孕妇氨基酸和维生素水平对新生儿出生体重的影响

温 静，程 丹，王 远，董 微，孙淑荣，王洞平

(1.天津市妇女儿童保健中心 天津300070；2.天津华大医学检验所有限公司 天津300308)

新生儿出生体重异常是常见的不良妊娠结局之一，国内低体重儿(出生体重≤2 500 g)发生率约为7.2%[1]，巨大儿(出生体重≥4 000 g)发生率约为7%[2]，且呈逐年增高趋势。当出生体重异常时，产妇难产、产伤风险增加，同时围产儿死亡率、新生儿成年后心血管疾病、代谢性疾病等发生风险增高[3-4]。新生儿出生体重受亲代状态、生活习性、遗传因素、社会环境等多种因素影响，其中孕妇孕期营养状况是影响胎儿生长发育的一个重要因素。本研究拟通过收集天津市7 953 例孕妇，并基于血浆样本中20 种氨基酸和10 种维生素的检测数据，分析孕妇孕早中期微量营养素水平与低体重儿、巨大儿发生的相关性，以期为改善新生儿出生体重和指导孕妇孕期营养提供科学依据。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取2019 年3—11 月期间在天津市妇女儿童保健中心采集血浆样本进行营养检测的孕早中期孕妇为研究对象。纳入标准：①孕妇及分娩新生儿的临床信息完整，其中包括孕妇的身高、孕前体重、身体质量指数(body mass index，BMI)、年龄、采样孕周(gestational weeks，GW)，进行血浆20 种氨基酸和10 种维生素的定量检测数据，以及妊娠结束新生儿的出生体重；②采样孕周小于28 周；③单胎妊娠；④孕妇对本项研究知情，自愿参加本项研究并已签署相应知情同意书。排除标准：①孕妇及分娩新生儿的临床信息不完整；②孕周超出范围；③非单胎妊娠。

最终入组孕妇共7 953 例，根据其分娩新生儿的出生体重(birth weight，BW)将这些孕妇分为3 组：低体重儿组(L，BW＜2 500 g)、正常组(N，2 500 g≤BW＜4 000 g)、巨大儿组(H，BW≥4 000 g)，低体重儿组和巨大儿组统称为出生体重异常组。

1.2 检测方法

基于Waters Acquity UPLC I-Class/XevoTMTQ-S液相色谱-串联质谱系统(美国Waters 公司)，按照相应试剂盒说明书要求检测孕妇血浆样本中20 种氨基酸、5 种脂溶性维生素和5 种水溶性维生素的水平。

1.2.1 氨基酸检测

使用试剂盒(北京华大吉比爱生物技术有限公司，京械注准20202400506/20202400499)定量检测样本中的丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、瓜氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、鸟氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸。

针对每例入组样本，吸取 40µL 血浆，加入140µL 沉淀剂，涡旋1 min；在4 ℃ 4 000 gn条件下离心30 min；取10µL 上清液与90µL 流动相A 液(水+0.1% 甲酸+0.05% 七氟丁酸)混合均匀，在 4 °C

4 000 gn 条件下离心3 min，取上清液上机检测。

1.2.2 脂溶性维生素检测

使用试剂盒(北京华大吉比爱生物技术有限公司，京械注准20202400500/20202400501)检测孕妇血浆样本中维生素B1、维生素B2、维生素B5、吡哆酸和5-甲基四氢叶酸水平。

针对每例入组样本，吸取 250µL 血浆，与1 000µL 沉淀剂混合均匀；在4 ℃ 4 000 gn条件下离心30 min；取900µL 上清液，经氮气流吹干后加入80µL 80%乙腈/水，涡旋5 min，超声3 min；将复溶液转移至过滤板中，在4 ℃ 1 500 gn条件下离心5 min，取滤液上机检测。

1.2.3 水溶性维生素检测

使用试剂盒(北京华大吉比爱生物技术有限公司，京械注准20202400504/20202400505)对孕妇血浆样本中维生素A、维生素E、维生素K1、25-羟基维生素D2、25-羟基维生素D3进行定量检测。其中每个样本25-羟基维生素D2和25-羟基维生素D3的总和为其维生素D 浓度。

针对每例入组样本，吸取250µL 血浆，加入750µL 沉淀剂，涡旋5 min；在4 ℃ 4 000 gn条件下离心40 min；取600µL 上清液，经氮气流吹干后加入100µL 水，涡旋5 min，超声3 min；将复溶液转移至过滤板中，在4 ℃ 2 000 gn条件下离心5 min，取滤液上机检测。

1.3 统计学方法

研究所得信息数据导入SPSS 20.0，采用单因素ANOVA 方差分析、单因素和多因素二元Logistic 回归分析方法，分析出生体重异常的影响因素。同时将维生素和氨基酸指标根据人群分布百分位数或参考相关组织标准分为缺乏组、足量组和过量组，使用多元Logistic 回归分析模型，以足量组为参照，评估各指标与出生体重异常的关联程度。P＜0.05 表示差异有统计学意义，优势比OR＞1 表示该因素为风险因素，0＜OR＜1 表示该因素为保护因素，OR＝1 表示该因素与疾病的发生无相关性。

2 结 果

2.1 3组孕妇临床信息比较情况

最终入组的7 953 例孕妇中，正常组7 035 例(占比88.4%)，低体重儿组300 例(占比3.8%)，巨大儿组618 例(占比7.8%)。孕妇的身高、孕前体重、BMI、年龄、采样孕周在各组间均有明显差异(P＜0.05)，如表1 所示。

表1 研究队列临床基础数据汇总分析Tab.1 Analysis of clinical basic data of study cohort

2.2 孕妇血浆氨基酸和维生素分布

单因素分析结果显示，3 组孕妇间谷氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、酪氨酸、维生素A、25-羟基维生素D3、维生素D 水平均存在明显差异(P＜0.05)，同时这些微量营养素在低体重儿组和巨大儿组中的水平均高于正常组，见表2。

表2 不同分组孕妇血浆微量营养素水平分析Tab.2 Analysis of plasma micronutrient levels of pregnant women among different groups

消除协变量孕前体重、身高、BMI、年龄、采样孕周的影响后，谷氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、维生素A、25-羟基维生素D3和维生素D 水平在各分组间仍然具有明显差异。其中相较于正常组，谷氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、维生素A 在低体重儿组中的升高具有显著性；谷氨酸、苯丙氨酸、25-羟基维生素D3、维生素D 在巨大儿组中的升高具有显著性。

2.3 出生体重异常相关风险因素分析

提取单因素方差分析结果中组间差异有统计学意义的微量营养素进行二元Logistic 回归分析。在单因素分析中，随着孕妇谷氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、维生素A 浓度的升高，低体重儿发生的风险增大；谷氨酸、苯丙氨酸、维生素D 浓度升高，分娩巨大儿的风险增大。将这些具有统计学意义的指标分别代入多因素Logistic 回归分析。优化后的回归模型结果见表3。

表3 出生体重异常风险因素二元Logisitic回归分析Tab.3 Binary Logistic regression analysis of risk factors for abnormal birth weight

①孕妇苯丙氨酸(OR＝1.004，95%CI＝1.001～1.008，P＜0.05)、维生素A(OR＝1.000 5，95%CI＝1.000～1.001，P＜0.05)水平升高可能是分娩低体重儿的独立危险因素。

②谷氨酸(OR＝1.006，95%CI＝1.000～1.012，P＜0.05)、苯丙氨酸(OR＝1.003，95%CI＝1.000～1.005，P＜0.05)、维生素 D(OR＝1.010，95%CI＝1.003～1.018，P＜0.05)水平升高可能是分娩巨大儿的独立危险因素。

2.4 微量营养素浓度与出生体重异常关联分析

根据百分位数将谷氨酸和苯丙氨酸分为缺乏组(小于第1 百分位浓度值)、足量组(第1 百分位浓度值～第99 百分位浓度值)和过量组(大于或等于第99 百分位浓度值)；同时参考WHO[5]和美国内分泌协会[6]将维生素A 浓度分为缺乏组(＜300.8µg/L)、足量组(300.8～701.8µg/L)和过量组(≥701.8µg/L)，将维生素D 浓度分为缺乏组(＜20µg/L)、不足组(20～30µg/L)、足量组(30～70µg/L)和过量组(≥70µg/L)。以出生体重正常组、微量营养素浓度足量组为参照，采用多元Logistic 回归分析上述4 种独立危险因素，即谷氨酸、苯丙氨酸、维生素A、维生素D的浓度与出生体重异常的关联程度，结果如表4 所示。与出生体重正常组相比，苯丙氨酸和维生素A 浓度分布在过量组的孕妇分娩低体重儿的风险分别是足 量 组 的 1.502(95%CI＝1.080 ～2.091) 倍 和1.576(95%CI＝1.127～2.189)倍；谷氨酸浓度分布在过量组的孕妇分娩巨大儿的风险是足量组的1.841(95%CI＝1.345～2.520)倍；而维生素D 浓度异常的孕妇分娩出生体重异常新生儿的风险并未显著升高。

表4 出生体重异常风险因素多元Logisitic回归分析Tab.4 Multivariate Logistic regression analysis of risk factors for abnormal birth weight

续表4

3 讨 论

出生体重是反映新生儿健康状况的重要指标，受母体多种因素影响，如孕妇年龄、BMI、孕期增重、分娩孕周、胎膜早破、妊娠并发症、妊娠胎数、孕检次数、妊娠间隔、孕期情绪、产检次数、营养状况等等。在众多影响因素中，孕期营养状况是与胎儿生长发育尤为密切的因素之一，不合理的膳食结构会引起营养素摄入过多或不足，引发孕期增重、BMI 异常，以及妊娠期高血压、糖尿病等并发症[7]，进而导致巨大儿、低体重儿等不良妊娠结局的发生。但目前关于孕期营养素水平与出生体重异常的相关性研究相对有限。本研究主要围绕孕期氨基酸和维生素水平与出生体重异常的关系进行研究。

在本研究对象中，低体重儿的发生率约为3.8%(300/7 953)，与天津市2013 年的统计结果4%基本一致[8]，低于我国总体水平[1]；巨大儿的发生率约为7.8%(618/7 953)，略高于我国总体水平[2]。本研究发现，孕妇孕早中期谷氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、维生素A 水平升高与分娩低体重儿相关(P＜0.05)，谷氨酸、苯丙氨酸、维生素D 水平升高与分娩巨大儿相关(P＜0.05)。其中，苯丙氨酸、维生素A 过量导致低体重儿发生的风险程度更高，谷氨酸过量导致巨大儿发生的风险程度更高。孕妇水溶性维生素水平与新生儿出生体重之间未发现有明显相关性。

目前已发表文献中有许多关于孕妇临床基础信息(如BMI、年龄、教育程度、生活习性等)对新生儿出生体重影响的研究，但针对孕妇氨基酸、维生素水平与新生儿出生体重相关性的报道相对有限。有研究发现与适中胎龄儿相比，谷氨酸在低体重儿和巨大儿体内的水平均较高[9]。而本研究发现在分娩低体重儿和巨大儿的孕妇中谷氨酸水平均比正常组偏高，且谷氨酸过量导致巨大儿发生的风险程度更高，这可能与谷氨酸在母体—胎盘—胎儿之间的转运机制相关。谷氨酸在母亲血液中通过胎盘转化为谷氨酰胺后进入胎儿体内，一部分在胎儿肝脏中转化为谷氨酸进入代谢循环，另一部分被胎盘吸收供给胎儿生长，是孕期利用最多的氨基酸之一。谷氨酸会增强胰岛功能和增加胰岛素分泌，胰岛素能够促进胎儿脂肪酸和蛋白质的合成，从而促进胎儿生长[10]。孕妇苯丙氨酸水平与出生体重的相关性研究多是针对患有苯丙酮尿症的孕妇，结果表明患病孕妇体内苯丙氨酸水平与出生体重呈负相关[11]。而Goldin[12]针对41 例非苯丙酮尿症孕妇血清苯丙氨酸水平的研究也具有相同结论，这与本研究一致。这种负相关可能是由于血液苯丙氨酸浓度升高会损害大分子中性氨基酸(LNAAs)通过氨基酸转运蛋白LAT1 的转运，导致脑内LNAAs损耗，从而降低蛋白质、血清素、儿茶酚胺、组胺、肌肽和S-腺苷甲硫氨酸的生物合成，进而影响胎儿生长[13]。

孕妇维生素水平与新生儿出生体重的相关性目前尚有争议，并且影响机制复杂尚不明确。Yang 等[14]对脂溶性维生素进行了研究，研究发现孕妇体内维生素A 浓度的升高会增加低出生体重儿的发生风险，这与本研究一致。Mathews 等[15]也有相似发现，妊娠中期(孕28 周)孕妇较高的维生素A 水平与新生儿低出生体重有很强的独立相关性，维生素A 每增加0.1µmol 预示出生体重降低20.8 g。而一部分研究发现维生素 A 不足的孕妇有分娩低体重儿的趋势[16-17]，或与低出生体重并无相关性[18]。目前关于孕期母体维生素D 水平与新生儿出生体重的相关性同样未有一致结论，尽管有些研究发现孕期维生素D水平并不会影响新生儿的出生体重[19]，但另一部分研究显示孕妇维生素D 水平与巨大儿的发生呈负相关[20-21]。综合本研究单因素和多因素的统计分析结果来看，与出生体重正常组相比，巨大儿组孕妇中维生素D 的升高具有显著性；但是与维生素D 浓度分布在足量组的孕妇相比，过量组孕妇分娩巨大儿的风险并未显著升高。本次研究队列中孕妇维生素D 的整体水平偏低，仅有16.1%的孕妇维生素D 水平较为充足，0.4%的孕妇属于过量，29.8%的孕妇属于不足，53.7%的孕妇属于缺乏。

4 结 论

综上所述，孕早中期孕妇氨基酸和脂溶性维生素水平会影响新生儿的出生体重，尤其是过量的苯丙氨酸、维生素A 会增加低体重儿的发生风险，过量的谷氨酸会增加巨大儿的发生风险。因此，增大孕期氨基酸和脂溶性维生素的监控力度、强化孕期营养管理对改善新生儿出生体重具有重要意义。由于新生儿出生体重影响因素众多，作用机制复杂，研究中难以涵盖所有影响因素，一些慢性病等其他潜在的变量因素未收集完整，可能会对分析结果造成一定影响。因此，仍需要通过不同的研究设计方法排除一些潜在因素的影响，进一步研究微量营养素与出生体重的关系和影响新生儿体重异常的作用机制。