美国佛罗里达州极端高温与PM2.5暴露对早产及低出生体重风险的影响

《Frontiers in Environmental Health》：The association of extreme heat and PM2.5 with preterm birth and low birthweight in Florida, United States

　　

引言：气候变化导致的全球气温升高使得热浪变得更加频繁和强烈，空气质量恶化。极端高温和空气污染与不良出生结局相关，而空调（AC）可能减轻这种影响。本研究探讨了高温和PM_2.5与早产（PTB）及低出生体重（LBW）之间的关联，以及空调可用性的指标。

方法：研究人员利用佛罗里达州出生证明进行了一项回顾性队列研究，纳入4,514,067例出生（2000年至2022年）。天气数据来自参数-高程独立坡度回归模型（Parameter-elevation Regressions on Independent Sloped Model, PRISM），暴露根据母亲居住地址确定。评估了三种热浪定义，基于连续日最高温度超过第90百分位数。PM_2.5浓度（μg/m³）取自北美化学再分析（North America Chemical Reanalysis, NACR）数据集，并按孕期三分期取平均值。空调暴露通过房地产数据估算。采用Logistic回归估计调整后风险比（aRR）。

结果：研究人员发现，在孕早期，热浪事件内热浪天数增加与PTB风险增加相关（aRR 1.001，95% CI 1.001–1.002），而在孕中期（aRR 0.996，95% CI 0.995–0.997）和孕晚期（aRR 0.921，95% CI 0.920–0.922）呈负相关。在孕晚期观察到与足月LBW的负相关（aRR 0.981，95% CI 0.979–0.984）。孕早期PM_2.5暴露较高与PTB风险增加相关（aRR 1.010，95% CI 1.008–1.012），而孕早期PM_2.5浓度增加与LBW呈负相关（aRR 0.988，95% CI 0.984–0.992）。空调没有缓解效应。

讨论：这些结果表明，在定义热暴露时考虑持续时间和强度对于理解极端高温对妊娠的影响很重要。随着气候变化持续，需要提高热浪定义的可比性，以准确评估其公共卫生影响。

气候变化正改变天气模式和环境，进而对人类健康产生不利影响。热浪与空气污染已被证实与不良出生结局相关，但由于热浪定义不一致、地域差异和个体易感性不同，研究结果尚存争议。在佛罗里达州，高温和细颗粒物（PM_2.5）暴露问题尤为突出，该地区人口众多且气候炎热。本研究旨在评估极端高温和PM_2.5与早产（PTB）和足月低出生体重（LBW）的关联，并探索空调（AC）类型是否改变这些关联。

研究人员利用佛罗里达州卫生部2000—2022年出生证明，开展了一项大规模回顾性队列研究，共纳入4,514,067例单胎出生记录。热浪暴露基于母亲居住地址，从PRISM气象数据集获取每日最高温度，并根据去趋势后的温度超过第90百分位数定义热浪日，分别考察连续≥1、≥2、≥3个热浪日的三种持续时间定义。PM_2.5浓度取自北美化学再分析（NACR）数据集，按孕期三分期计算平均暴露量。空调类型通过房地产数据构建估算模型，并采用两步骤邻近匹配与出生记录关联。研究使用Logistic回归计算调整后风险比（aRR），控制父母种族/民族、教育程度、孕前体质指数、保险类型、WIC参与、饮酒等多种混杂因素，并通过链式方程多重插补处理缺失数据。PM_2.5分析子集包含2,253,882例出生，AC子集包含951,196例出生（2016—2021年）。敏感性分析包括替代热浪阈值（95th、98th）、控制季节性、不限制孕周的LBW分析、非去趋势温度以及热指数分析。

结果部分：
描述性分析显示，研究人群中PTB发生率为8.6%，足月LBW发生率为2.5%；黑人女性中PTB和足月LBW发生率分别为24.0%和29.0%，高于白人女性。

热浪、PM_2.5与PTB/足月LBW的关联方面，研究发现孕早期每个热浪日与PTB风险增加相关（aRR 1.002，95% CI 1.001–1.002），而孕中期（aRR 0.996，95% CI 0.995–0.997）和孕晚期（aRR 0.921，95% CI 0.920–0.922）则呈负相关；孕晚期热浪日与足月LBW呈负相关（aRR 0.981，95% CI 0.979–0.984）。PM_2.5每升高1 μg/m³，孕早期暴露增加PTB风险（aRR 1.010，95% CI 1.008–1.012），但降低足月LBW风险（aRR 0.988，95% CI 0.984–0.992），各孕期结果方向一致。控制季节性后上述关联基本保持。

空调类型效应修饰方面，未发现AC类型与热浪天数在任一孕期对PTB或LBW存在显著交互作用，分层分析结果与主分析方向一致。

敏感性分析显示，采用95th和98th百分位数热浪定义得出的关联与主分析一致；98th阈值下，孕中期连续2天和3天热浪日出现PTB风险增加，与主分析中孕中期负相关不同。不限制孕周的PM_2.5与LBW分析中，各孕期均呈正相关，与主分析（限制足月）相反。使用非去趋势温度时关联减弱。热指数（结合温度和湿度）在分娩前28天平均热指数每升高1°C，足月LBW风险增加（aRR 1.003，95% CI 1.001–1.005），但未发现热指数与PTB的关联。

讨论部分总结了本研究的主要发现：孕早期是热浪暴露对PTB影响的易感窗口，可能涉及胎盘发育和氧化应激机制；孕中晚期热浪与PTB的负相关可能源于早产缩短了暴露时间，而非保护效应，解读需谨慎。PM_2.5与PTB的正向关联与多数证据相符，而与足月LBW的负相关可能与当地PM_2.5水平较低、变异有限或残余混杂有关。热浪定义中温度指标和阈值的选择会影响关联估计，改进热浪定义的可比性对于准确评估气候健康影响至关重要。空调类型无效应修饰可能因AC数据仅反映类型而非实际使用，尚不能否定空调的缓解作用。研究局限性包括居住地址暴露分配可能引入错分、未考虑孕期搬迁、AC数据时间段较短以及结果可能不适用于不同气候地区。

研究人员得出的结论是：热浪暴露与孕早期PTB风险增加相关，与孕中晚期PTB和足月LBW风险降低相关；PM_2.5暴露与PTB风险增加相关。这些结果强调，在评估极端高温对出生结局的健康影响时，需细致考虑热浪定义的持续时间和强度；随着气候变化加剧极端高温事件的频率和强度，完善热浪定义的可比性将有助于准确评估其公共卫生后果，并为制定有针对性的干预措施提供依据。