生命早期暴露于PM2.5质量浓度及其组分与儿童贫血的关联：一项基于中国、印度和非洲的横断面研究

《Ecotoxicology and Environmental Safety》：Associations of early-life exposure to PM 2.5 mass and its components with childhood anemia: A cross-sectional study in China, India, and Africa

　　

儿童贫血仍是一项重大公共卫生问题，但关于生命早期暴露于PM2.5质量浓度及其组分与儿童贫血跨区域关联的证据仍有限。研究人员开展了一项横断面研究，纳入来自中国、印度及26个非洲国家共449,894名5岁以下儿童。利用NASA的MERRA-2再分析数据估算了产前、产后及累积暴露的PM2.5及五种组分（炭黑、有机碳、硫酸盐、粉尘、海盐）。儿童贫血患病率在中国为26.9%，印度为62.6%，非洲为64.5%。在多变量logistic回归模型中，累积PM2.5暴露每升高1 μg/m3，中国（比值比[OR]=1.019，95%置信区间[CI]：1.009–1.028）、印度（OR=1.009，95% CI：1.008–1.009）和非洲（OR=1.001，95% CI：1.000–1.002）儿童贫血发生风险均升高。有机碳和粉尘在三个地区均呈正向关联。累积PM2.5暴露的人群归因分数（PAF）在中国为28.46%，印度为10.64%，非洲为0.69%。各组分中，有机碳和炭黑在中国的正向PAF估计值最大，粉尘在印度的估计值最大，有机碳和粉尘在非洲的估计值最大。总体而言，研究结果凸显了针对区域差异的空气质量策略的潜在价值，即在控制总PM2.5质量浓度的同时，优先关注具地方相关性的组分，特别是中国的含碳气溶胶、印度的粉尘相关PM2.5，以及非洲的有机碳与粉尘。

研究背景与立项依据

儿童贫血（定义为血红蛋白浓度和/或红细胞数量不足以满足生理需求）是全球重大公共卫生问题，在5岁以下儿童中尤为突出。既往证据多聚焦成人、孕妇或单一区域，生命早期PM_2.5暴露与儿童贫血的关联在低中等收入国家（LMICs）中证据稀缺。PM_2.5来源兼具人为与自然源，其健康效应可能因浓度、来源和化学组分而异。中国、印度与非洲合计占全球人口逾50%，儿童贫血患病率高且环境社会经济背景差异大，但既往研究缺乏统一框架下的跨区比较。为此，研究人员采用统一分析框架，利用个体级数据检验生命早期PM_2.5质量浓度及五种气溶胶组分（black carbon, BC；organic carbon, OC；sulfate, SO₄^2-；dust；sea salt）与儿童贫血的关联，并假设暴露越高贫血风险越高，且组分效应因区域暴露谱和人群易感性而异。

主要技术方法概述

研究人员整合两项数据源：印度与非洲26国2000–2022年Demographic and Health Surveys（DHS）两阶段整群抽样数据，以及中国2016–2017年"中国儿童与乳母营养健康监测"五省（山东、贵州、广东、江苏、内蒙古）多阶段分层整群数据，最终纳入中国7202人、印度262,828人、非洲179,864人。暴露端采用NASA MERRA-2（0.5°×0.625°月度表面浓度）重构PM_2.5=dust+sea salt+BC+OC+SO₄^2-×132.14/96.06，按经纬度匹配产前（出生前9月）、产后（出生至测Hb）、累积（受孕至测Hb）窗口。结局为海拔校正后Hb<11.0 g/dL（WHO标准）。协变量含儿童/母亲/家庭/气象（ERA5温湿度）多层因素。统计采用多变量logistic回归得OR(95%CI)，自然立方样条评非线性，参数g-computation算PAF（总质量以WHO 2021年5 μg/m³为反事实，组分以区域暴露第5百分位为参照），随机效应meta合并三区，分层与敏感性分析（加调O₃/SO₂/CO、缩窗1年、混合效应模型）验稳健性。

研究结果

3.1 参与者特征

三国贫血组普遍更低龄、更高出生序、农村占比高、母亲教育低；印度非洲贫血组多来自大家庭、贫困、非清洁炊事、母亲贫血。中国贫血组二手烟暴露更高。暴露均值上，印度贫血儿各窗口PM_2.5及五组分均显著更高；中国仅海盐偏低、粉尘无差；非洲硫酸盐偏低、产后BC无差。

3.2 PM_2.5质量及组分与儿童贫血的关联

累积PM_2.5每增1 μg/m³，中国OR=1.019、印度1.009、非洲1.001，均正向。OC三区全正向（中1.062/印1.003/非1.010）；BC在中印正向（1.120/1.082）、非洲不显著；SO₄^2-仅印正向、非反向、中不显著；dust三区正向（中1.058/印1.026/非1.001）；sea salt中非空反向、印正向。产前产后窗口模式相近。随机效应meta中仅产前OC合并OR=1.009显著，总PM_2.5合并OR约1.006–1.010边缘显著。

3.3 PM_2.5质量及组分相关儿童贫血PAF

累积PM_2.5 PAF：中28.46%、印10.64%、非0.69%。组分PAF：中国OC 17.24%与BC 16.61%最大；印度dust 8.33%最大，次为BC 3.61%、SO₄^2- 3.17%；非洲OC 1.29%、dust 0.58%，sea salt与SO₄^2-呈负值。

3.4 分层分析

中国：母亲低教育者PM_2.5/BC/OC/dust关联更强。印度：城市与高财富户PM_2.5关联更强（城OR=1.012 vs 乡1.008）。非洲：农村与中低财富户总PM_2.5关联更强，但BC/OC在城市更高、dust在农村更高。

3.5 敏感性分析

追加气体污染物调整、暴露缩窗至1年、混合效应模型，三区方向量级基本不变。

讨论部分总结

研究人员指出，总PM_2.5质量关联三区一致正向，但组分呈强区域异质：OC与dust跨区正向，BC限于中印，SO₄^2-与sea salt方向不一，可能反映二次气溶胶老化、海盐氯损耗及共污染物混合差异而非独立生物效应。PAF表明中国碳质气溶胶、印度粉尘、非洲OC+dust分别主导可归因负担。产前产后均显著提示妊娠高通气与胎盘氧化应激、生后免疫系统未熟均系易感窗口。分层异质由区域污染源（城市交通工业vs农村生物质与撒哈拉粉尘）与社会决定因素（教育、财富、炊事燃料）共同塑造。研究优势在统一框架、大样本个体数据、组分分解、三窗口与PAF量化；局限为横断面不能因果、MERRA-2空间粗且有意省略硝酸盐/铵盐致跨区低估偏差、疟疾/地贫/膳食等残杂。

结论翻译

在该横断面研究中，生命早期环境PM_2.5质量浓度升高与中国、印度和非洲儿童贫血风险升高相关。然而，PM_2.5质量浓度及其组分与儿童贫血关联的幅度与模式在中印非存在差异，组分特异性关联方向及潜在可归因负担的区域异质性尤为显著。中国的含碳气溶胶（特别是有机碳与炭黑）应受特别关注，印度应关注粉尘相关PM_2.5，非洲则应关注有机碳与粉尘。该研究发表于《Ecotoxicology and Environmental Safety》。