西班牙裔儿童中PFAS暴露与25-羟基维生素D水平之间的关联

《Environmental Research》：Associations between PFAS exposure and 25-hydroxyvitamin D levels among Hispanic children

　　

摘要

背景

全氟烷基物质（PFAS）是一种持久性环境化学物质，可能影响维生素D水平。相关流行病学研究结果并不一致，且尚未探讨在西班牙裔人群中的关联情况，该群体面临更高的PFAS暴露风险和维生素D缺乏问题。

研究目的

量化西班牙裔儿童血浆PFAS浓度与血清25-羟基维生素D（25(OH)D）水平之间的关联。

研究方法

研究对象为参与“活力生活健康家庭”（VALE）研究的106名儿童，这是一项针对4至11岁西班牙裔儿童设计的为期10周的个性化生活方式干预项目。干预前通过液相色谱-串联质谱法检测血浆PFAS浓度，使用ELISA试剂盒检测干预前后的血清25(OH)D水平。通过线性混合回归模型分析各类PFAS与25(OH)D之间的关联，并调整相关混杂因素。同时运用主成分分析识别多种PFAS混合物的共同暴露情况。

研究结果

干预前后，血浆PFHxS浓度越高，血清25(OH)D水平也越高（平均差异为每增加一个对数值对应5.63 ng/mL，95%置信区间为1.81至9.37 ng/mL）。主成分分析共提取出4个特征成分。PFOA、PFNA和PFHpA的较高共同暴露水平（平均差异为1.94 ng/mL，95%置信区间为0.37至3.81 ng/mL），以及PFOS和PFHxS的较高共同暴露水平（平均差异为4.60 ng/mL，95%置信区间为2.75至7.35 ng/mL），都与较高的血清25(OH)D水平相关。在8岁以下儿童和男性中，这种关联更为显著。

研究结论

无论是单独还是以混合物形式存在的PFAS暴露，都会提升西班牙裔儿童的25(OH)D水平，这一现象在年龄较小的儿童和男性中更为明显。需要开展更多针对不同种族和族裔背景儿童的纵向研究，以进一步明确PFAS与维生素D之间的关联在年龄和性别层面的差异。

引言

全氟烷基物质（PFAS）是一类用于消费品和工业产品中的合成化学物质，常见于不粘锅、食品包装以及化妆品等领域。1, 2, 3, 4 这类物质在环境中难以降解，人类主要通过受污染的食品和饮用水2, 3, 4, 5，以及各类消费品接触到它们。¹ PFAS会在人体内长期存在，部分物质的半衰期甚至以年计。¹ 相较于成年人，儿童由于单位体重下的膳食摄入量更高，因此更容易受到PFAS的影响。⁶ 维生素D对维持代谢健康起着关键作用。7, 8 作为维生素D生物标志物的血清25-羟基维生素D水平偏低，与胰岛素抵抗和2型糖尿病的风险增加相关。9, 10 有研究认为维生素D平衡紊乱是PFAS暴露与代谢健康问题之间的关联机制。11, 12, 13 综合来看，PFAS的持久性以及维生素D对代谢健康的重要性，都凸显出研究儿童体内PFAS暴露与维生素D水平之间关联的必要性。

虽然维生素D可以通过阳光中的紫外线照射、天然食物或强化食品（如鱼类、牛奶、谷物）获取，但美国1至5岁的儿童中近一半，6至11岁的儿童中约70%的维生素D水平处于不足或缺乏状态。¹⁴ 维生素D可通过调节钙和磷的平衡来促进骨骼矿化。⁸ 儿童的维生素D不足标准为低于20 ng/mL，¹⁵ 而缺乏的标准则为低于12 ng/mL，这类状况会对骨骼健康产生不良影响。7, 16 体外和计算机模拟研究11, 13，以及最近的毒理学综述¹²均表明，PFAS可能通过直接与维生素D受体竞争结合，以及损害肝脏和肾脏功能，影响25(OH)D水平。不过目前关于PFAS暴露与25(OH)D关联的流行病学研究仍然有限。美国青少年的横断面研究显示，PFOS与维生素D水平呈负相关，而PFHxS则呈正相关。²¹ 相反，在一些前瞻性妊娠研究中，母亲的PFOS和PFHxS浓度越高，新生儿的维生素D水平也越高。17, 18 对孕妇的研究也发现了PFHxS、PFOS与25(OH)D之间存在类似的正相关关系。¹⁸ PFAS可能在维生素D受体处与维生素D代谢物竞争，11, 12, 13从而导致循环中的25(OH)D水平升高，同时改变维生素D受体的反应能力。还有多项研究发现，儿童和青少年（尤其是超重或肥胖群体）的血液PFAS浓度与骨密度存在负相关，而骨密度可作为维生素D活性的替代指标。¹⁹20, 21, 22, 23, 24 总体而言，现有证据表明PFAS暴露可能会影响儿童的维生素D代谢，但相关研究结果仍不一致。

据我们所知，目前还没有研究探讨过年轻西班牙裔儿童中PFAS暴露与25(OH)D水平之间的关系。西班牙裔儿童可能同时面临更高的PFAS暴露风险和更高的代谢疾病患病率，2, 3, 4, 6, 25, 26 而PFAS导致的维生素D水平变化可能进一步加剧这些风险。27, 28 对于这一易受影响的群体而言，识别出可改变的维生素D缺乏预测因子尤为重要，因为环境暴露可能会加剧他们的代谢健康差异。²² 因此，本研究旨在量化西班牙裔儿童血浆PFAS浓度与血清25(OH)D水平之间的关联。

章节节选

研究参与者

我们的研究对象来自“活力生活健康家庭”（VALE）研究，这是一项针对4至11岁西班牙裔儿童设计的为期10周的个性化生活方式干预项目。²⁹ 参与者居住在弗吉尼亚州普林斯威廉县。研究分多批招募，时间分别为2017年春季、2017年秋季、2018年春季、2019年春季、2020年春季、2020年秋季以及2021年春季。VALE项目通过开展相关教育，帮助参与者在饮食、身体活动及行为习惯方面做出有益的改变。此外，我们还

研究人群

表1展示了研究人群的社会人口学特征及人体测量数据分布情况。参与研究的儿童平均年龄为7.85岁，标准差为1.48岁。约60%的儿童为男性，大约75%（共42名）的参与者表示自己平时的户外身体活动量处于中等至较高水平。超过80%的参与者自称具有中美洲血统，其中大部分来自萨尔瓦多（占比64.7%）。大多数（63%）儿童的母亲拥有高中学历

主要研究结果

在本研究中，我们分析了西班牙裔儿童血浆PFAS浓度与血清25(OH)D水平之间的关联。血浆PFHxS浓度越高，血清25(OH)D水平也越高。此外，血浆中PFOA、PFNA和PFHpA浓度较高的共同暴露情况（即第3个特征成分），以及PFOS和PFHxS浓度较高的共同暴露情况（即第4个特征成分），也与较高的25(OH)D水平相关。不过，血浆PFUnDA和PFDoDA浓度较高的情况则

CRediT作者贡献说明

Roy Gerona：撰写——审阅与编辑、验证、监督、资源提供、方法设计、研究实施、正式分析。Rooshna Mohsin：撰写——审阅与编辑、初稿撰写、数据可视化、软件使用、方法设计、正式分析。Michael S. Bloom：撰写——审阅与编辑、初稿撰写、监督、方法设计、资金申请、概念构思。Robyn Mehlenbeck：撰写——审阅与编辑、项目管理、方法设计、资金申请，

伦理声明

本研究方案已获得乔治梅森大学机构审查委员会的批准（审批协议编号为1757180）。在家长/监护人签署书面知情同意书之前，我们向他们以及儿童详细说明了研究的目的是和流程，儿童也给出了同意意见。

资金支持

本研究得到了国家环境健康科学研究所（NIEHS）的R03ES035536-01项目资助、乔治梅森大学的跨学科研究计划支持，以及波托马克健康基金会的资助。

利益冲突声明

? 作者声明存在以下可能被视为利益冲突的财务利益/个人关系：Michael Bloom表示自己获得了国家环境健康科学研究所的经费支持；Sina Gallo表示自己获得了波托马克健康基金会的经费支持；Virginia Espina表示自己与Ignite Proteomics存在咨询或顾问关系，同时还拥有一项由大学所有/许可的专利

致谢：

我们要感谢参与本研究的所有学生实习生，以及当地的学校、Mason and Partners诊所和马纳萨斯公园社区中心等合作伙伴。同时，也要感谢Lameck Chiwaka博士在整理和准备我们的生物样本清单及最终数据集过程中所付出的辛勤努力。

Rooshna Mohsin|Roy Gerona|Sina Gallo|Margaret T. Jones|Jenna R. Krall|Allison J. McKay|Virginia Espina|Veronica G. Sanchez|Daniel Tomer|Robyn Mehlenbeck|Michael S. Bloom

美国弗吉尼亚州费尔法克斯市，乔治梅森大学公共卫生学院全球与社区健康系