大气可吸入颗粒物致胎儿心血管畸形：流行病学调查和实验研究

我国城市大气污染严重，其不良健康效应倍受关注；新生儿出生缺陷率高于发达国家，重污染地区更高，以心血管畸形占出生缺陷的首位，提示大气污染对胎儿心血管发育具有负面效应，然而我国缺乏该方面的流行病学调查和实验资料。可吸入颗粒物（PM10）是大气污染物中成分最复杂、健康效应最大的组分，也是大气质量监测的主要指标之一。本项目运用流行病学前瞻性调查法，收集福州地区大样本新生儿出生缺陷、心血管畸形以及大气PM10水平等资料，分析大气PM10变化与新生儿出生缺陷及心血管畸形的相关性；通过亚急性吸入或污染物标准品滴注制作妊娠大鼠PM10暴露模型，深入研究PM10对胚胎心血管发育影响的量效、时效关系及其作用机制。该研究将提供大气污染对胎儿及其心血管发育影响的流行病学和实验数据，为出生缺陷的监测、防控和妊娠期母婴保健提供有价值的参考资料，并为大气污染物允许的标准修订和综合治理提供重要依据。

背景和研究内容：我国大气污染严重、心血管畸形发生比例高，但大气PM10和PM2.5对胎儿心血管发育影响研究较薄弱。项目调查福州孕妇PM10暴露与胎儿心血管畸形的关系，研究出生前大气PM暴露对心血管等系统发育的影响。.重要结果及其意义：调查时段福州PM10日均值69.4 μg/m3。在110,720例孕妇中检出胎儿心血管畸形855例，以室间隔缺损、动脉导管未闭、房间隔缺损和法乐氏四联症最多。PM10暴露水平在妊娠第2月与胎儿心脏房间隔缺损和总心血管畸形、妊娠第3月与动脉导管未闭、妊娠1-3月与房间隔缺损和总心血管畸形显著相关，在PM10暴露水平的第2四分位数相关性最显著，提示福州大气PM10在国内虽处较低水平，妊娠早期PM10暴露和特定心血管畸形有显著相关性。.实验研究发现，在低剂量致畸剂高半胱氨酸（HCY）致小部分胎心畸形的孕鼠，叠加吸入环境PM2.5（36.5 μg/m3）使胎鼠心肌凋亡率进一步升高、心肌转录因子表达显著改变；未用HCY的孕鼠PM2.5吸入暴露显著降低胎心转录因子GATA4、Nkx2-5表达水平、升高血浆TNF-和IL-1β水平。这些改变在个体后续发展中潜在不良效应值得关注。.孕鼠气道滴注PM标准品SRM1649b（12.9 μm）或SRM2786（3.6 μm），高剂量暴露导致胎心组织显著病理改变、IL-1和casepase-3表达增高、特定心脏转录因子表达降低；相当于II级空气标准的中剂量暴露上调IL-1及casepase-3、下调Tbx5的表达。高或中剂量暴露后IL-1升高的幅度，SRM2786均显著大于SRM1649b。实验研究也验证了大剂量PM暴露对胎心发育有显著不良效应，允许标准的暴露仍能改变心脏发育调控因子表达。相当于允许标准的不同粒径PM暴露的效应大致相当，但对胎儿心脏发育的潜在影响还需进一步观察。.胎心畸形机制研究表明，在母体锌缺乏所致胎心畸形中存在胎盘金属硫蛋白1和锌转运蛋白1 mRNA表达的界限值，低于该界限值是胎心畸形发生的条件之一，表明胎盘锌代谢基因表达降低与母体锌缺乏导致的胎心畸形密切相关。除心血管系统外，出生前PM暴露影响机体免疫系统发育和功能，使个体出生后易出现免疫功能异常。PM还有雌性生殖毒性，亚急性柴油机尾气颗粒物暴露降低卵巢功能，影响卵母细胞发育和受精能力。