《International Journal of Hygiene and Environmental Health》:Prenatal per- and polyfluoroalkyl substance levels and childhood rubella incidence up to age 6 years: the Japan Environment and Children’s Study
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专业摘要翻译:
全氟及多氟烷基物质(per- and polyfluoroalkyl substances, PFAS)因其潜在的免疫抑制作用而引发关注。然而,孕期PFAS暴露与儿童风疹之间的关联尚不明确。本研究旨在探讨孕期PFAS暴露是否与儿童风疹发病相关。
专业摘要翻译:
全氟及多氟烷基物质(per- and polyfluoroalkyl substances, PFAS)因其潜在的免疫抑制作用而引发关注。然而,孕期PFAS暴露与儿童风疹之间的关联尚不明确。本研究旨在探讨孕期PFAS暴露是否与儿童风疹发病相关。研究人员分析了日本环境与儿童研究(Japan Environment and Children’s Study, JECS)的数据,纳入孕期血浆PFAS浓度已测定的母亲所生育的儿童。主要结局为照护者报告的、经医生诊断的6岁前风疹发病。研究人员分析了检出频率超过60%的7种PFAS,采用logistic回归评估PFAS浓度与风疹发病的关联,并进行年龄分层分析、使用分位数g计算(quantile g-computation)评估混合效应,以及采用条件logistic回归进行巢式病例对照敏感性分析。在25,253名符合条件的儿童中,排除多胞胎中的非首胎及数据缺失者后纳入15,694名,其中43名儿童出现照护者报告的、经医生诊断的风疹。在回归分析和年龄分层分析中均未观察到母亲PFAS浓度与儿童风疹发病之间存在显著关联。混合暴露分析同样未显示显著关联,巢式病例对照敏感性分析结果也与之相似。结论:研究人员未发现孕期母亲PFAS暴露与6岁前儿童风疹发病之间存在统计学显著关联。然而,风疹病例数量有限降低了检测微弱关联的统计效能,需要更大规模的研究加以验证。
论文解读文章
一、研究背景与问题
风疹是一种具有高度传染性的病毒性疾病,孕期感染可导致先天性风疹综合征(congenital rubella syndrome, CRS),表现为听力损失等多种严重出生缺陷。世界卫生组织估计全球每年约有10万名婴儿因CRS出生缺陷而受影响。在日本,风疹疫苗已纳入常规儿童免疫规划,采用麻疹-风疹(measles-rubella, MR)联合疫苗两剂次接种方案,首剂通常在1岁时接种。尽管如此,日本在2011至2013年及2018年仍报告了周期性风疹暴发。
全氟及多氟烷基物质(PFAS)是一类合成环境化学物质,其免疫毒性效应已受到广泛关注。已有研究提示PFAS暴露可能增加儿童普通感冒和扁桃体炎的发生频率,并可能削弱疫苗接种后的抗体反应。然而,关于PFAS暴露与风疹发病之间关联的研究十分有限。波士顿出生队列研究显示,母亲PFAS暴露与麻疹疫苗免疫反应降低相关,但未观察到与风疹特异性免疫反应的明确关联。此前尚无出生队列研究以风疹发病作为主要结局来探讨孕期PFAS暴露的影响。因此,本研究利用日本环境与儿童研究(JECS)这一大规模前瞻性出生队列,旨在阐明孕期PFAS暴露与6岁前儿童风疹发病之间的潜在关联。
二、研究设计与方法
研究人员分析了JECS队列数据,该队列由日本环境省资助,于2011至2014年间从日本15个地区中心招募孕妇,共产生103,040例妊娠记录。本研究纳入具有孕期母体血浆PFAS测量数据、活产结局及至少6年随访数据的母婴对。在25,253名符合条件的活产儿童中,排除多胞胎中的非首胎及数据缺失者后,最终纳入15,694名儿童,其中43名儿童经照护者报告并由医生诊断为风疹。
母体血浆样本于孕早期或登记时采集,采用蛋白沉淀结合自动化固相萃取和柱切换液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)测定PFAS浓度。检出频率超过60%的7种PFAS纳入分析,包括全氟辛酸(PFOA)、全氟辛烷磺酸(PFOS)、全氟壬酸(PFNA)、全氟癸酸(PFDA)、全氟十一酸(PFUnA)、全氟己烷磺酸(PFHxS)和全氟十三酸(PFTrDA)。低于方法检出限的浓度以检出限的一半进行插补。
风疹发病通过照护者问卷每6个月评估一次,从6个月至6岁共12次随访,由照护者报告经医生诊断的风疹。统计分析采用单变量和多变量logistic回归,PFAS浓度经log2转换后纳入模型,比值比(odds ratio, OR)表示PFAS浓度每增加一倍时风疹发病风险的变化。协变量根据有向无环图(directed acyclic graph, DAG)确定,并遵循事件每变量(events-per-variable, EPV)至少10的准则,构建精简模型和全模型。此外还进行了年龄分层分析、分位数g计算(quantile g-computation)混合效应分析、基于项目反应理论(item response theory, IRT)的PFAS暴露负担评分分析,以及巢式病例对照敏感性分析。
三、研究结果
3.1 参与者特征
风疹组儿童中幼儿园出勤比例较高,兄弟姐妹或照护亲属存在比例较高,而风疹疫苗接种史比例低于非风疹组。两组间其他特征无显著差异。风疹组中PFOA、PFTrDA和PFHxS的中位浓度高于非风疹组。
3.2 单一PFAS与风疹发病的关联
单变量和多变量logistic回归分析显示,7种PFAS均未与风疹发病呈现统计学显著关联。在精简模型中,各PFAS的OR值介于0.97至1.19之间;在全模型中,OR值介于0.97至1.18之间,所有置信区间均包含1。
3.3 巢式病例对照敏感性分析
将43名风疹患儿按出生年份、地区中心、儿童性别和风疹疫苗接种状态进行精确匹配,各匹配2名对照,采用条件logistic回归分析。结果与主分析一致,7种PFAS均未显示显著关联,效应估计值与主分析大体相当。
3.4 混合暴露分析
分位数g计算分析显示,7种PFAS同时增加一个四分位数时,单变量分析中OR为1.33(95%置信区间:0.90-1.96),全模型多变量分析中OR为1.35(95%置信区间:0.91-1.99),均未达到统计学显著性。基于IRT的PFAS暴露负担评分分析同样未显示显著关联,各模型中每四分位距增加的OR值约为1.13至1.15。
四、讨论与结论
本研究未发现孕期PFAS暴露与6岁前儿童风疹发病之间存在统计学显著关联,这一结果与既往多项关于PFAS暴露与风疹相关免疫结局的流行病学研究基本一致。波士顿出生队列研究未观察到母亲PFAS暴露与儿童风疹特异性免疫球蛋白G反应之间的关联,挪威和美国的其他研究也未发现显著关联。然而,挪威一项研究曾报告PFAS暴露与风疹抗体水平呈显著负相关,但这些研究主要评估抗体反应而非临床发病结局。
研究人员指出,虽然PFAS可穿过胎盘导致胎儿在免疫系统发育关键期暴露,并可能通过调节核因子κB和过氧化物酶体增殖物激活受体等信号通路产生免疫毒性,但本研究结果提示这一机制框架可能不完全适用于风疹发病的情境。可能的原因包括:以母体PFAS浓度作为胎儿暴露的替代指标可能限制检测能力;即使PFAS削弱疫苗效力,其程度可能不足以影响感染保护;风疹可能具有区别于其他病毒感染的免疫学特征。
研究存在若干局限性。首先,分析仅限于活产婴儿,若PFAS暴露影响流产概率,可能引入选择偏倚。其次,未评估风疹疫苗接种状态对关联的效应修饰作用。第三,仅测量了孕期母体PFAS浓度,缺乏儿童体内PFAS数据,无法区分产前与产后暴露。第四,部分儿童出生于2011至2013年风疹暴发之后,暴露于风疹病毒的机会可能有限。第五,部分风疹感染为无症状,且缺乏母亲风疹感染史和免疫状态的详细信息。最后,风疹发病基于照护者报告而非医疗记录或实验室确认,可能存在结局误分类;且2岁问卷仅覆盖18至24个月期间的感染,12至18个月期间的感染未被收集,可能导致病例低估。
研究结论:本研究未发现孕期母亲PFAS暴露与6岁前儿童经医生诊断的风疹发病之间存在统计学显著关联。然而,鉴于风疹病例数量有限以及其他不确定性来源,包括潜在的残余混杂和结局误分类,这些发现应谨慎解读。未来需要纳入更多经确认风疹病例的更大规模研究,以阐明孕期PFAS暴露与儿童风疹发病之间的潜在关联。