上海出生队列中孕期接触全氟和多氟烷基物质与儿童骨密度之间的关系

《Journal of Hazardous Materials》：Prenatal exposure to per- and polyfluoroalkyl substances and child bone mineral density from the Shanghai Birth Cohort

　　

摘要

目前关于产前全氟和多氟烷基物质（PFAS）暴露与儿童骨密度之间的关联证据较为有限。在上海出生队列的755对母子中，研究人员使用高效液相色谱/串联质谱法检测了孕妇孕早期血浆中的10种PFAS，并通过双能X射线吸收测定法评估了儿童的腰椎骨密度。研究采用了多元线性回归、贝叶斯核机器回归和分位数g计算等方法。总体分析显示，PFHpA与较高的总骨密度存在潜在关联（β = 0.13；95%置信区间：0.00，0.27）。按性别分类的分析则表明可能存在性别差异：在女孩中，PFDA和PFDoA与总骨密度呈负相关（β分别等于?0.29；95%置信区间：?0.57，0.00以及?0.27；95%置信区间：?0.50，?0.04），而在男孩中，PFHpA与总骨密度呈正相关（β = 0.20；95%置信区间：0.04，0.37）。贝叶斯核机器回归分析表明，在较高分位数时，女孩的混合效应倾向于为负，而男孩则为正。在分位数g计算模型中，男孩的L3部位骨密度与PFAS的正相关最为明显（β = 0.23；95%置信区间：0.00，0.45）。我们的研究结果为产前PFAS暴露可能与儿童骨密度存在关联提供了初步证据，且这种关联可能存在性别差异。

引言

自20世纪中叶以来，全氟和多氟烷基物质（PFAS）已被广泛应用于各种工业产品及消费品中[1]、[2]、[3]。由于具有强碳-氟键，PFAS在极端环境条件下仍能保持化学和热稳定性[2]。因此，PFAS分解极为缓慢，会在环境中长期存在，并在人体及其他生物体内积累[4]、[5]、[6]。

骨骼发育始于胎儿早期，受内分泌、营养和环境因素的影响[7]。生物监测研究表明，全球范围内的孕妇普遍接触过PFAS[8]。最近的一项元分析指出，多种PFAS能够有效通过胎盘传递，这意味着发育中的胎儿可能在骨骼发育的关键时期接触到这些物质[9]、[10]。鉴于PFAS具有干扰内分泌的特性，实验研究已证明，产前PFAS暴露可能会影响骨骼的形成与矿化过程，表现为骨密度降低以及骨细胞分化异常[11]、[12]。然而，关于PFAS暴露与后代骨密度之间关系的流行病学证据仍然有限。以往的大多数人类研究都针对单一PFAS化合物，并采用横断面设计，这限制了我们对产前暴露、混合效应以及儿童后期骨骼发育情况的推断[13]、[14]、[15]、[16]、[17]、[18]，而且关于潜在性别差异的研究结果也并不一致[17]。

在这项前瞻性队列研究中，我们探讨了产前接触单一PFAS及PFAS混合物与儿童骨密度之间的关联，并分析了这些关联是否存在性别差异。

章节节选

研究人群

上海出生队列是中国建立的一个基于人口的出生队列研究项目[19]。2013年至2016年间，研究人员从上海的六家三级医院招募了孕妇。符合条件的参与者为年龄在20岁及以上、计划在这家医院分娩、打算在上海居住至少两年且同意参与后续评估的女性。在收到的4127名女性的申请中，排除了流产、死产等情况后，共有3692对母子被纳入研究范围。

研究人群的特征

表1展示了研究人群的特征。最终用于分析的样本为755对母子。母亲的平均年龄为29.6岁（标准差为3.5岁）；大多数女性的教育程度为本科或更高（占比72.7%），且表示自己的经济状况良好（占比86.1%）。大多数参与者为初产妇（占比82.9%），41.3%的人有主动或被动吸烟的习惯，15.8%的人在怀孕前的体重指数超过24.0公斤/平方米。在7年的随访期间，儿童的平均年龄为6.9岁（标准差为

讨论

在这项前瞻性出生队列研究中，我们获得了初步证据，表明产前PFAS暴露可能与儿童骨密度存在关联，且这种关联可能存在性别差异。总体分析显示，PFHpA与总骨密度存在潜在的正相关关系。按性别分类的分析则表明，女孩的PFDA和PFDoA与总骨密度呈负相关，而男孩的PFHpA与总骨密度呈正相关。贝叶斯核机器回归和分位数g计算分析得出的趋势大体一致，

结论

我们的研究结果表明，产前PFAS暴露可能与儿童骨密度存在关联，且这种关联可能存在性别差异。在混合效应分析中，男孩的相关数值通常为正，而女孩的相关数值则多为负，但统计上的不确定性较大。综合来看，这些研究结果表明，正在发育中的骨骼可能是PFAS毒性的潜在作用靶点。未来需要进一步的研究来验证这些发现。

环境意义

由于全氟和多氟烷基物质在环境中的持久性极强，人类广泛接触这类物质引发了人们的担忧。这项前瞻性队列研究提示，产前PFAS暴露可能与儿童骨密度存在关联，且可能存在性别差异。尽管不同PFAS物质、不同骨骼部位以及不同的分析方法所得出的结果存在差异，但这些发现仍凸显出有必要开展更多研究来重复验证这些观察结果。

CRediT作者贡献说明

娄凌燕：论文撰写——初稿撰写、可视化处理、软件应用、方法设计、正式分析、数据整理、概念构建。陈倩：论文撰写——审阅与编辑、研究指导、资源提供、实验开展、数据整理、概念构建。徐健：论文撰写——审阅与编辑、研究指导、资源提供、实验开展、数据整理、概念构建。田颖：论文撰写——审阅与编辑、结果验证、研究指导、资源提供、方法设计、实验开展、概念构建。张军：论文撰写——审阅

利益冲突声明

作者声明，他们不存在任何可能影响本研究结果的已知财务利益或个人关系。

致谢

作者衷心感谢所有参与本研究的受试者。同时，我们也感谢上海出生队列研究项目的工作人员在数据收集方面所给予的帮助。

资金支持

本研究得到了中国国家自然科学基金（项目编号：82273646）以及上海市卫生健康委员会（项目编号：2020CXJQ01）的资助。

资助方的作用

这些资助方并未参与本研究的设计与实施，也未参与数据的收集、管理、分析及解释工作，更未参与手稿的撰写、审阅或批准流程；

娄凌燕|陈倩|徐健|田颖|张军|金鸿|张琳|王辉

中国上海交通大学医学院新华医院，教育部-上海儿童环境健康重点实验室，上海200092