产前邻苯二甲酸酯暴露与孕期各阶段母体免疫细胞谱的关联

《Frontiers in Public Health》：Associations between prenatal phthalate exposure and maternal immune cell profiles across trimesters

　　

摘要
引言：邻苯二甲酸酯（PAEs）是一类内分泌干扰化学物，然而产前PAE暴露与母体外周血免疫细胞之间的关联仍不清楚。研究人员招募了2,581名孕妇，其中孕早期（孕1–12周）287名，孕中期（孕13–27周）807名，孕晚期（孕28周至分娩）1,487名。本研究旨在阐明孕期尿液邻苯二甲酸酯（PAEs）代谢物水平与母体免疫细胞谱特征之间的关联。方法：首先，研究人员采用非参数检验（Kruskal-Wallis检验）分析了三个孕期的母体PAE代谢物和免疫细胞计数（白细胞、淋巴细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、单核细胞和血小板）的差异。随后，使用线性回归模型量化PAE代谢物与免疫细胞计数之间的相关性，同时采用限制性立方样条（RCS）分析探讨两者之间的剂量-反应关系。最后，使用贝叶斯核机器回归（BKMR）评估PAE代谢物与免疫细胞之间的非线性关联。结果：研究发现，每个孕期内母体PAE代谢物和母体免疫细胞计数均存在孕期阶段差异。线性回归识别出特定PAE代谢物与免疫细胞亚群之间的显著关联，而RCS模型进一步证实了多种代谢物的剂量-反应关系。BKMR分析突出了PAE代谢物联合暴露与嗜碱性粒细胞、单核细胞和淋巴细胞之间的非线性关联。讨论：总之，本研究初步确立了产前母体暴露于PAE代谢物与母体外周血免疫细胞之间的关联，强调了孕期PAE暴露的潜在免疫调节作用。然而，由于本研究主要基于流行病学研究，所有发现均应谨慎解读。

论文解读：产前邻苯二甲酸酯暴露与孕期母体免疫细胞谱的关联

一、研究背景与目的

邻苯二甲酸酯（Phthalates, PAEs）作为一类广泛存在的内分泌干扰化学物（Endocrine-disrupting chemicals, EDCs），具有致癌及干扰激素功能的特性。尽管PAEs已被公认为有害EDCs，但当前关于其免疫调节潜力的研究仍显不足。PAEs主要存在于化妆品和塑料添加剂中，可通过呼吸道吸入、口服摄入和皮肤渗透进入人体，最终经尿液和粪便排出，因此尿液和血液中的PAE代谢物可作为评估体内PAE暴露负荷的可靠生物标志物。PAE污染物及其代谢衍生物在体内吸收后可蓄积于血液、尿液和母乳中，并能够穿透胎盘屏障，可能干扰胎儿生殖发育。已有流行病学数据证实PAE污染与不良母体健康结局相关，但基于人群的PAE免疫毒性研究仍相对匮乏。

哺乳动物免疫系统是一个复杂且精细调控的生物网络，其功能失调与多种非传染性疾病的发生密切相关。妊娠期，尤其是孕早期，伴随剧烈的激素变化，母体免疫系统发生重塑，使孕妇更易出现妊娠并发症。母体免疫细胞，如自然杀伤（Natural killer, NK）细胞、巨噬细胞、T淋巴细胞和树突状细胞，对妊娠维持至关重要。妊娠期间免疫细胞谱发生生理性变化：白细胞和中性粒细胞水平在孕27至33周中度升高后于妊娠晚期下降，而嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞计数从孕早期至足月呈现持续下降趋势。然而，PAE暴露是否与孕期不同阶段母体外周血免疫细胞数量变化相关，尚缺乏系统研究。

基于此，本研究从遵义出生队列（Zunyi Birth Cohort, ZBC）纳入2,581名孕妇，采用多种统计学分析方法，旨在系统探索孕期尿液PAE代谢物浓度与母体外周血免疫细胞数量之间的孕期特异性关联，为母婴健康干预策略提供参考依据。

二、研究方法概述

本研究为横断面设计，研究对象来自遵义出生队列（ZBC），该队列为2020年4月至2022年5月建立的前瞻性研究。共纳入2,581名孕妇，其中孕早期287名（孕1–12周）、孕中期807名（孕13–27周）、孕晚期1,487名（孕28周至分娩）。尿液PAE代谢物采用气相色谱-质谱联用（Gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS）技术检测；免疫细胞参数采用日本希森美康（Sysmex）XN-9000全自动血液分析仪，结合电阻抗与激光散射技术检测白细胞、淋巴细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、单核细胞和血小板计数，并通过瑞氏-吉姆萨染色人工复核确保准确性。独立变量包括10种PAE代谢物：邻苯二甲酸单乙酯（MEP）、邻苯二甲酸单丁酯（MBP）、邻苯二甲酸单异丁酯（MiBP）、邻苯二甲酸单甲酯（MMP）、邻苯二甲酸单正丁酯（MnBP）、邻苯二甲酸单（2-乙基己基）酯（MEHP）、邻苯二甲酸单（2-乙基-5-羟基己基）酯（MEHHP）、邻苯二甲酸单（2-乙基-5-氧代己基）酯（MEOHP）、邻苯二甲酸单辛酯（MOP）和邻苯二甲酸单苄酯（MBzP）。统计方法包括：Kruskal-Wallis检验分析孕期差异；线性回归模型量化PAE代谢物与免疫细胞的关联；限制性立方样条（Restricted cubic spline, RCS）分析剂量-反应关系；贝叶斯核机器回归（Bayesian kernel machine regression, BKMR）评估混合暴露效应。所有模型均调整了母体年龄、教育程度、职业、婚姻状况、孕前体质指数（BMI）、吸烟史、配偶教育程度与职业、家庭年收入、孕周及配偶吸烟史等混杂因素。

三、主要研究结果

3.1 参与者特征

研究共纳入2,581名孕妇，各孕期孕周分别为：孕早期10±2周，孕中期21±4周，孕晚期36±3周。参与者以20–35岁为主（94%），80%户主为中等教育水平，95%为已婚。孕期主动吸烟较少见，但二手烟暴露普遍。差异分析发现，三个孕期在母体职业史、孕前体质指数（BMI）、配偶职业史和家庭年收入方面存在显著差异。

3.2 孕妇尿液中PAE代谢物浓度与血液免疫细胞水平

PAE代谢物浓度和免疫细胞计数呈非正态分布，以中位数表示。各孕期MBP浓度最高（孕早期113.4 μg/L Cr，孕中期124.3 μg/L Cr，孕晚期112.6 μg/L Cr），MBZP浓度最低。Kruskal-Wallis检验显示，MEP、MIBP、MEHP、MEOHP、MEHHP和MECPP在三个孕期存在显著差异。免疫细胞方面，白细胞、中性粒细胞和单核细胞随孕期持续升高，而淋巴细胞和血小板逐渐降低，嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞先升后降。相关性分析显示，MEP、MIBP、MBP、MEHP、MOP、MEOHP和MEHHP之间呈强正相关（相关系数大多在0.76–0.98之间）。

3.3 PAE代谢物与母体免疫细胞的关联

线性回归模型显示，孕早期未观察到显著关联。孕中期，MOP与白细胞呈正相关（β=0.34）；MEHP和MECPP与淋巴细胞呈负相关（β分别为?0.04和?0.05），MOP与淋巴细胞呈正相关（β=0.07）；MMP与嗜碱性粒细胞呈负相关，MOP与嗜碱性粒细胞呈正相关。孕晚期，MMP和MEHP与白细胞呈正相关（β均为0.16）；MEP和MEHP与中性粒细胞呈正相关（β分别为0.15和0.18）；MEHP与嗜酸性粒细胞呈负相关（β=?0.006）；MMP、MBZP和MEOHP与嗜碱性粒细胞呈轻微负相关；MIBP和MOP与单核细胞呈负相关；MEOHP与血小板减少相关（β=?5.58）。

3.4 PAE代谢物与母体免疫细胞间的非线性关系

RCS分析显示：孕早期，MEOHP与白细胞计数呈非线性关联，MOP或MEOHP与中性粒细胞/单核细胞计数呈非线性关联。孕中期，MBZP与嗜碱性粒细胞呈非线性关联。孕晚期，MEP、MEHP和MBZP与白细胞呈非线性关联；MEHP和MEOHP与淋巴细胞呈非线性关联；MEP、MIBP、MEHP、MOP、MBZP和MECPP与中性粒细胞呈非线性关联；MEHP与嗜酸性粒细胞呈非线性关联；MEP、MIBP、MBP、MOP、MEOHP和MEHHP与嗜碱性粒细胞呈非线性关联；MEP、MIBP、MBP、MEHP和MOP与单核细胞呈非线性关联；MIBP与血小板计数呈非线性关联。

3.5 PAE代谢物与母体免疫细胞的联合关联

BKMR分析显示：孕早期，PAE代谢物混合暴露与白细胞和中性粒细胞计数显著负相关。孕中期，混合暴露与淋巴细胞和中性粒细胞呈负相关，与嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞呈正相关，但均无显著性。孕晚期，PAE代谢物与淋巴细胞计数显著负相关，与嗜碱性粒细胞呈负相关，与单核细胞呈正相关（均不显著）。

四、讨论与结论

本研究中，孕妇尿液PAE浓度范围为0.08–124.33 μg/L Cr，与天津地区报告水平相当，低于武汉和河北的污染水平，但高于印度人群。白细胞和中性粒细胞在孕晚期达到峰值，血小板和淋巴细胞在妊娠晚期最低，嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞在孕中期最丰富，与既往研究一致。研究证实了PAE暴露对淋巴细胞和单核细胞数量的影响，验证了PAEs的免疫调节特性。PAEs可通过破坏免疫细胞内信号转导、抑制单核细胞和中性粒细胞吞噬功能、诱导氧化应激等方式产生毒性；还可通过竞争性结合性激素受体、甲状腺激素受体、过氧化物酶体增殖物激活受体（Peroxisome proliferator-activated receptors, PPARs）和芳香烃受体（Aryl hydrocarbon receptor, AhR）等核受体，干扰母体内分泌-免疫轴协调功能。妊娠晚期代谢酶表达升高促进PAE转化为活性代谢物MEHP和MEOHP，进而激活PPAR和AhR信号通路，使免疫表型向促炎或免疫抑制状态转变。氧化应激、核受体信号和炎症基因调控之间的相互作用形成协同毒性网络，其强度取决于妊娠特异性胎盘代谢能力。

本研究存在以下局限性：横断面设计无法推断因果关系；未考虑重金属等其他环境污染物共暴露的交互作用；尿液标本采用塑料离心管收集可能存在PAE浸出风险；缺乏机制层面的分子调控网络研究。总之，本研究初步确立了孕妇尿液中PAE代谢物与不同孕期母体免疫细胞计数的关联，强调孕期PAE暴露的潜在免疫调节作用，但所有发现仍需谨慎解读，未来需前瞻性队列和机制研究加以验证。该论文发表在《Frontiers in Public Health》。