北京地区母体血清多环芳烃水平与自发性早产发生风险的关联性

陈小兰 刘晓红 霍文华 刘念 王斌 李智文 任爱国

多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs）是指分子中含有2个或2个以上融合苯环的碳氢化合物，是煤、石油、天然气和生物质等燃料不完全燃烧的产物［1］。PAHs具有致癌、致畸、致突变毒性，被怀疑是早产的影响因素之一［2］。Wilhelm等［3］利用美国加利福尼亚州各监测点PAHs监测数据研究PAHs暴露和早产的关系显示，孕期总PAHs浓度每增加一个四分位间距，早产OR增加30%。Padula等［4］选择美国加州主要空气监测站周围20 km以内的妇女为研究对象发现，分娩前6周暴露于PAHs和极早早产有关联。Choi等［5］针对纽约非洲裔孕妇研究发现，经自然对数转换后的PAHs浓度每增加一个单位，早产发生危险增加近5倍。国内仅检索到一项通过测定孕妇尿1羟基芘估计PAHs暴露水平探讨孕妇PAHs暴露与早产的研究，结果表明，早产组尿1羟基芘含量高于对照组，但差异无统计学意义［6］。有关孕期PAHs暴露与早产的研究尚存如下主要问题：（1）以大气监测数据估计个体PAHs暴露水平的研究，仅能反映人体呼吸暴露，而膳食也是另一重要暴露途径［7］；（2）多数研究未能明确排除医源性早产病例，而许多医源性早产与自发性早产可能存在病因异质性。我国PAHs排放密度较大，远高于发达国家水平［1］。北京地区人群的PAHs暴露浓度高于美国、欧洲、日本等发达国家［7］。因此，有必要针对北京地区的人群开展孕期PAHs暴露对早产的影响。本研究假设较高水平的母体血PAHs会与孕妇自发性早产的发生风险增加有关。

对象与方法

一、对象

1．人群募集：本研究采用病例对照设计，募集地点为北京市海淀区妇幼保健院。募集条件包括：（1）本市常住居民，孕期在北京生活；（2）年龄在20～40岁；（3）无重大疾病；（4）单胎妊娠；（5）不主动吸烟；（6）非通过辅助生殖技术怀孕。病例为在该院分娩的自发性早产孕妇（早产组），对照组为在该医院健康足月分娩的孕妇（孕周≥37周）。

2．纳入和排除标准：自发性早产诊断标准为孕28～36周分娩，排除因出生缺陷、胎死宫内或计划外妊娠等导致的终止妊娠；因外伤等明确原因引起的早产；双胎或多胎；患有自身免疫性疾病、严重急性或慢性疾病；因前置胎盘、胎盘早剥等妊娠并发症引起的早产。病例和对照比例接近1：2，匹配条件如下，（1）婴儿性别相同；（2）产妇年龄相差在3岁以内。

二、方法

1．资料收集：孕妇的基本资料在北京市海淀妇幼保健院的门诊电子病历系统采集，主要包括孕妇的一般情况、孕期情况和妊娠结局。（1）一般情况包括孕妇年龄、孕前身高、孕前体重、孕前体质指数（body mass index，BMI）、月经周期、文化程度、居住地和受孕方式，生育史及既往史包括孕产史和有无重大疾病等。（2）孕期情况包括孕期相关疾病、孕妇吸烟或被动吸烟及采血时期等。（3）妊娠结局包括分娩的新生儿性别、分娩孕周、分娩方式和单双胎。采集孕妇肘部静脉血5 ml，经离心分离出血浆，于－80℃冻存。采血时间是2013年3月—2014年12月。研究方案通过北京市海淀妇幼保健院伦理委员会的审查，调查和采集血标本前，均获得孕妇的知情同意。

2．试剂及仪器：正己烷购于 Merk试剂公司（Ultra Resi Analyzed grade，德国），二氯甲烷购于J．T．Baker 公司（Suprasolv grade，美国），无水硫酸钠购于国药集团化学试剂有限公司（分析纯，中国），使用前在650℃烘10 h，冷却后于干燥器中保存。多环芳烃分子印迹固相萃取小柱购于上海安谱实验科技股份有限公司（中国）。所有玻璃器皿在450℃烘烤6 h以上。

3．血清 PAHs检测：取约1 ml血浆放于15 ml玻璃离心管中，加入1 ml甲醇和1 ml超纯水，旋转混匀。加入3 ml正己烷和二氯甲烷混合液（v／v，4∶1）和 PAHs回收率指示物（氘代菲和氘代芘），放在旋转混匀器震荡（10 min），再放入离心机离心（4 000 rpm）5 min，将上清萃取液转移至一个玻璃离心管中。再按照此步骤重复萃取2次，合并萃取液。氮吹浓缩萃取液至约0．5 ml，转移浓缩液至已用正己烷平衡的PAH分子印迹柱中。加入6 ml正己烷淋洗净化柱子，弃掉淋洗液。再用约8 ml正己烷和二氯甲烷混合液（v／v，1∶1）洗脱，收集洗脱液氮吹浓缩至约0．5 ml。加入PAHs内标混合液（氘代苊烯，氘代蒽，氘代艹屈和 氘代）至样品瓶中。采用气相色谱质谱联用仪（GC MS），电子轰击离子源定性定量测定PAHs浓度，包括除萘之外的15种美国环保局优先控制的 PAHs，即苊（acenaphthene，ACE）、苊烯（acenaphthylene，ACY）、芴（fluorene，FLU）、菲 （phenanthrene，PHE）、蒽（anthracene，ANT）、荧蒽（fluoranthene，FLO）、芘（pyrene，PYR）、苯并（a）蒽（benzo（a）anthracene，BAA）、（chrysene，CHR）、苯并（b）荧蒽（benzo（b）fluoranthene，BBF）、苯 并 （k）荧 蒽 （benzo（k）fluoranthene，BKF）、苯并（a）芘（benzo（a）pyrene，BAP）、茚苯（1，2，3c，d）芘（indeno（1，2，3c，d）pyrene，IcdP）、二苯并（a，h）蒽 （dibenzo（a，h）anthracene，DahA）和苯并（g，h，i）（benzo（g，h，i）perylene，BghiP）。其中，ACE、ACY、FLU、PHE、ANT和 FLO设定为低分子量 PAHs（L PAHs）；PYR、BAA、CHR、BBF、BKF、BAP、IcdP、DahA和 BghiP为高分子量PAHs（H PAHs）。PAHs浓度是以单位血脂中PAHs含量来表示（单位为ng／g）。

4血浆中甘油三酯和胆固醇检测：血浆中甘油三酯和胆固醇采用氧化酶法测定。血脂计算公式为：TL＝092＋131×（Tg＋Tc）［8］，其中 TL为血脂浓度（g／L），Tg为甘油三脂浓度（g／L），Tc为总胆固醇浓度（g／L）。

4统计学处理：采用SPSS 130统计学软件。两组人群分布采用Pearson卡方检验；两组人群血浆中的PAHs浓度不呈正态分布，以中位数（四分位数）表示，采用 Mann Whitney U检验。p＜005为差异有统计学意义。

结 果

一、人群特征

实际募集孕妇308名，符合纳入和排除标准共298名，早产组99名，对照组199名。早产组分娩孕周为28＋4～36＋6周，轻度早产（分娩孕周34～36周）81例，占818%；中度早产（分娩孕周32～33周）13例，占131%；重度早产（分娩孕周28～31周）5例，占510%，无极早早产（分娩孕周 ＜28周）。对照组分娩孕周为37＋2～41＋2周。两组年龄、文化程度、是否被动吸烟、孕前BMI和新生儿性别比例比较，差异无统计学意义；两组采血时期和采血季节分布差异均有统计学意义；见表1。早产组孕妇100%在孕晚期采血。

二、血浆PAHs浓度

总人群血浆 ΣPAHs为1 508（577，2 633）ng／g，其中 ΣL PAHs浓度远高于 ΣH PAHs；L PAHs中，以PHE的浓度最高，ACY浓度最低；H PAHs中，以PYR浓度最高，BAP、IcdP、DahA和 BghiP均未检出；见表2。

早产组和对照组血浆各PAHs浓度分布规律较类似（表2）。早产组血浆ΣPAHs浓度为1 647（578～2 951）ng／g，其中 ΣL PAHs浓度远高于 ΣH PAHs；L PAHs中，以 PHE浓度最高，ACY浓度最低；H PAHs中，以PYR浓度最高。对照组ΣPAHs浓度为1 502（575～2 425）ng／g，其中 ΣL PAHs浓度远高于 ΣH PAHs；L PAHs中，PHE浓度最高，ACY浓度最低；H PAHs中，CHR浓度最高。

对照组血浆BAA的浓度高于早产组，差异有统计学意义；两组其他参数比较，均无统计学意义；见表2。

表1 两组基本人群特征比较［例（%）］

三、与文献比较

北京市城区妇女血PAHs浓度水平（ΣPAHs＝1 508 ng／g）稍高于香港地区（2005年7月—2005年11月，ΣPAHs＝1 461 ng／g）［9］，也高于文献报道的北京、兰州、厦门和太原四城市（2010年6月—2010年8月）总体水平［10］，但低于山西省（2010年11月—2013年 3月，ΣPAHs＝3 656 ng／g）［11］，见表3。本研究人群体内的PAHs浓度处于中等水平。

表2 两组血浆中多环芳烃（PAHs）浓度比较

表2 续表1

表2 续表2

表3 中国不同研究中妇女血浆中PAHs浓度比较（ng／g）

表3 续表

讨 论

早产受多方面因素的影响，如孕妇年龄和自发性早产有密切的关系。年龄太小（≤18岁）或太大（≥35岁）均容易发生自发性早产；孕妇文化程度越高，可能产前保健意识更强，从而早产发生率更低；另外，孕妇孕前体质指数过低，会增加早产的发生风险［6］。有研究显示，孕妇吸烟会增加早产的发生风险（OR＝127，95%CI：121～133）［12］。香烟烟雾中含有一定量的PAHs，孕妇吸烟或被动吸烟会增加PAHs暴露水平，是潜在的混杂因子。本研究募集的298名孕妇中，未纳入20岁以下的孕妇，早产组高龄孕妇（≥35岁）占909%，虽稍高于对照组（251%），但两组年龄分布无差异。此外，两组孕妇在不同文化程度、是否被动吸烟、不同孕前BMI和新生儿性别分布也无差异，说明早产组和对照组的基本特征可比性较好。

文献针对母亲血清或血浆中PAHs浓度报道相对较少。Tsang等［9］测定了21名香港母亲静脉血清中的16种US EPA优先控制的PAHs的浓度，结果显示，除BaP、IcdP、DahA和BghiP未检出外，其余PAHs检出率均＞85%；L PAHs中以FLU和PHE的浓度较高（分别为 155 ng／g和 144 ng／g），而 ACY浓度最低（35 ng／g），H PAHs中以 PYR和 CHR较高（分别为 154 ng／g和 68 ng／g），16种 PAHs总和ΣPAHs浓度为 1461 ng／g，浓度是以单位血脂中PAHs含量表示。本研究中各PAHs的检出情况，除BKF检出率（53%）相对较低之外，其他PAHs检出率特征与Tsang等［9］研究基本相近。本研究测定的血浆中15种ΣPAHs浓度，ΣPAHs总体水平稍高于香港，而其他各单一的PAHs浓度分布特征较相似。本研究总体低于山西妇女水平［11］，这可能与该山西地区较高的PAHs排放密度有关［1］。同时，北京地区膳食中的PAHs浓度远低于山西地区［13］。与目前的研究报道相比，北京妇女血清的PAHs水平处于中等。

本研究未发现早产组血浆PAHs浓度显著高于对照组，相反，个别对照组血浆PAHs浓度显著高于早产组，即孕中晚期血浆BAA浓度与自发性早产均呈反向关联，与本研究假设相反。类似相反的研究结果在文献中亦有报道，分娩前6周PAHs暴露水平和发生极早早产有关联，而整个孕期PAHs暴露和重度早产及极早早产均成反向关联，孕早期PAHs暴露和重度早产及极早早产也均成反向关联［4］。与其相比，本研究一方面收集的早产组中95%为轻度和中度早产，无极早早产病例；另一方面收集的是孕妇孕中期和孕晚期的血样，距离分娩时期相对较长。因此，可能导致早产组和对照组绝大部分PAHs浓度差异不显著。本研究除BAA外，两组其他分布特征基本一致，表明结果较稳定。

PAHs对孕妇机体的损伤效应不仅与其摄入量有关，也与体内PAHs相关代谢酶基因多态性密切相关［2］。PAHs进入人体后，经I相酶（如细胞色素P450，CYP450）代谢活化，易形成与DNA结合的亲电性物质，如环氧化合物等，再经II相酶（如谷胱甘肽硫转移酶，GST）代谢解毒，代谢产物经尿排出体外［14］。当孕妇PAHs暴露水平较高时，代谢酶受到PAHs诱导，I相酶CYP1A1活性会激活，从而增强代谢，代谢产物对机体产生损伤效应［15］。对本研究结果一种可能解释是早产组较对照组体内I相酶活性高而II相酶活性低，体内被代谢的PAHs多，产生的有毒代谢产物多，而未被代谢的残留在血液中的PAHs少，从而导致检测到的部分血PAHs早产组反而低于对照组；另外一种可能是孕妇孕早期PAHs暴露水平过高发生早期自发性流产，导致存活偏倚，从而低估了孕妇血PAHs水平对自发性早产的实际有害效应。这两点是需要在今后研究中使用较大规模的人群进行验证。

本研究主要存在3个不足。首先，缺乏PAHs代谢酶基因多态性和PAHs在体内代谢的中间产物浓度方面的数据，不能对自发性早产和孕妇孕期血PAHs水平之间关联的解释加以验证；其次，采血时期比较局限，仅涉及孕妇孕中期和孕晚期PAHs的暴露情况，未包含整个孕期和孕早期的暴露情况，尤其是分娩前几周的暴露情况；最后，未将配对人群的采血时期完全保持一致，可能导致一定的选择性偏倚。本研究同时具有一定的优势。首先，测定血浆PAHs浓度，以真实评价孕妇PAHs内暴露水平；其次，本研究测定了US EPA公布的15种优先控制的PAHs，测定种类更为全面；最后，募集了298名孕妇，病例均为自发性早产，排除了医源性对结果的影响。总之，本研究未发现较高水平的孕中晚期母体血PAHs显著增加自发性早产的风险。

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