产前环境空气污染与出生时胎盘表观遗传妊娠年龄之间的关联

《Environmental Epidemiology》：The association of prenatal ambient air pollution with placental epigenetic gestational age at birth

胎盘表观遗传发育年龄与妊娠期臭氧及PM10暴露相关，显示空气污染物通过DNA甲基化影响胎儿生物成熟度。

　　本研究探讨了孕期暴露于空气污染物与胎盘表观遗传学妊娠年龄之间的关系，为理解环境因素对胎儿发育的影响提供了新的视角。空气污染已被广泛认为是导致不良出生结局的重要风险因素，包括低出生体重、早产和婴儿死亡率上升。尽管已有大量研究揭示了空气污染对出生后健康的影响，但其具体的生物机制，尤其是与胎儿发育过程中的表观遗传变化之间的关系，仍然不明确。胎盘作为母体与胎儿之间的关键桥梁，在胎儿营养供应、生长调控和发育过程中发挥着至关重要的作用，而表观遗传学变化，特别是DNA甲基化（DNAm），可能在这一过程中扮演重要角色。

DNA甲基化是一种重要的表观遗传调控机制，能够通过影响基因表达来响应环境变化。近年来，基于DNA甲基化的表观遗传年龄估计方法逐渐成为评估生物年龄和发育状态的有力工具。这些方法通过分析特定的DNA甲基化位点，可以较为准确地预测个体的年龄，并反映其生物学上的成熟度。研究者发现，孕期暴露于高浓度的臭氧（O?）和PM??与胎盘表观遗传学妊娠年龄的减缓有关，这表明胎儿在出生时可能表现出较低的生物成熟度。这种现象可能与环境暴露对胎盘细胞组成、基因表达和表观遗传调控的干扰有关。

本研究利用103对母子样本，结合孕期和备孕期间的空气污染数据，分析了其对胎盘表观遗传学妊娠年龄的影响。研究结果表明，O?和PM??的暴露水平与胎盘表观遗传学妊娠年龄的减缓存在显著关联。在孕期的第二和第三阶段，O?和PM??的暴露对表观遗传学妊娠年龄的影响尤为明显，这可能与胎儿发育过程中关键的生理变化和神经发育阶段有关。此外，通过每周的分布式滞后模型（DLMs），研究者进一步确认了O?和PM??暴露的关键时间窗口，主要集中在孕期第21至31周以及第21至29周，这些时间点可能与胎盘发育的动态变化和胎儿对环境刺激的敏感性有关。

在分析过程中，研究者采用了两种不同的表观遗传学妊娠年龄指标：内在（intrinsic）和外在（extrinsic）。内在表观遗传学妊娠年龄加速或减缓反映了在排除细胞组成差异后，胎儿发育过程中DNA甲基化变化所反映的生物年龄变化，而外在表观遗传学妊娠年龄加速或减缓则考虑了细胞组成和环境因素的综合影响。结果显示，外在表观遗传学妊娠年龄减缓与孕期暴露水平密切相关，这可能意味着胎儿在出生时的发育状态受到环境因素的显著影响。

为了确保研究的可靠性，研究者还对多种潜在的混杂因素进行了调整，包括母亲的年龄、种族、民族、教育水平、家庭收入、孕前体重指数（BMI）、婴儿性别、出生季节以及研究地点。这些调整有助于更准确地评估空气污染对表观遗传学妊娠年龄的影响，减少其他变量对结果的干扰。研究发现，O?和PM??的暴露与胎盘表观遗传学妊娠年龄的减缓存在显著的统计学关联，而NO?和PM?.?的暴露则未显示出类似影响。这一发现进一步支持了空气污染对胎儿发育可能产生复杂影响的假设。

值得注意的是，本研究的样本中，女性婴儿和来自低收入家庭的婴儿更可能表现出表观遗传学妊娠年龄的减缓。这可能与性别差异、胎儿发育模式以及环境暴露对不同群体的影响程度有关。尽管如此，由于样本量较小，研究者并未对性别进行单独分析，未来的研究需要进一步探索性别特异性的影响。

研究者还指出，空气污染对表观遗传学妊娠年龄的影响可能受到多种因素的制约，包括胎盘细胞组成、环境暴露的持续时间以及个体差异。因此，尽管研究结果具有一定的统计学意义，但仍需更多的研究来验证这些发现的普遍性和机制。此外，由于空气污染水平的估计依赖于母亲的居住地址，可能无法完全反映个体暴露的真实情况。更精确的空间-时间预测模型可能会提供更详细的信息，有助于进一步研究空气污染对胎儿发育的具体影响。

本研究的结论表明，孕期尤其是中晚期暴露于O?和PM??，可能对胎儿的生物成熟度产生负面影响，进而影响其长期健康和发育。这一发现不仅强调了空气污染对胎儿发育的潜在危害，也提示了在孕期采取措施减少空气污染暴露的重要性。此外，胎盘表观遗传学妊娠年龄作为一项新型的生物标志物，为评估早期环境暴露对胎儿发育的影响提供了新的视角。未来的研究应进一步探讨这些表观遗传变化如何影响胎儿的健康和发育，并结合多学科方法，深入理解空气污染与表观遗传调控之间的复杂关系。

本研究的局限性包括未能考虑室内或交通相关的空气污染物，以及未能全面分析不同污染物之间的相互作用。此外，由于研究样本来自一个专注于自闭症风险的队列，其结果可能无法推广到更广泛的孕妇群体。因此，未来的研究需要扩大样本范围，并采用更全面的暴露评估方法，以提高研究的代表性和可靠性。

综上所述，本研究通过结合表观遗传学分析和空气污染数据，揭示了孕期暴露于空气污染物与胎盘表观遗传学妊娠年龄之间的关系，为理解环境因素对胎儿发育的影响提供了新的证据。这一发现不仅有助于进一步探索空气污染对健康和发育的潜在影响，也为制定更有效的孕期健康干预措施提供了理论支持。