背 景
早产是指在怀孕37周之前活产的婴儿，是5岁以下儿童新生儿死亡的主要原因。在孟加拉国，早产约占新生儿死亡的35%，据估计，孟加拉国全国早产率为19.1%，是世界上最高的，给该国带来了重大的经济和公共卫生负担。越来越多的证据表明，怀孕期间接触元素与早产风险相关。暴露于饮用水、母亲尿液、脚趾甲或血液中的镉(Cd)、砷(As)和铅(Pb)等有毒金属与早产风险增加有关已有较多研究，但很少有人关注脐带血中更广泛的微量元素。
2021年6月19日，南京医科大学在Environment International（IF=9.621））杂志上在线发表了题为“Cord serum elementomics profiling of 56 elements depicts risk of preterm birth: Evidence from a prospective birth cohort in rural Bangladesh”的研究论文。该研究使用了离子组学方法来描述2008-2011年在孟加拉国采集的脐带血清样本中的56种元素的暴露情况，并评估它们与早产风险的关系。通过采用多种统计方法，确定了与不良出生结果有关的若干因素，为评估化学混合物对健康结果的影响的必要性提供了支持。
研究材料
产妇当期妊娠年龄≥18岁，产前检查超声确诊的单胎妊娠≤16周。孕妇在入组前至少6个月使用同一饮用水来源，并打算在整个孕期生活在同一家庭。
研究结果
1. 研究人群特征
745例单活胎中有159例早产(21.34%)。母亲平均结婚年龄为17.58±2.29岁，其中18岁前结婚的占75.60%(童婚定义为18岁前结婚的是女孩或男孩)。18岁之前结婚生物女性更有可能37周之前分娩，并且体重较低，父母的教育水平较低，家庭收入水平较低。
2. 离子组学分析
通过ICP-MS对56种元素进行了定量分析，并且这些元素之间存在一定的相关性。而且成对相关系数呈右偏态，范围处在-0.48~0.99之间（图1）。其中Ti、Co、As、Y、Ba、Ce、Sm和Yb的浓度在早产病例的脐带血中的浓度更高，但是Li、Sr 和 Ag3种元素则是正常分娩的浓度更高。采用弹性网络模型（ENET）的筛选及FDR方法的多重比较校正，结果发现有3个元素（Ti 、As 和 Ba）仍保持具有统计学意义。研究者还使用logistic回归量化了这些因素对早产风险的影响，这些元素浓度每增加一个单位，都会增加早产的风险，因此确定Ti 、As 和 Ba是缩短胎龄和早产的最重要的预测因子。
图1. 检测元素定量分析及相关性矩阵
3. 元素混合物对早产风险的影响
Ti、As和Ba之间具有一定的相关性，特别是As-Ba和As-Ti(图2)。使用Bayesian回归模型来探索Ti、As和Ba对早产风险的潜在非线性和交互混合关联。在早产分级变量选择模型中，这三个要素的PIP均大于0.5，单个元素的响应曲线显示出与早产风险增加之间近似一致的单调关系。早产风险随着这些元素浓度的增加而增加，元素浓度在90%以上的女性早产风险比50%的增加了1.54倍（图2A-C）。
图2. 用Bayesian回归模型估计Ti、As和Ba混合物对早产的联合效应
此外，事后双变量相互作用分析表明，As和Ba对早产风险具有协同毒性作用(图2D)。为了检验As-Ba的相关性，构建了包含Ba、As及其相互作用项的多元广义加性回归模型，得出了As-Ba相互作用的证据（图2C-D）。
图3. 童婚对ERS与早产关系的修正作用
通过ERS评分进一步反应评估了Ti、As、Ba的混合效应及其相互作用。高ERS与高早产高度相关。有童婚史的女性ERS明显高于18岁后结婚的女性，并且，Ti、As、Ba浓度也更高，她们也是混合元素暴露的高危人群，并且更有可能生有早产儿（图3）。
小 结
该项研究确定了脐带血中最全面的元素暴露概况，并构建了与早产风险相关的元素风险评分。结果表明，暴露于Ti、As、Ba和它们的混合物可能会对早产产生不利影响，其中地下水是孟加拉国饮用水和灌溉用水的主要来源，饮用水是As暴露的主要途径，此外，Ba可以通过胎盘屏障，而且Ba在As存在下可增加NF-κB活性和x -连锁凋亡蛋白表达，降低JNK活性，从而抑制As介导的凋亡诱导途径，而接触Ti会引起炎症、氧化应激和细胞毒性，这可能会导致活性氧产生和基因毒性，导致不良结果。童婚是影响环境暴露和早产的一个可变因素。这些结果进一步支持提高结婚年龄以保护母婴健康，同时发展可持续的消除污染技术，将对孟加拉国的公共卫生产生重大影响。
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