《Environmental Pollution》：Aerosol pH Associated with Preterm Birth Risk: Unmasking the Hidden Role of Atmospheric Acidity in Maternal-Fetal Health
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摘要早产（PTB）仍是全球健康挑战，大气颗粒物（PM）暴露被视为可改变的风险因素。作为 PM 的主要化学成分，硫酸盐、硝酸盐和铵盐（SNA）与 PTB 有关。然而，流行病学与毒理学证据之间的差异阻碍了对 SNA 健康影响的理解，因此需要潜在的调节因子来解释其生物学影响。在本研
摘要
早产（PTB）仍是全球健康挑战，大气颗粒物（PM）暴露被视为可改变的风险因素。作为 PM 的主要化学成分，硫酸盐、硝酸盐和铵盐（SNA）与 PTB 有关。然而，流行病学与毒理学证据之间的差异阻碍了对 SNA 健康影响的理解，因此需要潜在的调节因子来解释其生物学影响。在本研究中，我们提出气溶胶酸性是 PM 生物活性的关键调节因子。在北京出生队列（2,520 例单胎妊娠，2022 年 11 月 1 日至 2023 年 10 月 31 日）中，我们评估了分孕期的 SNA 和气溶胶酸性暴露。此外，应用分布滞后模型（DLMs）识别关键暴露窗口并估计 PTB 风险的比值比（ORs）。我们的研究结果证明了气溶胶酸性对 PTB 风险具有显著的孕期特异性影响。孕中期暴露期间气溶胶 pH 值每降低 1 个单位，PTB 风险显著增加（调整后 OR = 1.54, 95% CI: 1.02-2.07）。按周特异性分析确定了第 21 至 27 孕周为气溶胶酸性暴露的最易感窗口，在孕晚期中期观察到 PTB 风险升高。这些识别出的关键窗口与胎盘血管重塑高峰期重合。通过弥合流行病学与毒理学之间的差异，我们的研究结果确立了气溶胶酸性作为 PTB 预防的新颖、可操作目标。我们主张将气溶胶酸性指标纳入空气质量评估，并优先控制 SNA 排放——中国北方的主要酸性驱动因素——以保护脆弱的孕期窗口。
引言
早产（PTB），定义为妊娠 37 周或之前分娩，是围产期发病率和死亡率的 Leading 贡献因素（Saigal and Doyle, 2008）。它不仅直接导致新生儿死亡，还施加了残疾的长期负担。全球 PTB 率一直在上升（Chawanpaiboon et al., 2019），空气污染作为可改变的风险因素日益凸显（Cai et al., 2020）。研究表明，孕期暴露于大气颗粒物（PM）可导致包括 PTB 在内的各种不良结局（Yu et al., 2022）。在 PM 成分中，硫酸盐、硝酸盐和铵盐（SNA）在中国城市细气溶胶质量中占主导地位（Hong et al., 2022; Sun et al., 2019; Xu et al., 2019），并在流行病学上与 PTB 风险相关（Cai et al., 2020; Jiao et al., 2024; Rappazzo et al., 2015）。然而，毒理学研究报告纯 SNA 颗粒在环境水平下无效应（Reiss et al., 2007），暗示存在缺失的调节因子来解释 SNA-PTB 关联。
在本研究中，我们假设气溶胶酸性——量化为 pH 值——通过作为增强颗粒毒性的外部物理化学修饰因子，调节气溶胶 SNA 对早产风险的生殖毒性。作为与 SNA 水平密切相关的关键指标，气溶胶酸性影响大气水中的各种多相化学反应，影响酸性和碱性物质的吸收以及气溶胶的相分布和成分（Tang et al., 2026; Tilgner et al., 2021）。在机制上，气溶胶酸性通过（1）增加氢离子（H+）生物利用度，引发氧化应激（Nandi et al., 2019），以及（2）催化金属溶解（Nandi et al., 2019），这是一条与胎盘功能障碍相关的途径（Veras et al., 2008），从而增强 PM 毒性。众多流行病学研究已确立了酸性气溶胶与负面健康影响之间的联系，包括呼吸道症状（Dockery et al., 1996）、肺功能异常（Raizenne et al., 1996）和各种流行病学结局（Brauer et al., 1995）。尽管有证据将酸性与呼吸道发病率联系起来，但其增强 PTB 风险的影响和作用仍未被探索。
本研究试图通过分析具有按周解析气溶胶酸性数据的北京出生队列（n=2,520）来弥合这一差距。采用回顾性设计，我们分析了孕妇队列的数据，以评估整个孕期气溶胶酸性暴露与 PTB 之间的关联。我们旨在量化酸性对 PTB 风险的孕期特异性影响并识别关键暴露窗口。通过关注气溶胶酸性及其对 PTB 的影响，本研究预计将为 PM2.5 化学成分的生殖毒性提供机制见解。
章节片段
研究设计与人群
分析最初包含 2561 条来自中日友好医院普通产科和国际产科的出生记录。随后对孕龄超过 42 周、死产、结局不确定和多胎妊娠的记录进行了排除。因此，研究纳入了 2520 条单活产记录，时间从 2022 年 11 月 1 日至 2023 年 10 月 31 日。本研究已获批准
人群特征
最初共有 2561 条来自两个科室的出生记录被纳入分析。我们进一步排除了孕龄超过 42 周、死产、结局不明确和多胎妊娠的记录。我们还删除了没有居住地址或居住在北京以外的记录。此外，由于样本量有限，排除了极早产和超极早产的病例。最后，2520 条单活产记录在 2022 年 11 月 1 日至
主要发现
基于北京一家大型医院的分娩数据，本研究考察了气溶胶酸性暴露与 PTB 风险之间的分孕期和按周特异性关联。我们发现与孕中期气溶胶酸性暴露相关的 PTB 风险增加。据我们所知，以前很少有研究调查气溶胶酸性对不良出生结局的影响。重要的是，我们的分析确定了第 21–27 孕周为关键暴露窗口，与
大气化学转变与政策启示
在过去十年中，北京 PM2.5 的化学成分发生了显著变化（Zhang et al., 2022），特点是由于严格的二氧化硫控制和移动源贡献增加，硫酸盐下降和硝酸盐质量分数上升（Cao et al., 2025）。这种转变对区域气溶胶酸性产生重大影响。尽管硫酸盐大幅减少，但硝酸盐分数的同步激增保持了低气溶胶 pH 水平，并稳定了颗粒酸性
结论
我们的研究结果识别气溶胶酸性为 PTB 的可改变风险因素，强调了需要针对性政策来减轻酸性空气污染物，特别是在孕晚期。近年来，中国北方 PM2.5 中下降的硫酸盐和增加的硝酸盐质量分数推动了气溶胶酸性的变化（Ding et al., 2019）。鉴于过去十年 SNA 变化趋势继续，气溶胶酸性水平将继续变化，其影响
CRediT 作者贡献声明
Wang Xinhua: 形式分析。 Chen Yanting: 形式分析，数据整理。 Han Bin: 写作 - 审查与编辑，写作 - 原稿，可视化，验证，软件，方法论，调查，资金获取，形式分析，概念化。 Xu Ying: 数据整理。 Guo Liyao: 形式分析。 Xu Jia: 可视化，软件，形式分析。 Bai Zhipeng: 写作 - 审查与编辑，验证，监督，资源，项目管理，方法论，调查，资金
未引用参考文献
中华医学会妇产科学分会产科学组，2024。
竞争利益声明
? 作者声明他们没有任何已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本论文中报告的工作。
致谢
本研究由国家重点研发与科技部发展计划（资助编号 2023YFC3708305; 2019YFE0115100）以及国家自然科学基金委员会（资助编号42277429; 42477104）和国家高水平医院临床研究资助（资助编号 2024-NHLHCRF-PYⅡ-27）资助。
Bin Han|Yanting Chen|Jia Xu|Xinhua Wang|Liyao Guo|Ying Xu|Xiaoyu Pan|Zhipeng Bai
生态环境标准与风险评估国家重点实验室，中国环境科学研究院，北京，100012，中国
