早產是指在懷孕37周之前活產的嬰兒，是5歲以下兒童新生兒死亡的主要原因。在孟加拉國，早產約占新生兒死亡的35%，據估計，孟加拉國全國早產率為19.1%，是世界上最高的，給該國帶來了重大的經濟和公共衛生負擔。越來越多的證據表明，懷孕期間接觸元素與早產風險相關。暴露于飲用水、母親尿液、腳趾甲或血液中的鎘(Cd)、砷(As)和鉛(Pb)等有毒金屬與早產風險增加有關已有較多研究，但很少有人關注臍帶血中更廣泛的微量元素。

2021年6月19日，南京醫科大學在Environment International（IF=9.621））雜志上在線發表了題為“Cord serum elementomics profiling of 56 elements depicts risk of preterm birth: Evidence from a prospective birth cohort in rural Bangladesh”的研究論文。該研究使用了離子組學方法來描述2008-2011年在孟加拉國采集的臍帶血清樣本中的56種元素的暴露情況，并評估它們與早產風險的關系。通過采用多種統計方法，確定了與不良出生結果有關的若干因素，為評估化學混合物對健康結果的影響的必要性提供了支持。

研究材料

產婦當期妊娠年齡≥18歲，產前檢查超聲確診的單胎妊娠≤16周。孕婦在入組前至少6個月使用同一飲用水來源，并打算在整個孕期生活在同一家庭。

研究結果

1. 研究人群特征

745例單活胎中有159例早產(21.34%)。母親平均結婚年齡為17.58±2.29歲，其中18歲前結婚的占75.60%(童婚定義為18歲前結婚的是女孩或男孩)。18歲之前結婚生物女性更有可能37周之前分娩，并且體重較低，父母的教育水平較低，家庭收入水平較低。

2. 離子組學分析

通過ICP-MS對56種元素進行了定量分析，并且這些元素之間存在一定的相關性。而且成對相關系數呈右偏態，范圍處在-0.48~0.99之間（圖1）。其中Ti、Co、As、Y、Ba、Ce、Sm和Yb的濃度在早產病例的臍帶血中的濃度更高，但是Li、Sr 和 Ag3種元素則是正常分娩的濃度更高。采用彈性網絡模型（ENET）的篩選及FDR方法的多重比較校正，結果發現有3個元素（Ti 、As 和 Ba）仍保持具有統計學意義。研究者還使用logistic回歸量化了這些因素對早產風險的影響，這些元素濃度每增加一個單位，都會增加早產的風險，因此確定Ti 、As 和 Ba是縮短胎齡和早產的最重要的預測因子。

圖1. 檢測元素定量分析及相關性矩陣

3. 元素混合物對早產風險的影響

Ti、As和Ba之間具有一定的相關性，特別是As-Ba和As-Ti(圖2)。使用Bayesian回歸模型來探索Ti、As和Ba對早產風險的潛在非線性和交互混合關聯。在早產分級變量選擇模型中，這三個要素的PIP均大于0.5，單個元素的響應曲線顯示出與早產風險增加之間近似一致的單調關系。早產風險隨著這些元素濃度的增加而增加，元素濃度在90%以上的女性早產風險比50%的增加了1.54倍（圖2A-C）。

圖2. 用Bayesian回歸模型估計Ti、As和Ba混合物對早產的聯合效應

此外，事后雙變量相互作用分析表明，As和Ba對早產風險具有協同毒性作用(圖2D)。為了檢驗As-Ba的相關性，構建了包含Ba、As及其相互作用項的多元廣義加性回歸模型，得出了As-Ba相互作用的證據（圖2C-D）。

圖3. 童婚對ERS與早產關系的修正作用

通過ERS評分進一步反應評估了Ti、As、Ba的混合效應及其相互作用。高ERS與高早產高度相關。有童婚史的女性ERS明顯高于18歲后結婚的女性，并且，Ti、As、Ba濃度也更高，她們也是混合元素暴露的高危人群，并且更有可能生有早產兒（圖3）。

小 結

該項研究確定了臍帶血中最全面的元素暴露概況，并構建了與早產風險相關的元素風險評分。結果表明，暴露于Ti、As、Ba和它們的混合物可能會對早產產生不利影響，其中地下水是孟加拉國飲用水和灌溉用水的主要來源，飲用水是As暴露的主要途徑，此外，Ba可以通過胎盤屏障，而且Ba在As存在下可增加NF-κB活性和x -連鎖凋亡蛋白表達，降低JNK活性，從而抑制As介導的凋亡誘導途徑，而接觸Ti會引起炎癥、氧化應激和細胞毒性，這可能會導致活性氧產生和基因毒性，導致不良結果。童婚是影響環境暴露和早產的一個可變因素。這些結果進一步支持提高結婚年齡以保護母嬰健康，同時發展可持續的消除污染技術，將對孟加拉國的公共衛生產生重大影響。

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