孕期膳食炎症指数与出生时炎症生物标志物的关联：来自法国EDEN和ELFE出生队列的研究

本文通过法国EDEN和ELFE两大出生队列，系统评估了孕期能量调整膳食炎症指数（E-DII）与母体血清及脐血中多种炎症标志物（IL-1β、IL-6、IL-10、TNF-α、CRP及leptin）的关联。研究发现，尽管E-DII在成人中已被广泛验证与炎症水平相关，但在妊娠这一特殊免疫状态下，未观察到其与分娩时母体或胎儿炎症标志物的显著关联，提示分娩过程的强烈炎症反应可能掩盖饮食引发的低度炎症。研究进一步提示分娩方式可能调节E-DII与部分标志物（如IL-1β和leptin）的关系，为理解孕期饮食、免疫状态与分娩生理的交互提供新视角。

　　

引言

不健康的孕期饮食——以高糖、反式脂肪和盐摄入，低纤维、维生素和矿物质为特征——可能对后代神经发育、肥胖及慢性病风险产生长期影响。炎症被认为是母体饮食影响后代健康的关键机制。饮食中包含具有促炎和抗炎特性的成分，其免疫激活作用已被广泛研究。为评估饮食的整体炎症潜力，膳食炎症指数（Dietary Inflammatory Index, DII）及其能量调整版本（energy-adjusted DII, E-DII）被开发为快速、全面的评估工具。DII评分根据每种膳食成分对六种炎症生物标志物：白细胞介素（IL）-1β、IL-4、IL-6、IL-10、C反应蛋白（CRP）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的文献基础效应计算。多数研究已证实，具有较高DII或E-DII评分的成年人中，促炎生物标志物（包括但不限于IL-1、IL-2、IL-6、CRP和TNF-α）水平升高。然而，几乎所有在妊娠背景下进行的研究都未能发现孕期DII评分与母体炎症生物标志物之间的关联，尽管孕期促炎饮食与妊娠并发症和不良后代结局风险增加有关。

妊娠是一个需要动态免疫适应以支持胎儿发育同时维持母体健康的独特状态。在胚胎植入期间，促炎环境对于促进成功植入和组织重塑至关重要。随着妊娠进展，母胎免疫耐受变得至关重要，以防止半同种异体胎儿的排斥，确保生长稳定和支持性环境。在妊娠最后阶段和分娩期间，炎症再次出现，通常在分娩中发挥作用，并与产科并发症有关。此外，即使DII评分与母体炎症生物标志物水平增加相关，也不能确定这会转化为胎儿可测量的脐血中促炎细胞因子暴露增加。据我们所知，只有一项研究检查了DII与脐血炎症标志物的关系，并未观察到任何关联。此外，尽管瘦素（leptin）传统上不被归类为炎症介质，但它通过增加促炎细胞因子的分泌和增强Th1免疫反应发挥促炎作用，特别是在肥胖诱导的炎症中。瘦素可能受到各种炎症和感染刺激以及饮食模式的调节。鉴于只有一项研究考察了母体饮食对孕期瘦素水平的影响，需要进一步研究以确定饮食诱导的炎症是否调节瘦素。因此，在饮食诱导炎症的背景下评估瘦素可能具有意义。此外，据我们所知，只有一项研究使用E-DII评估了与炎症生物标志物的关联，E-DII更准确地预测饮食的炎症潜力，因为未调整能量可能导致年龄和性别相关偏差。

方法

研究人群

EDEN队列旨在研究儿童健康和发展的产前和产后决定因素。妊娠<24周的妇女于2003年2月至2006年1月期间从法国南锡和普瓦捷的两个大学产科诊所招募。合格参与者需识法语，未来3年无离开该地区的计划，单胎妊娠，且孕前无已知糖尿病。总体而言，2002名妇女同意参与研究，其中95名在妊娠期间退出。父母在入组时签署书面知情同意书。EDEN队列获得Bicêtre医院伦理委员会和国家数据保护局（CNIL）的批准。

ELFE队列旨在研究从出生到整个生命过程中儿童健康、发展和社会化的决定因素。2011年，从法国本土随机选择的320家产科医院招募母亲-婴儿对。招募在全年四个季节的25天内进行。合格参与者包括：妊娠≥33周出生，母亲≥18岁，且未来3年无离开法国本土的计划。信息和同意文件提供法语、英语、阿拉伯语和土耳其语版本。母亲或双方父母在入组时签署书面知情同意书。如果父亲不在场，则被告知其拒绝参与的权利。总共有18,040名母亲同意参与研究，并生下18,329名婴儿。

ELFE研究获得健康研究信息处理咨询委员会（CCTIRS）、人体研究保护委员会（CPP）、CNIL和国家统计信息委员会（CNIS）的批准。

膳食评估

通过经过验证的食物频率问卷（FFQ）在母亲住院期间收集膳食数据，参考母亲妊娠第三季度的饮食习惯。两个队列的膳食评估先前已有描述。简而言之，FFQ包含137（EDEN）或125（ELFE）个项目，具有七个频率类别，从“从不”到“每天一次以上”。借助图片册确定食物类型的份量大小，或使用法国成年人的标准份量。然后通过将份量大小（克）乘以每日频率来计算每日食物摄入量。通过将每日食物摄入量与食物成分数据库交叉计算营养素摄入量。

能量调整膳食炎症指数

使用由Shivappa等人开发的能量调整膳食炎症指数（E-DII）确定母体膳食炎症潜力。该评分的调整已在别处详细描述。简而言之，基于1943篇关于食物成分与六种炎症生物标志物（促炎细胞因子白细胞介素[IL]-1β、IL-6、TNF-α和CRP，以及抗炎细胞因子IL-4和IL-10）关联的文章，经过同行评审，并为45种促炎和抗炎食物参数计算了炎症权重。在我们的队列中，评分基于45种食物参数中的26种（ELFE）和28种（EDEN），因为一些营养素未在食物成分数据库中评估，一些草药和香料未在FFQ中评估。每日营养素摄入量根据残差法进行能量调整。然后将两个队列的能量调整每日摄入量减去ELFE人群的全球标准平均值，并除以ELFE人群的全球标准偏差，以创建在两个队列中可比较的标准化z分数。选择ELFE作为标准化参考，因为它是法国全国性的出生队列。然后将z分数转换为百分位数分数以最小化右偏斜。每个百分位数分数乘以2并减去1，范围从?1到1。随后，这些百分位数分数乘以食物参数炎症权重。最后，将食物参数特定的E-DII分数相加，生成每个参与者的总体E-DII分数，理论范围从?7.97到+7.97。较高的分数表示更促炎的膳食潜力。

生物标志物评估

EDEN

出生后立即从1425对母子中抽取静脉脐血并使其凝固。血液样本在采集后24小时内离心，收集血清并储存在?80°C。使用V-plex Human pro-inflammatory panel kit，一种多重电化学发光（ECL）免疫测定法，在871份脐血血清样本中测定IL-1β、IL-6、IL-10和TNF-α的水平，按照制造商的建议，如先前详细描述。所有细胞因子在超过15%的样本中检测到。对于IL-6和IL-10，没有样本低于LLOD。对于IL-1β和TNF-α，分别有73个样本（8.38%）和4个样本（0.46%）低于LLOD。低于检测下限（LLOD）的值用LLOD的50%输入，这是针对受检测限限制的免疫学测量的推荐方法。

使用基于ECL的V-PLEX Human Leptin Kit在1425份脐血血清样本中评估瘦素。没有值低于LLOD（43 pmol/ml）。运行间变异系数（CVs）低于20%，符合美国食品和药物管理局关于配体结合测定的建议。所有测定由同一研究者在1周内完成。总共有1425个样本的瘦素浓度可用。

ELFE

从1028名母亲分娩前收集母体血清，以测定IL-1β、IL-6、IL-10和TNF-α的血清水平。出生时从1024名新生儿收集脐血血清，以测定IL-1β、IL-6、IL-10、TNF-α和CRP的浓度。样本在干冰上保存为冷冻麦管，然后储存在?80°C。样本在冰上解冻，并分装到冷冻管中。等分试样在测定前储存在?80°C。使用V-PLEX pro-inflammatory Human Kit测定脐血中IL-1β、IL-6、IL-10、TNF-α的浓度，使用V-PLEX Vascular Injury Panel 2 Human Kit测定脐血中CRP的浓度。

对于每种生物标志物，计算运行间和运行内CVs，并且在样本值从第1到第99百分位数的相关浓度范围内均低于20%。如果浓度被测定但低于制造商推荐的LLOD，则根据受检测限限制的免疫学测量指南，用LLOD的50%输入值。在脐血中，对于IL-6、IL-10、TNF-α和CRP，没有值低于LLOD，而68个样本（7.56%）的IL-1β低于LLOD。在母体血清中，对于TNF-α，没有值低于LLOD，1个样本（0.11%）的IL-6和IL-10低于LLOD，129个（14.16%）的IL-1β低于LLOD。

其他变量

通过自填问卷或临床检查期间由助产士在EDEN中收集其他变量。在ELFE中，数据通过问卷或电话访谈从父母收集，或由研究调查人员访问医疗产科文件。它们包括母亲特征：年龄、教育水平、出生国、就业状况、家庭收入和同居状况。与妊娠相关的变量包括：产科中心（EDEN）、产科层级（ELFE）、产科波次（ELFE）、产次、妊娠期体重增加、妊娠期糖尿病（妊娠期间发生或首次识别的葡萄糖不耐受，并持续24-28周后）、妊娠期高血压（妊娠20周后发生的高血压，必须包括（i）血压升高（≥140 mmHg收缩压或≥90 mmHg舒张压）（ii）尿中无蛋白（iii）无先兆子痫表现）、先兆子痫（妊娠20周后血压升高（≥140 mmHg收缩压或≥90 mmHg舒张压）和（ii）蛋白尿（>0.3 g/24 h）），以及妊娠期间任何心理问题。与母亲生活方式相关的因素有：妊娠期间吸烟、妊娠期间任何酒精摄入、妊娠期间饮食质量、妊娠期间能量摄入（kcal/天）和妊娠期间体力活动（能量消耗分数[ELFE；代谢当量/小时/天]和体力活动分数[EDEN]）。最后，出生特征包括：儿童性别、胎龄、出生体重和分娩方式。

最终研究人群

EDEN中细胞因子研究的最终研究人群包括758名具有膳食数据和脐血细胞因子测量值的妇女，而脐血瘦素的研究人群包括1202名妇女。ELFE中脐血的最终研究人群包括899名用于细胞因子和895名用于CRP的样本，而母体血清的研究人群包括911个样本。只有402名妇女同时拥有脐血和母体血清样本。

统计分析

使用学生t检验和卡方检验描述总体研究人群的人口特征，并比较纳入和排除参与者之间的特征。使用基本描述性统计总结脐血生物标志物、母体血清生物标志物和E-DII。使用Spearman相关系数评估细胞因子浓度之间以及细胞因子、瘦素和E-DII之间的相关性。

使用链式方程的多重插补对协变量的缺失数据进行插补。假设数据随机缺失，生成五个数据集。过程中使用先前提到的协变量。使用逻辑方法插补二元分类变量，使用判别方法插补其他分类变量，使用预测均值匹配插补连续变量。计算合并效应估计，并通过比较插补之间的均值和频率与原始数据集来验证插补数据集。

将每种生物标志物的分布进行对数转换以接近正态性。对每种生物标志物进行单独的线性回归分析，使用E-DII的三分位数，因为E-DII与对数转换生物标志物之间的关联不是线性的。使用DAG（有向无环图）确定在多变量模型中包含的最小协变量集。所有模型调整以下因素：母亲年龄、教育、家庭收入、产次、孕前BMI、妊娠期间体力活动、妊娠期间心理问题、妊娠期间吸烟、儿童性别和冷冻延迟。根据残差法，模型还额外调整母体能量摄入，并调整与招募相关的队列特定变量：研究中心（EDEN）、产科规模（ELFE）和招募波次（ELFE）。所有模型测试与孕前BMI（因为与高BMI相关的低度炎症可能具有乘法效应）和分娩方式（因为分娩方式可能影响炎症生物标志物水平）的交互作用。

在敏感性分析中，我们运行了完整案例分析，仅使用没有缺失数据的研究人群。接下来，运行模型额外调整妊娠期间全球母体饮食质量。第三，我们运行分析排除ELFE中的双胞胎。最后，我们排除有妊娠并发症（妊娠期糖尿病、妊娠期高血压、先兆子痫）的妇女。

结果

人群描述

按研究纳入的特征比较

支持信息S1：表4显示了纳入和排除人群之间描述性特征的比较。在两个队列中，被排除的妇女更可能出生在国外，教育程度较低，妊娠期间饮酒的可能性较低，并且分娩的婴儿出生体重较低，而其他差异仅在特定亚群中观察到。

总体人群特征

两个EDEN人群的平均E-DII分数相似（0.65 [1.56]；0.71 [1.60]；分别针对细胞因子和瘦素人群），并且高于ELFE中的分数（0.44 [1.42]；0.44 [1.48]；分别针对脐血和母体血清）。总体研究人群特征显示在表1a、b中。在两个队列中，妇女大多受过高等教育，未产，年龄在30岁左右。约66%的妇女BMI在正常范围内，大多数妇女在妊娠期间不吸烟，约一半报告妊娠期间饮酒。妊娠并发症（妊娠期糖尿病、高血压、先兆子痫）的患病率<8%，大多数分娩是阴道分娩（>73%）。

生物标志物描述

汇总统计

表2显示了生物标志物浓度的汇总统计。生物标志物浓度在两个队列中跨E-DII三分位数没有显著差异。

相关性

所有脐血细胞因子IL-1β、IL-6、IL-10和TNF-α的浓度在彼此之间显著相关（p < 0.0001），程度不同，在两个队列中都是如此（图1）。观察到中度相关（r > 0.30） between: (i) IL-6 and IL-10; and (ii) IL-6 and IL-1β; 在两个队列中。在ELFE中，脐血CRP水平也与脐血IL-6浓度中度相关（r = 0.39）。

母体血清生物标志物的浓度也几乎全部彼此显著正相关（p < 0.001），除了TNF-α与IL-1β（图1）。母体IL-10和IL-6浓度之间观察到强相关（r = 0.49）。

在同时拥有脐血和母体血清生物标志物数据的母子对亚群中（n = 402），IL-1β水平显示出弱相关（r = 0.28），尽管所有母体血清-脐血配对生物标志物之间的相关性均具有统计学意义（p < 0.02）（图1）。

在两个队列中，没有任何生物标志物与E-DII显著相关。

E-DII分数和生物标志物

在两个队列中，无论是在未调整还是完全调整的模型中，E-DII的三分位数与任何脐血生物标志物之间都没有显著关联（表3）。

在母体血清中，E-DII分数在第三三分位数与未调整分析中较高的血清IL-6水平相关（β 0.17 [95% CI 0.03, 0.30]），但这种关联在调整混杂因素后减弱（aβ 0.11 [?0.03, 0.26]）。

在ELFE中，测试的交互作用（孕前BMI和分娩方式）都不显著（p > 0.05）。然而，在EDEN中，我们检测到与分娩方式对脐血IL-1β和瘦素的交互作用（两者p交互作用= 0.02）（表4）。在未调整的分层分析中，E-DII分数在第三三分位数与器械或剖宫产分娩妇女中较高的IL-1β水平相关，但与阴道分娩无关（阴道分娩：0.07 [?0.20, 0.34]；器械/剖宫产0.59 [?0.01, 1.17]）。然而，这种关联在调整混杂因素后变得不显著（0.45 [?0.16, 1.06]）。关于瘦素，无论是在未调整还是调整后的模型中，没有任何估计达到统计学显著性。

敏感性分析

在完整案例分析中，EDEN中脐血生物标志物水平之间观察到的大多数关联幅度保持相似，除了E-DII第三三分位数与TNF-α之间的负关联变得统计学显著。母体血清IL-1β浓度与E-DII第三三分位数之间的关联也变得统计学显著（?0.27 [?0.51, ?0.02]）。

当模型额外调整全球饮食质量时，当从分析中排除双胞胎时，以及当排除有妊娠并发症的妇女时，大多数关联的幅度保持相似。然而，在调整全球饮食质量后，E-DII的第三三分位数与ELFE中较高的脐血IL-10水平相关（0.11 [0.01, 0.22]）。

讨论

这是第一个关于孕期膳食炎症潜力与炎症生物标志物关联的多队列研究，也是首批将其与脐血生物标志物浓度相关联的研究之一。我们没有发现整体关联的证据，尽管我们的一些发现表明，饮食的炎症潜力与分娩方式相互作用以影响炎症生物标志物水平。

DII最初是根据每种膳食成分对生物标志物IL-1β、IL-4、IL-6、IL-10、CRP和TNF-α的文献基础潜力构建的。尽管大多数研究在具有较高DII分数的成年人中观察到某些（IL-6、CRP、TNF-α）这些促炎生物标志物的较高水平，但在我们的研究中情况并非如此。然而，妊娠是一种独特的母胎免疫耐受状态，可能掩盖在正常状态下观察到的膳食炎症潜力与炎症生物标志物之间的关联。

几项研究分析了DII与在妊娠各个阶段从母体血液或血清收集的炎症生物标志物之间的关联。然而，据我们所知，这是第一项使用分娩时收集的母体炎症生物标志物分析关联的研究。一般来说，妊娠分为三个免疫阶段。第一阶段以植入所需的促炎状态为特征。在第二阶段，从促炎状态转变为抗炎状态，以确保胎儿生长和发育。在第三阶段，促炎细胞因子水平再次增加，为分娩做准备。某些炎症生物标志物的水平已被证明在整个妊娠期间变化，与提出的妊娠炎症阶段一致。对172项健康足月妊娠分娩妇女研究的系统评价证实，羊膜、绒毛膜、胎盘、蜕膜和子宫肌层都增加了七种促炎细胞因子的产生：IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α、环氧合酶-2 [COX-2]、前列腺素E₂ [PGE₂]和人类cathelicidin 18 [hCAP18]，与未分娩的健康足月妇女相比。这可能是我们分析中缺乏发现的原因之一。E-DII与炎症生物标志物之间的任何潜在关联可能被分娩诱导的细胞因子增强所掩盖。此外，尽管方向关联不一致，证据表明分娩诱导的细胞因子增加因分娩方式不同而以非线性方式变化。

关于母体IL-1β水平，孕早期IL-1β水平与孕前E-DII分数无关，而第二项研究显示与妊娠第三季度（但不是第二季度）IL-1β浓度呈U型关联。Venter等人发现DII与脐血IL-1β水平之间没有关联。奇怪的是，我们观察到在EDEN中E-DII第三三分位数与脐血IL-1β水平之间存在不显著的正关联，这种关联与分娩方式显著交互，并在器械/剖宫产分娩中显示出比阴道分娩更强的幅度。然而，在两个队列中，E-DII与IL-1β水平之间的关联都没有达到统计学显著性。

我们观察到在未调整