孕期颗粒物暴露与居住绿地交互作用对先天性心脏病的影响及DNA甲基化介导机制研究

为探究孕期颗粒物(PM1/PM2.5/PM10)与绿地(NDVI)交互作用对先天性心脏病(CHD)的影响，天津妇女儿童保健中心团队通过1540对母婴病例对照研究，首次发现硫酸盐(SO42?)是PM2.5致CHD主要成分，低NDVI使PM1致CHD风险提升63.8%，并证实DNA甲基化(cg13438944/cg12145624)介导该效应，为环境干预提供新靶点。

　　

先天性心脏病作为最常见的出生缺陷，其病因至今尚未完全阐明。随着中国城市化进程加速，空气污染加剧与绿地减少的双重环境压力，使得探究环境因素与CHD的关系变得尤为迫切。既往研究虽发现颗粒物(PM)与CHD存在关联，但不同粒径(PM₁/PM_2.5/PM₁₀)的作用差异、化学成分贡献度，以及绿地(NDVI)能否缓解PM危害等关键问题仍未解决。更值得注意的是，作为环境与遗传桥梁的表观遗传机制——特别是DNA甲基化在其中的介导作用，尚未在人群研究中得到充分验证。

天津妇女儿童保健中心的研究团队在《International Journal of Hygiene and Environmental Health》发表的研究，为这些科学问题提供了重要答案。该团队采用多阶段抽样方法，从天津妇幼健康信息网络(TMCHIN)提取2018-2021年间1540对CHD母婴及匹配对照数据，构建病例对照研究框架。通过卫星遥感反演技术获取妊娠3-8周（心脏发育敏感期）的PM₁/PM<>/PM₁₀及NDVI暴露数据，结合胎盘组织甲基化检测(30对样本)，运用条件logistic回归、加性交互模型和基于分位数的g-计算方法，系统解析了环境-表观遗传-CHD的复杂关系。

【研究设计】
研究创新性地采用三层次证据链：① 宏观流行病学分析1540对母婴的PM-NDVI-CHD关联；② 成分解析明确PM_2.5中SO₄^2?的关键作用；③ 微观表观遗传验证甲基化介导通路。技术方法包括：卫星遥感暴露评估、胎盘全基因组甲基化检测(850K芯片)、条件logistic回归模型、相对超额风险交互作用指数(RERI)分析、量化g-计算权重分析。

【主要发现】

1. 颗粒物粒径效应：PM₁致CHD风险(OR=4.479)显著高于PM_2.5(2.022)和PM₁₀，证实"越小越危险"规律。
2. 绿地保护作用：高NDVI使PM₁风险降低40%，且NDVI与所有PM组分(除OM外)存在显著加性交互(RERI>0)。
3. 关键毒性成分：SO₄^2?以53.3%权重成为PM_2.5致CHD首要成分，其单独作用OR达1.530。
4. 甲基化介导机制：调整cg13438944/cg12145624位点后，PM₁与SO₄^2?效应不再显著(P>0.05)，提示表观遗传调控的关键桥梁作用。

【结论与意义】
该研究首次在人群层面证实：① 妊娠早期PM₁暴露通过SO₄^2?主导的毒性效应及DNA甲基化改变导致CHD；② 居住区绿地可显著缓冲PM危害，这为"环境干预-表观调控-疾病预防"的三级预防策略提供实证依据。从公共卫生角度看，研究建议将PM₁纳入常规监测，优先控制硫酸盐排放，并通过城市规划增加孕早期妇女居住区绿地覆盖率。在科学层面，发现的cg13438944(关联氧化应激基因)和cg12145624(关联心脏发育通路)甲基化位点，为CHD的早期生物标志物开发奠定基础。

这项由Zhang Honglu和Pan Lei共同主导的研究，不仅解决了环境流行病学中"粒径效应争议"和"成分贡献模糊"两大难题，更开创性地将宏观环境暴露与微观表观机制有机结合，为出生缺陷的环境病因学研究提供了新范式。研究结果对发展中国家在快速城市化进程中平衡环境保护与妇幼健康具有重要指导价值。