细颗粒物组分在围受孕期关键窗口期对先天性心脏病的差异性影响

《Environmental Pollution》：Differential Impacts of Fine Particulate Matter Constituents on Congenital Heart Disease across Critical Periconceptional Windows

　　

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  围孕早期PM₂.₅成分暴露与冠心病风险增加有关，尤其是大动脉转位。
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  PM₂.₅与冠心病关联最强的时期为孕前阶段。
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  孕前期以硫酸盐和炭黑占主导。
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  后期阶段以炭黑和硝酸盐为主要贡献者。
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  母亲较高的社会经济地位、多产和未补充叶酸会加剧PM₂.₅对冠心病的影响。

引言

先天性心脏病（CHD）是最常见的出生缺陷，全球每1000名活产婴儿中有9.1例受影响。¹ 它是婴儿和幼儿因出生缺陷死亡的首要原因，占相关死亡的30%-50%。² 尽管其具有重要的临床和公共卫生意义，但CHD的病因仍未完全阐明，且缺乏基于证据的一级预防策略。迄今为止，已确立的病因仅能解释20%-30%的CHD病例，大多数病例被认为源于遗传易感性与环境暴露之间的相互作用。³ 因此，越来越多的研究关注CHD的可改变环境决定因素。⁴

在快速城市化和工业化的背景下，空气污染已成为一个紧迫的全球健康挑战。世界卫生组织（WHO）估计，全球99%的人口吸入的空气超过推荐的质量标准，最高暴露发生在资源有限地区，如中国。⁵ 在各种污染物中，细颗粒物（PM_2.5，空气动力学直径≤2.5 μm）因其已证实的不良健康效应而被突出为重大威胁。⁶ 值得注意的是，PM₂.₅暴露对心血管结局似乎没有安全阈值。⁷ 日益令人担忧的是，新兴证据表明PM₂.₅可发挥跨胎盘心脏毒性作用，可能增加胎儿CHD的风险。^{8, 9, 10}

至关重要的是，PM_2.5并非一种均匀的污染物，而是一种由化学性质不同的成分组成的复杂混合物，主要包括炭黑（BC）、有机物（OM）、硫酸盐、铵盐和硝酸盐，每种成分对人体健康具有独特的毒性。¹¹ 尽管动物研究已将某些PM_2.5成分，尤其是BC和OM，与胎儿心脏异常联系起来，但人类证据尚缺乏。¹² 迫切需要一项全面的人群水平研究来阐明各成分的特异性关联，并确定PM_2.5中最具心脏毒性的成分。确定最有害的成分将有助于针对特定排放源，例如与交通相关的BC、燃煤产生的硫酸盐或硝酸盐的二次气溶胶形成，而非仅依赖总PM_2.5质量的削减，从而最大化公共卫生干预在CHD早期预防中的效率，并减轻PM_2.5相关CHD日益增长的负担。

为弥补这一空白，我们利用中国南方跨度二十年的多中心CHD特异性主动监测网络，开展了一项大型病例对照研究，系统探讨围孕早期PM_2.5成分暴露与CHD风险的关联，包括总体风险及各亚型风险。我们在心脏胚胎发育的三个关键围孕时间窗口中量化了这些关联：孕前3个月、敏感期（妊娠第3-8周）和第一孕期。我们还考察了所有成分的单独效应和混合效应，并识别了潜在的效果修饰因素。

各节摘要

研究设计与人群

我们使用了广东省先天性心脏病登记（GRCHD）的数据，该登记是一项自2004年起持续进行的病例对照研究。它在广东省21个城市的40个合作中心中运作，构成一个CHD特异性主动监测网络。¹⁰ CHD病例由各合作中心强制报告给GRCHD，并由至少两名资深儿科心脏专家双重确认。对照组从无先天畸形的胎儿和婴儿中随机选取，并且

描述性结果

表1总结了2004年至2022年期间22,946名参与者的特征，包括12,680例CHD病例和10,266例非CHD对照。与对照组相比，CHD病例更可能为非活产、非单胎、低出生体重和早产（P < 0.05）。CHD病例的母亲更可能年龄超过35岁、为农村居民、少数民族，且家庭收入较低、受教育程度较低、产次较高（P < 0.05）。她们的比例也更高

讨论

这项大型病例对照研究将围孕早期PM_2.5成分暴露与CHD风险增加联系起来，而大动脉转位是受影响的CHD亚型中最严重的一种。所有五种成分均观察到线性暴露-反应关系。关联的强度在孕前3个月达到峰值，之后逐渐减弱。孕前期以硫酸盐和BC对观察到的关联贡献最大，而后期以BC和硝酸盐为主导。PM_2.5

CRediT作者贡献声明

陈美梅： 撰写–审稿与编辑、验证、监督、资源、项目管理、方法学、概念化。林娴： 撰写–审稿与编辑、撰写–原稿撰写、可视化、验证、软件、方法学、调查研究、形式分析。魏晶： 撰写–审稿与编辑、验证、方法学、形式分析、数据整理。庄健： 撰写–审稿与编辑、监督、资源、项目管理、数据整理、概念化。

伦理声明

已获取所有参与者或其法定代表的书面知情同意书，同意参加本研究并发表本文。参与者的隐私权已得到尊重。

本研究严格按照研究所在地相关法律法规、监管框架和指南进行。本研究按照STROBE标准执行。本研究已获广东省人民医院伦理委员会批准。（批准号（No.

利益披露

作者声明无利益冲突。

数据共享

由于数据管理要求和患者隐私考虑，原始数据的访问可通过联系通讯作者王建章（[e-mail]）和陈美梅（[e-mail]）获得，请求将在12周内予以回复。

资助

本研究由国家自然科学基金（82304115）、广东省科技计划项目（GDPH-KD022021034）、世界卫生组织合作中心支持资金（KY012026176）和广东省重点领域研发计划（DFJH201802 和 KJ012019424）资助。各资助方或基金方未参与研究设计、数据收集、数据分析、结果解释、发表决定或

利益冲突声明

? 作者声明不存在可能影响本文所报道工作的已知竞争性经济利益或个人关系。

Yanji Qu|林娴|魏晶|Liu Xiaoqing|Liu Shao|Michael S. Bloom|Ximeng Wang|Gao Xiangmin|Wu Yong|Xinli Zhou|Jian Zhuang|Wangjian Zhang|Jimei Chen