母亲接触PM2.5与不良妊娠和出生结果的相关性：一项前瞻性队列研究

《Research in Cold and Arid Regions》：Maternal Exposure to PM 2.5 and Its Association with Adverse Pregnancy and Birth Outcomes: A Prospective Cohort Study

PM2.5和黑碳暴露与印度古吉拉特邦孕妇妊娠并发症及胎盘黑碳沉积的关联性研究。该前瞻性队列研究纳入406名孕妇，发现高PM2.5暴露（第三孕期）与子痫前期、早产、妊娠糖尿病等不良妊娠结局显著相关，且首次证实黑碳沉积于胎盘胎儿侧组织，同时检测到CRP、IL-6等炎症标志物水平升高。

　　

加尔维塔·帕里克（Garvita Parikh）| 阿米娅·乌达扬·梅塔（Amiya Udayan Mehta）| 尼亚马特·阿里·西迪基（Niyamat Ali Siddiqui）| 克里希纳·库马尔（Krishna Kumar）| 米希尔·阿迪卡里（Mihir Adhikary）| 布胡米卡·帕特尔（Bhoomika Patel）

印度古吉拉特邦甘地讷格尔国家法医科学大学药学院

引言

空气污染是一个全球性的环境问题。空气污染物（尤其是PM_2.5）与人类健康之间的关联已得到广泛研究[1]、[2]。2024年，世界卫生组织估计，无论是农村还是城市环境中的空气污染每年导致420万人过早死亡，而380万人的过早死亡与室内空气污染有关，主要原因是暴露于细颗粒物[3]。每年有800万人因室内和室外空气污染而死亡[4]。PM_2.5对人类健康的影响长期以来一直备受关注。PM_2.5通过呼吸系统和心血管疾病直接导致死亡率和发病率增加。此外，它还会通过损害胎盘血管结构，进而影响胎儿的血液流动和氧气供应，从而导致不良的妊娠和出生结果[5]、[6]。PM_2.5及其主要成分黑碳（Black Carbon，BC）被环境保护署列为六种标准空气污染物之一[7]、[8]。黑碳包括从部分烧焦的植物残余物到生物质、生物燃料和化石燃料不完全燃烧产生的高度石墨化烟尘等多种碳质物质[9]。黑碳主要是黑色的链状聚集体，呈球形[10]、[11]，主要由元素碳组成，含有少量氧和氢[12]。此外，环境中的黑碳颗粒通常覆盖着氨、硫酸盐、重金属、硝酸盐、苯、挥发性有机化合物（VOCs）、半挥发性有机化合物（semi-VOCs）和多环芳烃（PAHs）等有害成分，对人类健康构成威胁[13]、[14]、[15]。PM_2.5及其黑碳可以深入肺泡，并通过血液循环到达身体各部位，包括胎盘，导致血液动力学异常、氧化应激和炎症[16]。这些灌注不足与不良妊娠和出生结果（AP&BO）相关，如妊娠糖尿病（GDM）、先兆子痫、胎盘异常、早产（PTB）、低出生体重（LBW）、先天性缺陷、小于胎龄儿（SGA）、死产和产前死亡[17]、[18]，同时也与分子层面的变化有关[19]。 孕妇接触空气污染与全身性炎症有关。此外，分娩时脐带血中炎症生物标志物（如C反应蛋白（CRP）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-1β（IL-1β）和白细胞介素-6（IL-6）水平的变化与不良出生结果（如早产和低出生体重）相关[20]、[21]。来自捷克共和国[22]、德国[23]、荷兰[24]和加拿大[25]的多项研究表明，妊娠期间接触空气污染物会导致孕妇和胎儿脐带血中的炎症标志物水平升高。 然而，关于空气污染物对印度不良妊娠和出生结果影响的研究相当有限。印度的研究主要集中在空气污染物与低出生体重和婴儿死亡率之间的关联上，而不是其他妊娠和出生结果。此外，大多数印度研究都是回顾性的[26]、[27]、[28]、[29]。据我们所知，古吉拉特邦还没有研究分析不良妊娠和出生结果与孕妇PM_2.5暴露之间的关联。此外，孕妇PM_2.5暴露与脐带血中全身性炎症标志物之间的关联在印度人群中了解不足，且研究不足，因为那里的暴露情况和潜在健康状况可能存在差异。此外，尚未有人在胎盘组织中检测到黑碳的存在。为了克服以往研究的局限性，我们在印度西部进行了一项前瞻性队列研究。我们使用人口统计、临床和空气污染物数据进行了统计分析，以评估PM_2.5对妊娠和出生结果的影响。在调整了协变量后，研究了未暴露组和暴露组中不良妊娠和出生结果的发病率，并探讨了PM_2.5与不良结果之间的关联。此外，还分析了两组中的炎症水平（CRP、IL-6、IL-1β和TNF-α）及其与PM_2.5的关联。除了确认空气污染物的直接影响外，我们还评估了黑碳在胎盘组织中的沉积情况。

估计样本量

我们参考文献中报告的与暴露相关的不良效应发生率来确定比较两个独立比例所需的样本量。基于95%置信区间和80%的统计功效，预计样本量最多为406例[30]。

研究对象

这项前瞻性医院队列研究于2024年6月至2024年12月进行。根据纳入/排除标准，共有406名孕妇参与了研究。

参与者的一般特征

表1展示了406名参与者的社会人口统计特征、病史和职业详情。未暴露组（203人）的平均年龄（标准差）为26.59±4.85岁，暴露组（203人）为26.81±4.48岁。未暴露组的体质指数（BMI）为25.23±3.20 kg/m2，暴露组为24.93±3.26 kg/m2。此外，两组中大多数参与者居住在交通繁忙的道路附近，比例分别为189±93%和145±71%。

出生信息

讨论

这项前瞻性队列研究旨在确定孕妇接触PM_2.5与不良妊娠和出生结果之间的关联。不良妊娠结果（包括先兆子痫、早产和妊娠糖尿病）不仅对当前妊娠有深远影响，也对母亲的长期健康产生重要影响。最新研究表明，经历不良妊娠结果的妇女日后患慢性疾病的风险更高。

结论

总之，这项研究提供了有力证据，表明孕妇在妊娠第三孕期暴露于高浓度PM_2.5可能会增加不良妊娠和出生结果的风险。胎盘组织胎儿侧的黑色碳存在进一步证实了这一点。这种暴露的敏感时期很可能是妊娠第三孕期。因此，减少孕妇接触PM_2.5的风险是非常必要的。

伦理批准

本研究获得了国家法医科学大学（NFSU/SDSR/IEC/Certificate/490/2023）和B.J.医学院及民用医院伦理委员会的批准（EC approval/31/2024/28/03/2024）。该研究已在印度临床试验注册处（CTRI/2024/06/069174）注册。所有患者均在充分知情同意后纳入研究。脐带血样本是在艾哈迈达巴德民用医院妇科医生的监督下采集的。

资金信息

本研究未获得公共部门、商业部门或非营利组织的任何特定资助。

作者贡献声明

米希尔·阿迪卡里（Mihir Adhikary）：撰写初稿、进行正式分析。 布胡米卡·帕特尔（Bhoomika Patel）：撰写、审稿与编辑、数据可视化、验证、监督、资源管理、概念构建。 尼亚马特·阿里·西迪基（Niyamat Ali Siddiqui）：撰写、审稿与编辑、进行正式分析。 克里希纳·库马尔（Krishna Kumar）：撰写初稿、进行正式分析。 加尔维塔·帕里克（Garvita Parikh）：撰写初稿、数据可视化、验证、资源管理、方法论设计、调查、进行正式分析、数据管理、概念构建。 阿米娅·梅塔（Amiya Mehta）：

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本研究论文是加尔维塔·帕里克博士博士论文的一部分，即将提交给印度甘地讷格尔国家法医科学大学。作者感谢国家法医科学大学为这项研究提供的必要支持。

利益冲突

作者声明没有相关的财务或非财务利益。

参与同意

所有参与研究的个体均获得了知情同意。