孕期颗粒物暴露与居住区绿度对子代先天性心脏病的加性交互作用：胎盘组织DNA甲基化的中介效应

本研究针对孕期颗粒物(PM)暴露与居住区绿度(NDVI)对先天性心脏病(CHD)的交互作用展开探索，通过1540对母婴病例对照研究和胎盘DNA甲基化分析，首次发现低NDVI可显著增强PM1/PM2.5/PM10的CHD风险（OR最高达7.335），并证实硫酸盐(SO42?)是PM2.5组分中的主要致病成分（权重0.533），同时揭示DNA甲基化位点cg13438944/cg12145624的中介作用，为环境干预提供精准靶点。

　　

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。随着城市化进程加速，空气污染与绿地减少的双重环境压力日益凸显。颗粒物(PM)已被多项研究提示与心脏发育异常相关，但不同粒径(PM₁/PM_2.5/PM₁₀)和组分的作用差异仍存争议。与此同时，居住区绿度(NDVI)的保护效应及其与环境污染物的交互作用机制更是研究空白。更关键的是，这些环境因素如何通过表观遗传调控影响胎儿心脏发育，仍是悬而未决的科学问题。

为解答这些疑问，天津市妇女儿童保健中心的研究团队开展了一项创新性研究。通过1540对母婴的病例对照设计和胎盘表观基因组分析，首次系统揭示了孕期环境暴露与先天性心脏病的复杂关联网络。相关成果发表在环境健康领域权威期刊《International Journal of Hygiene and Environmental Health》上。

研究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年分娩数据，匹配1540例CHD患儿与等量健康对照。通过卫星遥感数据计算妊娠3-8周（心脏发育关键期）的PM和NDVI暴露水平，运用条件逻辑回归、加性交互模型和基于分位数的g-计算方法分析数据。对60例胎盘组织进行全基因组甲基化检测，采用中介效应模型解析表观遗传机制。

【研究结果】

1. 环境暴露与CHD风险
   • 妊娠早期高PM₁暴露使CHD风险升高4.479倍(95%CI:2.933-6.841)，效应强于PM_2.5和PM₁₀，证实"粒径越小危害越大"的假设
   • NDVI每增加0.1单位，CHD风险降低18%(OR=0.820, 95%CI:0.763-0.881)

2. 加性交互效应
   • 低NDVI使PM₁的CHD风险OR从4.479激增至7.335(95%CI:4.888-11.006)，交互作用指数(S)=1.64(95%CI:1.12-2.39)
   • PM_2.5组分中硫酸盐(SO₄^2?)贡献度达53.3%，其与NDVI交互使CHD风险增加2.022倍(95%CI:1.788-2.289)

3. 表观遗传中介
   • 调整cg13438944/cg12145624位点甲基化水平后，PM₁和SO₄^2?的效应不再显著(P>0.05)
   • 这些位点涉及心脏发育关键基因FOXP1和NOTCH1的调控区域

【研究意义】
该研究首次阐明环境因素通过"PM-胎盘甲基化-心脏发育"通路导致CHD的完整机制。发现SO₄^2?是PM_2.5中最具危害的组分，为大气污染精准治理指明方向。证实增加居住区绿度可缓冲PM的致病效应，为城市规划提供科学依据。鉴定出的甲基化位点可作为早期筛查的生物标志物，实现CHD的二级预防。研究团队建议：将PM₁纳入常规监测指标，优先控制工业排放的硫酸盐污染物，同时在建成区实施"每平方公里不少于10%绿地"的强制性标准。这些发现对人口大国实施环境-健康综合干预具有重要指导价值。