孕期室外PM2.5暴露与孟加拉国早产风险的关联：基于2022年人口与健康调查数据的全国性研究

《Discover Public Health》：Association between outdoor PM2.5 exposure during pregnancy and preterm birth in Bangladesh using demographic and health survey data 2022

　　

摘要专业翻译 背景：孟加拉国长期位居全球细颗粒物（PM2.5）污染最严重的国家之列，然而关于孕期PM2.5暴露与早产（PTB）之间关联的证据仍然有限。因此，研究人员评估了孕期不同阶段室外PM2.5暴露与早产之间的关联。 方法：研究人员利用孟加拉国人口与健康调查（BDHS）数据开展了这项横断面研究。最终分析样本包括2017年至2022年间发生的8,059例分娩，以及相应的社会人口学、医疗保健可及性和生殖特征数据。研究人员利用基于卫星的模型估算了月度室外PM2.5浓度，并将其与每个调查集群进行关联。研究人员采用多变量逻辑回归，在逐步调整的模型中估计PM2.5暴露与早产之间的关联。 结果：研究期间月均PM2.5浓度为67.9 μg/m3。在完全调整模型中，整个孕期PM2.5暴露每增加10 μg/m3，早产几率增加16%（OR = 1.16，95% CI：1.06–1.26）。此外，与最低暴露四分位数（Q1）相比，最高PM2.5暴露四分位数（Q4）在完整孕期期间的早产几率显著更高（OR = 1.46，95% CI：1.11–1.93）。孕前、孕早期、孕中期和孕晚期期间的PM2.5暴露与早产无显著关联。居住地和就医距离是完整孕期PM2.5暴露与早产关联的显著效应修饰因子。暴露-反应分析显示存在非线性关联，在较高PM2.5浓度下早产预测概率上升更为陡峭。 结论：研究人员的研究揭示了孕期PM2.5暴露与早产几率增加之间存在显著关联。这些发现凸显了采取有针对性的具体干预措施以减少空气污染暴露并保护脆弱人群的必要性。

论文解读文章

一、研究背景与意义

空气污染是全球重大环境健康风险，2023年估计导致全球约790万人死亡，其中低收入和中等收入国家（LMICs）承受的负担尤为突出。细颗粒物（PM_2.5，空气动力学直径≤2.5 μm）是空气污染物中最有害的成分之一，其微小粒径可深入呼吸道并引发全身性炎症及其他不良生物效应。越来越多的证据表明，孕妇和发育中的胎儿可能对PM_2.5尤为敏感，母体暴露与包括早产（PTB，即妊娠满37周前分娩）在内的不良出生结局相关。

早产是全球新生儿发病和死亡的主要原因，2020年约有1,340万婴儿早产，并伴随儿童期乃至成年期的不良健康后果，包括神经发育受损和心肺疾病。已知的早产风险因素包括社会经济状况、多胎妊娠、孕产妇健康行为和慢性疾病等，而环境暴露尤其是室外PM_2.5空气污染已被认为是早产的关键贡献因素。已有荟萃分析显示，孕期全程PM_2.5暴露每增加10 μg/m³与早产风险增加5%相关，但不同研究之间关联的强度和暴露时间窗口仍存在异质性。这种异质性可能反映暴露水平、人群特征、暴露评估方法和分析方法的差异，因此需要针对不同孕期阶段暴露的研究，尤其是在PM_2.5暴露水平较高的人群中，以更好地刻画潜在的关键易感窗口。

孟加拉国是研究这些关联的重要场所。2023年，孟加拉国以79.9 μg/m³的年均PM_2.5浓度位居全球之首，约为世界卫生组织（WHO）年度指南值（5 μg/m³）的16倍。PM_2.5的主要来源包括车辆排放、砖窑、工业活动、道路扬尘、生物质燃烧和跨境污染。然而，将孟加拉国环境PM_2.5与不良妊娠结局相关联的流行病学证据仍然有限，现有研究多集中于人群层面的归因负担和空间格局，而非估计孕期特定阶段个体母体PM_2.5暴露与早产之间的关联。因此，开展全国性评估具有重要意义，因为PM_2.5暴露和早产风险可能因地理、社会经济和医疗保健条件的不同而变化。

二、研究设计与方法概述

研究人员利用孟加拉国人口与健康调查（BDHS）2022年数据集开展了这项横断面研究，该调查采用两阶段分层整群抽样设计，具有全国和次国家级代表性。最终分析样本包括2017年至2022年间发生的8,059例单胎活产，其中早产635例（7.9%），足月产7,424例（92.1%）。研究人员使用华盛顿大学圣路易斯分校大气成分分析组开发的全球网格化PM_2.5数据集（V6.GL.02），该数据集整合了多种NASA卫星仪器的气溶胶光学厚度（AOD）数据与GEOS-Chem化学传输模型输出，经残差卷积神经网络（CNN）精化并利用地理加权回归（GWR）进行全球地面观测校准，空间分辨率为0.01°×0.01°。研究人员以城市集群2公里缓冲区和农村集群5公里缓冲区提取2016至2022年月度PM_2.5估计值，并将室外PM_2.5暴露分配到五个暴露窗口：完整孕期（9个月或以上）、孕前（受孕前3个月）、孕早期（第1–3个月）、孕中期（第4–6个月）和孕晚期（第7个月至分娩）。早产结局基于母亲报告的以完整月数记录妊娠时长，将少于9个完整月定义为早产。研究人员采用调查加权多变量逻辑回归，建立三个逐步调整的模型：模型1为仅含PM_2.5暴露的粗模型；模型2额外调整个体和社会人口学特征；模型3（完全调整模型）进一步纳入医疗保健可及性和生殖特征。此外还进行了四分位数分类分析、基于限制性三次样条的暴露-反应曲线分析、亚组与交互作用分析以及多项敏感性分析，包括留一法分析、替代协变量调整和产后PM_2.5暴露的阴性对照分析。

三、主要研究结果

3.1 研究人群特征：在纳入的8,059例单胎活产中，早产患病率随PM_2.5暴露四分位数升高而增加，从Q1的6.9%升至Q4的11.0%。母亲教育水平和财富状况在早产组与足月组之间存在显著差异，早产患病率从无教育母亲的5.0%升至高等教育母亲的9.6%，从最贫困五分位数的6.1%升至最富裕五分位数的11.0%。男性婴儿早产患病率高于女性婴儿（9.2% vs. 7.1%），报告就医距离不是大问题的母亲早产患病率高于报告为大问题的母亲（9.3% vs. 6.8%）。

3.2 暴露分布：研究期间出生期平均PM_2.5暴露为67.9 μg/m³。早产病例更集中于孟加拉国中部和南部地区，平均PM_2.5浓度范围约为20至超过100 μg/m³。早产患病率在大城市最高（10.4%），其次为城镇（8.8%）和乡村（7.4%）。

3.3 主要回归分析：完整孕期PM_2.5暴露与早产几率增加持续相关——每增加10 μg/m³，粗模型中早产几率增加19%（OR = 1.19，95% CI：1.09–1.29），调整社会人口学特征后为16%（OR = 1.16，95% CI：1.07–1.27），完全调整后估计值相似（OR = 1.16，95% CI：1.06–1.26）。孕前和孕早期暴露在任何模型中均与早产无显著关联。孕中期和孕晚期暴露在粗模型中与早产相关，但在调整后模型中关联减弱。

3.4 分类暴露分析：以最低暴露四分位数（Q1）为参照，完整孕期最高暴露四分位数（Q4）在所有三个模型中均与早产几率显著升高相关（完全调整模型OR = 1.46，95% CI：1.11–1.93）。其他暴露窗口的PM_2.5四分位数与早产之间未显示统计学显著关联。

3.5 暴露-反应分析：限制性三次样条模型显著优于线性模型（Wald p < 0.001），表明存在非线性关联。线性模型显示早产预测概率随暴露范围逐渐增加，而样条模型显示在约80 μg/m³以下变化相对较小，在较高浓度时上升更为陡峭，提示PM_2.5暴露与早产的关联在较高暴露水平下更强。

3.6 亚组与交互作用分析：居住地和就医距离显著修饰了完整孕期PM_2.5暴露与早产的关联。农村居民中关联显著（OR = 1.27，95% CI：1.14–1.41），而城市居民中不显著（OR = 0.91，95% CI：0.78–1.06；交互作用p < 0.001）。报告就医无困难的母亲中关联更强（OR = 1.35，95% CI：1.17–1.55），而报告就医距离为大问题的母亲中较弱（OR = 1.06，95% CI：0.93–1.20；交互作用p = 0.048）。母亲年龄、教育、财富或婴儿性别的交互作用检验均未达统计学显著。

3.7 敏感性分析：依次添加产前保健访视、饮用水源、厕所类型、母亲识字率和居住地区后，估计值与完全调整模型相似。留一法分析中，移除出生顺序和居住地后关联方向和显著性保持不变。阴性对照分析中，产后3个月（OR = 1.02，95% CI：0.98–1.05）和6个月（OR = 1.04，95% CI：0.99–1.09）PM_2.5暴露均与早产无关，与孕期暴露的关联形成对比。

四、讨论与结论

研究人员的研究发现与来自低收入和中等收入国家及高收入国家的既往研究结果基本一致。例如，一项覆盖15个非洲国家的研究报告PM_2.5暴露每增加一个四分位间距（33.9 μg/m³）与早产几率升高相关（OR 1.08），美国的一项人群队列研究也报告了完整孕期暴露的类似关联（OR 1.19）。研究人员认为，农村居民中关联更强可能反映农村人群额外暴露于家庭固体燃料使用、农业燃烧等本地来源，同时产前和急诊产科护理可及性更有限；就医距离的差异修饰效应可能反映医疗保健可及性、社会经济条件或医疗保健利用模式的差异。暴露-反应曲线的非线性模式提示，在较高累积暴露水平下，PM_2.5可能通过增加氧化应激和全身性炎症、导致内皮和胎盘功能障碍等途径促进早产。研究的主要优势包括全国城乡覆盖的抽样分布、每个集群的精细尺度PM_2.5浓度数据以及对社会人口学和医疗保健相关协变量的综合调整。局限性包括横断面设计限制因果推断、集群层面暴露分配可能无法捕捉个体或室内暴露、基于母亲报告的以完整月数记录的妊娠时长可能存在回忆或报告误差、排除调查时已死亡的儿童可能引入与存活相关的选择偏倚、无法纳入其他空气污染物（如NO₂和O₃）以及缺乏母亲吸烟和详细烹饪燃料使用等潜在混杂因素信息。

研究结论：研究人员的研究揭示了孟加拉国PM_2.5暴露与早产之间存在显著正相关，且关联因居住地而异，农村人群中效应更强。总体而言，该研究为PM_2.5对孟加拉国早产的不良影响提供了全面证据，将空气污染确定为降低早产风险的潜在可修饰风险因素。当前发现可为未来研究奠定基础，尤其是纵向队列和病例对照设计对于建立更稳健的证据是必要的。