更高。儿童性别也显示出一定的调节作用，女性儿童在怀孕第二孕期的金属混合物暴露下，更可能出现过敏性鼻炎症状，尤其是与铜和钴相关的症状。

### 4. 讨论与分析

本研究发现，怀孕第二和第三孕期的金属混合物与儿童过敏性鼻炎症状之间存在显著关联，而与特应性皮炎症状之间的关系则较为有限。这一结果可能与不同金属对免疫系统的作用机制有关。例如，锰、铜和铅在第二孕期的暴露可能通过干扰免疫细胞的发育和功能，增加过敏性鼻炎的风险。而在第三孕期，砷和镍的暴露可能通过影响免疫细胞的分化和炎症反应，导致更高的过敏风险。

不同金属对免疫系统的影响机制各不相同。例如，砷可能通过改变免疫调节功能和免疫反应的平衡，导致Th1/Th2细胞分化失衡，增加对过敏性疾病的易感性。铜和锰作为必需微量元素，其浓度过高或过低都可能引起氧化应激和炎症反应，从而影响免疫系统的正常运作。镍则可能通过激活树突状细胞，引发炎症性细胞因子的释放，如IL-6和IL-12，从而促进过敏反应的发生。

尽管本研究发现了金属混合物与儿童过敏症状之间的关联，但研究也指出了一些局限性。例如，未对医生诊断的过敏性疾病进行评估，这可能受到医疗资源可及性的影响。此外，血液样本的检测方法可能无法准确反映某些金属（如砷和镉）的真实暴露水平，因为尿液被认为是更理想的检测介质。研究还未能区分不同形式的砷（有机和无机），这可能影响对砷暴露健康风险的准确评估。因此，未来的研究需要进一步探讨这些金属在不同形式下的暴露对儿童健康的具体影响。

### 5. 研究结论

本研究的结果表明，怀孕第二和第三孕期的金属混合物暴露可能对儿童的过敏症状产生影响。这些发现强调了在孕期环境中关注多种金属暴露的重要性，有助于更全面地理解儿童过敏的发生机制。通过识别关键的金属成分及其对过敏症状的贡献，研究为公共卫生政策的制定提供了科学依据，特别是在保护孕妇和儿童健康方面。

未来的研究应进一步探讨金属暴露与儿童过敏症状之间的长期影响，特别是在青少年和成年阶段。此外，研究还应关注不同金属在不同暴露水平下的健康风险，以及如何通过干预措施减少这些风险。对于生活在高暴露环境中的儿童，特别是城市地区的儿童，这些研究结果尤为重要。通过深入研究金属暴露与过敏症状之间的关系，可以为制定更有效的预防策略提供支持，确保儿童健康不受环境因素的负面影响。