《Environment International》:Associations between maternal blood lead concentration during pregnancy and trajectories of wheezing and asthma in offspring: The Japan Environment and Children’s study (JECS)
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本文针对“产前铅暴露对儿童早期喘息和哮喘轨迹的影响”这一尚不明确的问题,研究人员利用日本环境与儿童研究(JECS)大型队列数据,通过轨迹模型分析了母体妊娠期血铅浓度与儿童0-4岁呼吸道表型的关系。研究发现,即使在当代低暴露水平下,较高的母体血铅水平仍与儿童持续性喘息和哮喘风险增加相关,强调了孕期降低铅暴露的公共卫生重要性。
儿童哮喘是影响全球数百万儿童健康的重大慢性疾病。尽管医疗不断进步,其发病率在部分国家和地区仍居高不下。世界卫生组织指出,儿童哮喘与多种早期生命事件(如低出生体重)和环境因素(如室内外空气污染、烟草烟雾、粉尘)密切相关。铅作为一种广泛存在于环境中的重金属污染物,是这些危险因素中值得关注的一员。过去已有研究将铅暴露与不良神经发育和低出生体重联系起来,然而,关于其在儿童哮喘发生中的作用,科学界的证据却呈现出矛盾与不确定性。尤其在当前全球范围内铅暴露水平普遍降低的背景下,妊娠期低水平的铅暴露是否仍会对儿童的呼吸健康构成威胁?这种影响的模式是短暂还是持续性的?这些问题尚未得到充分解答。针对上述知识空白,一项发表在《Environment International》期刊上的研究,利用日本一项超大型出生队列的数据,对母体妊娠期铅暴露与儿童早期(0-4岁)喘息和哮喘的轨迹模式进行了深入探索。
为了回答这些问题,研究人员采用了以下几项关键技术方法:首先,研究数据来源于日本环境与儿童研究(JECS)这一全国性大型出生队列,共分析了87,041对母婴数据。其次,核心暴露指标是于孕中晚期采集的母体全血样本,并通过电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)精确测量了其中的铅浓度。再次,研究结果指标为儿童1-4岁期间每年通过国际儿童哮喘和过敏研究(ISAAC)问卷评估的喘息和哮喘情况。最后,在统计分析上,研究使用了基于组的轨迹模型识别儿童喘息/哮喘的不同发展模式,并采用贝叶斯二项逻辑回归模型分析了母体血铅浓度五分位数与不同轨迹组的关联。
研究结果
1. 参与者特征与铅暴露水平
被纳入分析的87,041对母婴的基线特征显示,与排除的参与者相比,两组间的标准化均值差异(SMD)普遍较小。母体血铅浓度的中位数(四分位距)为5.8 (4.7–7.3) ng/g,约合0.6 (0.5–0.8) μg/dl,这表明该人群处于较低的铅暴露水平。
2. 喘息与哮喘的轨迹识别
通过对儿童1-4岁数据的分析,研究识别出喘息和哮喘各自具有四种相似的轨迹模式:
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从不/偶发组:在所有时间点均无或极少发生喘息/哮喘的儿童(占比:喘息69.3%,哮喘90.7%)。
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早发暂现组:仅在2岁前出现喘息/哮喘,之后消失的儿童(占比:喘息18.9%,哮喘1.3%)。
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晚发组:在3岁后才开始出现喘息/哮喘的儿童(占比:喘息5.8%,哮喘6.3%)。
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持续组:在1-4岁期间所有时间点均报告有喘息/哮喘的儿童(占比:喘息6.0%,哮喘1.7%)。
3. 母体血铅浓度与呼吸道轨迹的关联
以“从不/偶发组”为参照,贝叶斯回归模型分析揭示了母体血铅水平与特定呼吸道轨迹之间的剂量-反应关系:
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对于喘息:较高的母体血铅(第三至第五五分位数)与“早发暂现”和“持续”喘息的风险增加相关。与血铅最低五分位数(Q1)相比,最高五分位数(Q5)与“早发暂现”喘息的风险比(aRR)为1.11,与“持续”喘息的风险比为1.31。
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对于哮喘:较高的母体血铅与“晚发”和“持续”哮喘的风险增加相关。与Q1相比,Q5与“晚发”哮喘的风险比为1.08,与“持续”哮喘的风险比为1.31。
这些关联在当代典型的低暴露范围内依然显著。
研究结论与重要意义
本研究的主要结论是,在大型前瞻性出生队列中,妊娠期较高的母体血铅水平,与子代在4岁前出现“早发暂现”和“持续”喘息,以及“持续”哮喘的风险增加显著相关。这一发现为探讨产前铅暴露与儿童早期呼吸道健康结局的关联提供了新的纵向证据。
研究的重要意义体现在多个层面。首先,它证实了即使在当代普遍较低的暴露水平下(中位数0.6 μg/dl),产前铅暴露仍可能对儿童呼吸健康产生不利影响,这挑战了“低水平即安全”的旧有观念,并强化了“不存在铅暴露安全阈值”的公共卫生共识。美国疾病控制与预防中心(CDC)的铅参考值(3.5 μg/dl)是一个基于人群的筛查基准,而非健康安全线,本研究结果凸显了在铅源得到历史性控制的今天,继续致力于将孕期铅暴露最小化的必要性。
其次,研究通过轨迹建模,首次在大样本人群中区分了铅暴露与不同表型呼吸道结局(短暂性与持续性)的关联。结果表明铅暴露不仅可能与早期、暂时性的呼吸道症状有关,更与持续存在的症状模式关联更强,提示铅可能通过影响免疫调控(如促进T helper 2细胞(Th2)极化、损害调节性T细胞功能)、改变抗原呈递或诱发表观遗传变化等机制,导致持续的气道炎症或结构改变,而不仅仅是增加对早期感染等触发因素的易感性。
然而,研究也存在一些局限性,例如结果依赖家长报告可能存在错分,缺乏详细的膳食摄入数据以控制残余混杂,以及未包含出生后铅暴露的测量数据,限制了其对整个生命早期敏感窗口期的评估。未来的研究需要整合详细的膳食评估与铅暴露生物标志物,并纳入儿童期系列血铅或乳牙铅测量,以进一步阐明关键暴露窗口和生物学机制。
尽管如此,这项基于日本全国性大型队列的研究,以其前瞻性设计、客观的暴露测量和创新的轨迹分析方法,为“产前低水平铅暴露是儿童早期持续性喘息和哮喘的一个潜在危险因素”提供了强有力的流行病学证据。它强调了从公共卫生政策层面,继续监测并采取针对性措施减少孕妇铅暴露(尤其是在饮食、室内空气和家居粉尘等主要暴露途径方面)的紧迫性和重要性,也为未来深入探索其生物学机制指明了方向。