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妊娠期全氟化合物暴露水平及对子代健康影响

2022-06-01 10:05:12      点击:383

摘要:全氟化合物(PFCs)是一类新型持久性有机污染物,广泛应用于工业生产和日常生活。这类化合物稳定性高,易与蛋白质结合并在生物体内蓄积,因此广泛存在于环境和生物中。孕妇血液、脐血、羊水和母乳中均可检出该类物质,提示子代胎儿期即可暴露于PFCs。目前,针对母亲孕期PFCs暴露对子代健康的影响已经开展了较多流行病学研究,研究结局包括子代出生结局、神经行为发育、免疫系统疾病及生殖健康。并且有研究发现产前暴露于PFCs可能会降低子代出生体重,造成神经发育异常免疫力降低以及延迟生殖发育,但是另外一些研究并未观察到一致的结果。既往研究纳入的人群特征不同,PFCs暴露水平差异较大,采用的结局指标也不尽相同,可能是研究结论不一致的原因。目前尚不能确定人类妊娠期PFCs暴露对子代生长发育的确切影响,仍需开展大样本量的队列研究,以明确PFCs暴露和子代生长发育的关系。

关键词:全氟化合物(PFCs);人体暴露;孕期;子代

全氟化合物(perfluorinated compounds,PFCs)是一类碳链上所有氢原子被氟原子所取代的新型化合物,具有疏水、疏油和极低的表面张力等独特物理性质。自1950年以来,PFCs被大量生产并广泛应用于工业生产以及日常生活的各方面,如纺织品、皮革制品、家具、地毯、纸制品包装材料、家用洗涤剂以及其他表面活性剂或乳化剂等。PFCs具有高稳定的特性,在环境和生物体内很难被降解,因此广泛存在于大气、水、土壤和河流沉积物等环境基质中。

PFCs包括全氟辛酸(perfluorooctanoicacid,PFOA)、全氟辛烷磺酸(perfluorooctanesulfonate,PFOS)、全氟十烷酸(perf1uorodecanonicacid,PFDA)和全氟十二烷酸(perfluorododecanonicacid,PFDoA)等不同长度碳链的化合物环境中可检出的PFCs近20种。该类化合物中应用最广并最受关注的是PFOA和PFOS,其中PFOS在2009年5月被《斯德哥尔摩公约》正式列入“持久性有机污染物”,中国在2014年也明确提出对PFOS生产和使用的限制。

尽管一些公司已经停止了PFOS的生产,但是由于其高稳定性,在生物体内的高蓄积性和易与蛋白质结合,依然广泛存在于环境和生物体中,已成为严重威胁生态环境和人群健康的安全隐患。动物学研究已经表明雌鼠孕期暴露于PFCs类物质会对子鼠产生一系列毒性效应,并改变其表观遗传。

人类可通过食用受污染的食物和水接触PFCs,室内空气和灰尘也是PFCs的潜在来源,从而造成广泛的非职业人群暴露。PFCs在全世界范围内的人体血液样品中均有检出,其在人体血液中的半衰期很长,如PFOS可以长达5.4年,而全氟己烷磺酸(perfluorohexanesulfonate,PFHxS)长达8.5年。

 

一、妊娠期PFCs暴露情况

 

国内外已经开展了许多关于妊娠期母体中PFCs浓度的调查研究。丹麦Fei等检测到孕妇孕早期血浆中PFOS和PFOA浓度分别为35.3和5.6ng/mL;Strom等开展的队列研究中,测得孕30周的母体血清中PFOS和PFOA浓度分别为21.4和3.7ng/mL;而亚洲地区也进行了类似的调查研究,如Lee等检测到韩国孕妇血清中PFOS和PFOA浓度分别为l0.77和2.73ng/mL;Goudarzi等在北海道开展的出生队列中测得产前母体血中PFOS和PFOA浓度分别为2,7和1.2ng/mL;韩国与日本邻海,而母体血中PFCs浓度却有不同程度差异,这可能是由于不同膳食方式所导致,值得进一步探索膳食因素与人体血液中PFCs浓度关系。

Ode等检测到237名瑞典南部孕妇血清中PFOS和PFOA浓度分别为15和2.1ng/mL,脐血中浓度分别为6.5和1.7ng/mL;在同一样本中,相对于血清中PFCs,脐血中PFOA和PFOS浓度均略低。

Monroy等和Lee等也得到一致的研究结论。另外,Kim等发现,产妇血清和脐血中PFCs含量呈正相关,且Fei等和Inoue等发现母体血中PFCs浓度是脐血中浓度的1.5~3.5倍。与孕妇血清中PFCs浓度相比,母乳中PFOS和PFOA含量相对较低。李潇等检测到母乳中PFOS和PFOA浓度分别为66和42pg/mL。1999年采自Et本爱媛县的母乳中发现PFOS和PFOA浓度分别为232和77.7pg/mL。而韩国Kim等测得20份母乳中PFOS和PFOA浓度分别为61和41pg/mL,且发现产妇血清的PFCs含量不能预测母乳的PFCs含量。另外,Jensen等和Stein等均在羊水中检测到PFCs,且发现羊水和血清中PFCs含量呈正相关。Stein等在孕中期采集血清和羊水样本,在羊水中共检测到5种PFCs,包括PFOS、PFOA、全氟壬酸(perfluorononanoic acid,PFNA)、PFHxS和全氟癸酸(pernuorodecanoic acid,PFDeA),仅PFOA的检出率较高(85.7%);5种PFCs浓度均明显低于血清中浓度,其中PFOA和PFOS浓度分别为O.3和0.4ng/mL。

在脐血、母乳和羊水中均可检测到PFCs,提示子代在胎儿期即可暴露于PFCs。胚胎期是大脑发育的关键阶段,宫内发育的微小偏离即可能导致神经系统、生殖系统等变化,因此母体PFCs暴露对子代生长发育的影响值得关注。

 

二、妊娠期PFCs暴露对子代生长发育影响

 

2.1妊娠期PFCs暴露与出生结局

目前国内外开展了许多孕期PFCs暴露对子代出生结局的队列研究,但是研究结论并不一致。这些研究主要涉及宫内PFCs暴露水平与子代出生体重、小于胎龄儿、早产、体质指数、头围以及身长之间的关系。

丹麦、英国、日本、新加坡和台湾开展的队列研究均发现妊娠期PFOS或PFOA暴露与子代出生体重呈负相关,尽管这些研究中PFOS和PFOA的暴露浓度不同(4项研究中PFOS浓度分别为35-3、19.6、5.6、5.94ng/mL;PFOA浓度分别为5.6、3.7、1.4、1.84ng/mL)。另外,Kwon等1在韩国268名孕中期(2428周)母体血液中发现除PFOA和PFOS外,长链的PFNA、PFDA和PFUnDA和子代出生体重均呈明显负相关。而在Monroy等、Lee等和Bach等的队列研究中,却未发现宫内PFOS和PFOA暴露与子代出生体重存在关联。Bach等是在丹麦近期开展的研究,与以前研究相比,PFOS和PFOA浓度均明显降低(35.3 VS 8.9ng/mL、5.6 VS 2.2ng/mL),因此结论可能会不一致。

Chen等发现脐血中PFOS高暴露会增加小于胎龄儿(small for gestational age,SGA)的危险性,而Fei等和Whitworth等则未发现孕期PFOS和PFOA暴露与SGA之间存在关联。另外Harem等在对加拿大252对母婴调查中却得到完全相反的结果,发现PFOS能降低子代SGA的危险性。Chen等发现PFOS暴露水平与孕龄呈正相关,而Darrow等…在美国基于C8健康项目的队列以及Bach等均未发现妊娠期PFOS暴露与早产之间存在显著关联。在头围和PFCs暴露水平的关系中,在美国、丹麦和台湾开展的3项研究中发现孕期或脐血中PFOS和PFOA暴露与新生儿头围降低有关。而Washino等和Lee等未发现PFOS和PFOA暴露与头围存在关联。Lee等样本量(n=70)较小,而Washino等的研究人群参与率较低(仅29%),这可能是研究结论不一致的原因。

2.2妊娠期PFCs暴露对子代神经行为发育影响

妊娠期PFCs暴露对子代神经行为发育毒性已经越来越受到国内外学者的重视,然而目前关于妊娠期PFCs暴露对子代神经行为发育影响的人群研究还较少,且未能得出一致的研究结论。

最早开展队列研究的是Fei等,他们以丹麦国家出生队列的母婴为研究对象,并从国家医院出院登记处获得新生儿(Apgar)评分,根据自制问卷评估6月龄和18月龄婴儿的运动和心理发展情况,并在同一队列中,根据长处和困难问卷(StrengthsandDificulties Questionnaire,SDQ)和发育性协调障碍问卷(Developmental Coordination Disorder Questionnaire,DCDQ)对7岁儿童生长发育情况进行评估,结果均未发现儿童早期神经行为发育和妊娠期母体血中PFCs存在确定性关联。Stein等选择孩子在学校的一组测试结果(包括智力、阅读能力、数学计算、指令理解、记忆力,视觉-空间能力和注意力)作为孩子神经行为发育指标,也未发现宫内PFOA暴露与任何一种测试结果存在关联。随后Fores等使用年龄与发育进程问卷(Agesand Stages Questionnaire,ASQ.II)对6月龄和24月龄婴儿早期认知能力和心理行为发展进行评估,结果也未发现妊娠早期PFCs暴露与婴幼儿神经行为发育存在关联。而另一项利用丹麦出生队列资料开展的巢式病例对照研究,分析了产前PFOA和PFOS暴露与儿童注意力缺陷/多动障碍(attention deficit hyperactivity disorder,ADHD)和儿童自闭症(autism spectrum disorders,ASD)的关系。ADHD和ASD的诊断从国家医院登记库获得,也未发现产前PFOA和PFOS暴露会增加儿童罹患ADHD和ASD的风险。

中国台湾Chen等选取台湾北部239对母婴作为研究对象,调查儿童在认知、语言、运动、社交和自我帮助5个领域的行为能力,发现产前暴露于PFOS与2岁幼儿的粗大运动呈明显的负相关。而在另一项关于产前PFCs暴露和儿童智力发育研究中,Wang等使用中文修订版的韦氏学前和小学智力量表(Wechsler Preschool and Primary Scale of Intelligence. Revised,WPPSI.R)和韦氏儿童智力量表(Wechsler Intelligence Scalefor Children-Third Edition, WISC—III)分别评估5岁儿童的智力和8岁儿童智商[包括言语智商(verbal intelligence quotient,VIQ)、操作智商(performance intelligence quotient,PIQ)和全量表智商(full scale intelligence quotient,FSIQ) ],发现产前PFUnDA暴露和PFNA暴露分别与5岁儿童PIQ得分和8岁儿童VIQ呈负相关。最近一项研究中,Goudarzi等选择173名6月龄和133名18月龄婴儿,使用贝莉婴幼儿发育量表(The Bayley Scales of InfantandToddler Development,BSIDlI)评估产前PFOA和PFOS暴露和子代神经发育的关联,仅发现产前PFOA浓度和6月龄女婴智力发育指数呈负相关。

国际上尚无统一的标准评估神经行为发育,医学界对于神经发育异常也无明确规定,所以目前的研究对于神经发育指标选择均不一样,他们的研究分析结果一般均是基于量表评分而得出,所以可能会得出不一致的研究结论。

2.3妊娠期PFCs暴露对子代免疫系统影响

台湾Wang等最早关注产前PFCs暴露对子代免疫系统影响,他们通过比较患先天性过敏症(atopicdermatitis,AD)的儿童和未患AD儿童脐血PFCs浓度,并检测脐血和2岁时血清中特异性Ig—E抗体水平,发现脐血特异性Ig.E抗体水平与产前PFOA和PFOS浓度呈正相关,但是未发现AD和PFCs之间的关系。而Okada等发现母体内PFOA高暴露会明显降低女婴脐血中特异性Ig—E抗体水平,得到与Wang等完全相反的结论。Granum等观察妊娠期PFCs暴露水平与儿童血清学健康结果(包括儿童接种反应和特异性IgE抗体)和I临床健康结果(传染病、过敏和哮喘)之间的关系,未发现宫内PFCs暴露与儿童血清中特异性Ig—E抗体存在关联;但是发现随着母体中PFOA、PFNA、PFHxS或PFOS的浓度增加时,3岁儿童的抗风疹抗体明显降低,其中PFNA的暴露水平和抗体之间关系最明显。

Okada等发现产前接触较低浓度的PFTrDA可能会降低女童罹患湿疹的危险性。最新一项研究显示长链的PFDoDA和PFTrDA会降低儿童湿疹的患病率;另外,也发现短链的PFHxS会降低儿童气喘患病率。另一项研究中,Granum等观察了妊娠期PFCs暴露与儿童传染病、过敏和哮喘之间的关系,发现母体中PFOA、PFNA和PFHxS暴露水平均与儿童罹患感冒次数呈正相关,未发现与过敏和哮喘之间的关联。

2.4妊娠期PFCs暴露对子代生殖系统影响

2项现况研究发现PFCs暴露会影响女性生殖健康,降低女性生育能力。Kristensen等开展的队列研究中,收集子代女孩的初潮年龄、月经周期、生殖激素水平和卵泡数量,分析发现宫内暴露PFOA会延迟初潮年龄。而另一项在英国开展的巢式病例对照研究中,选择初次月经在11.5岁之前的女孩作为病例组,随机选择队列中其他女生作为对照组,发现产前PFCs暴露水平不改变子代初潮年龄。在有关妊娠期PFCs暴露与男性子代生殖健康的研究中,Vested等收集169份子代19~21岁男性精子样本,分析产前PFOA和PFOS暴露和精子浓度、精子总数、精子运动形态以及生殖激素水平之间的关系,结果发现妊娠期PFOA暴露会降低子代男性精子质量和浓度,与生殖激素水平有关。

 

三、小结

 

总之,人们已开始关注妊娠期母体PFCs暴露对子代生长发育的影响,并开展了一系列流行病学调查研究,但是目前的研究结论并不一致。既往研究纳入的人群特征不同,PFCs暴露水平差异较大,采用的结局指标也不尽相同,尤其是对子代神经行为发育情况的评估,不同的研究采用了不同的评估量表和年龄节点,这些可能是研究结论不一致的原因。此外,既往研究均是通过分析妊娠期母体血液中PFCs浓度与某一时点婴幼儿的生长发育状况之间的关联性来解释PFCs暴露对子代生长发育的影响,未能将子代的生长发育过程作为一个连续性的过程进行评估,且未考虑其他内分泌化合物的干扰,因此尚不能确定人类妊娠期PFCs暴露对子代生长发育的确切影响,仍需要开展更多更大样本量的队列研究,以明确PFCs暴露和子代生长发育的关系。

 

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本文主要内容来自于:田友平1,2,梁红2,中图分类号:R169 文献标志码:A (原文有删减)

文章编号:1001-0580(2018)03.0458—05 Doi:10.11847/zgggws1113628

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