论文部分内容阅读
饮用水氯化消毒技术自20世纪问世以来，有效控制了介水传染病的传播，显著提高了饮用水卫生质量。然而，氯化消毒剂与原水中的有机前体物反应，生成消毒副产物(disinfection by-products，DBPs)。DBPs暴露可引起实验动物不良妊娠结局，但孕期DBPs暴露是否会影响胎儿生长发育的流行病学证据尚不一致，且DBPs的毒性机制也不明确。既往流行病学研究多采用外暴露评估方法，忽略了DBPs暴露的孕期变异，造成了DBPs暴露的错误分类，从而降低了暴露风险评估的准确性。
因此，本研究采用前瞻性队列研究方法，以孕早、中、晚期血三卤甲烷(trihalomethanes，THMs)和尿卤代乙酸(haloaceticacids，HAAs)为DBPs内暴露标志物，探讨孕期DBPs暴露水平、时间变异与影响因素；以研究对象孕早、中、晚期体内代表性氧化应激标志物表征机体的氧化应激状态，以孕期超声检查参数结合新生儿出生结局动态评估胎儿的生长发育水平，分析孕期DBPs环境暴露、氧化应激与胎儿生长发育的关联，以探讨DBPs环境暴露对胎儿生长发育的影响及作用机制，为评估孕期DBPs环境暴露的生殖健康风险提供科学依据。
第一部分孕期消毒副产物暴露水平、时间变异及影响因素
目的：以血THMs和尿HAAs为DBPs内暴露标志物，探究孕妇孕期DBPs暴露水平、时间变异及影响因素。
方法：以孝感市某妇幼保健院为研究现场，于2015月3月至2017年12月招募了1760名待产孕妇，分别在孕早(＜14周)、中(14～28周)、晚(＞28周)期收集孕妇问卷和生物样本。使用顶空固相微萃取-气相色谱法测定4304份血样中四种THMs浓度，包括三氯甲烷(chloroform，TCM)、一溴二氯甲烷(bromodichloro-methane，BDCM)、二溴一氯甲烷(dibromochloromethane，DBCM)和三溴甲烷(bromoform，TBM)；使用液液萃取-气相色谱法测定4165份尿样中两种HAAs浓度，包括二氯乙酸(dichloroacetic acid，DCAA)与三氯乙酸(trichloroacetic acid， TCAA)。溴代THMs(brominated trihalomethanes，Br-THMs)浓度(BDCM、DBCM
和TBM浓度之和)和总THMs(total trihalomethanes，TTHMs)浓度(Br-THMs和TCM浓度之和)通过计算得到。使用组内相关系数(intraclass correlation coefficients, ICCs)评估孕期血THMs与尿HAAs水平时间变异大小，使用混合线性模型分析血THMs和尿HAAs浓度的影响因素。
结果：血TCM、BDCM、DBCM、TBM和尿TCAA、DCAA的检出率分别为92.4%、79.4%、42.6%、48.5%、91.3%和96.1%，血TCM、BDCM和尿TCAA的中位数浓度分别为10.1ng/L、0.81ng/L和1.6μg/L。血TCM、BDCM、Br-THMs、TTHMs和尿TCAA、DCAA在整个孕期均存在较大个体内变异(ICCs≤0.13)，单次测量代表孕期DBPs平均暴露水平可造成暴露错误分类。混合线性模型发现，所有DBPs内暴露标志物均受采样季节的影响，血TCM和BDCM浓度与家庭收入、尿DCAA浓度与孕妇年龄、尿TCAA浓度与孕妇受教育程度及自来水使用量间均存在正相关，而血BDCM浓度与蔬菜食用频率、血TTHMs和Br-THMs浓度与距离上次洗澡间隔间均存在负相关。
结论：本部分研究发现，孕期DBPs暴露存在较大个体内变异，且个体暴露水平受采样季节、孕妇社会人口学特征、饮食和用水习惯等因素影响。
第二部分孕期消毒副产物暴露对胎儿生长发育的影响
目的：以不同孕期血THMs与尿HAAs为DBPs内暴露标志物，探讨DBPs暴露与胎儿生长发育指标之间的关联。
方法：在第一部分人群的基础上，收集了1660名孕妇孕中、晚期超声检测数据与新生儿出生信息。根据第一部分研究结果，使用血THMs与尿HAAs浓度平均值代表孕期DBPs暴露水平，使用线性回归模型分析孕期DBPs暴露与胎儿出生孕周和出生体重的关联，使用Logistic回归分析孕期DBPs暴露与小于胎龄儿和大于胎龄儿发生风险的关联。使用混合线性回归模型分析血THMs和尿HAAs浓度与腹围、头围、双顶径、股骨长径和胎儿超声体重的关联。同时，我们也探索了DBPs暴露风险敏感性窗口期与对胎儿生长发育影响的性别差异。
结果：校正了潜在协变量后，发现孕期血BDCM浓度升高与新生儿出生体重上升有关，且增加了大于胎龄儿发生风险(趋势P＜0.05)；血TCM浓度与小于胎龄儿发生风险间，尿TCAA与大于胎龄儿发生风险间均存在显著性或建议性正相关(趋势P＜0.10)。同时，血TCM、Br-THMs和TTHMs与胎儿腹围和超声体重间存在显著性或建议性剂量-反应负相关(趋势P＜0.10)，孕中期血TCM和TTHMs浓度升高与胎儿股骨长径下降有关(P＜0.05)。暴露敏感期分析显示，孕中期TCM
和TTHMs暴露对胎儿生长发育影响较大，而孕早期BDCM暴露对胎儿体重影响较大。性别分层分析发现，DBPs暴露对胎儿生长发育的影响有一定的性别差异。
结论：本部分研究发现孕期DBPs暴露与胎儿腹围、股骨长径和超声体重降低有关，且与小于胎龄儿和大于胎龄儿发生风险上升有关，提示孕期DBPs暴露可能影响了胎儿生长发育水平。
第三部分孕期消毒副产物暴露、氧化应激与胎儿生长发育的关联
目的：探究孕期血THMs和尿HAAs浓度、尿氧化应激标志物与胎儿生长发育之间的关联。
方法：在本研究第一部分研究的基础上，采用液相色谱-质谱联用法测定尿液样本中8-羟基脱氧鸟苷(8-hydroxy-2-deoxyguanosine，8-OHdG)、4-羟基-2-壬烯醛-巯基尿酸(4-hydroxy-2-nonenal-mercapturic acid，HNE-MA)和8-异前列腺素F2α(8-iso-prostaglandinF2α，8-isoPGF2α)的浓度。使用ICCs评估孕期尿氧化应激标志物水平变异大小，采用线性回归模型和广义加性模型分析血THMs和尿HAAs浓度与8-OHdG、HNE-MA和8-isoPGF2α水平的关联。结合本研究第二部分研究结果，使用中介效应模型，分析氧化应激在DBPs暴露与胎儿生长发育损伤关联中的中介作用。
结果：孕期尿氧化应激标志物存在较大的个体内变异(ICCs≤0.12)。校正混杂因素后，发现血Br-THMs与尿HNE-MA浓度、血TCM和TTHMs与尿8-OHdG和HNE-MA浓度，尿DCAA和TCAA与8-OHdG、HNE-MA和8-isoPGF2α浓度间均存在显著剂量-反应正相关(趋势P＜0.05)。将血THMs和尿HAAs浓度以连续型变量纳入模型，上述剂量-反应关系多呈单调线性。中介分析结果提示，8-OHdG在孕中期TCM和TTHMs暴露与孕晚期胎儿股骨长径之间的负相关关系中起中介作用，中介效应比分别为8.8%和9.9%。
结论：本部分研究提示孕期DBPs暴露与尿氧化应激标志物水平升高有关，且氧化应激在DBPs致胎儿生长发育损伤中发挥了中介作用。
因此，本研究采用前瞻性队列研究方法，以孕早、中、晚期血三卤甲烷(trihalomethanes，THMs)和尿卤代乙酸(haloaceticacids，HAAs)为DBPs内暴露标志物，探讨孕期DBPs暴露水平、时间变异与影响因素；以研究对象孕早、中、晚期体内代表性氧化应激标志物表征机体的氧化应激状态，以孕期超声检查参数结合新生儿出生结局动态评估胎儿的生长发育水平，分析孕期DBPs环境暴露、氧化应激与胎儿生长发育的关联，以探讨DBPs环境暴露对胎儿生长发育的影响及作用机制，为评估孕期DBPs环境暴露的生殖健康风险提供科学依据。
第一部分孕期消毒副产物暴露水平、时间变异及影响因素
目的：以血THMs和尿HAAs为DBPs内暴露标志物，探究孕妇孕期DBPs暴露水平、时间变异及影响因素。
方法：以孝感市某妇幼保健院为研究现场，于2015月3月至2017年12月招募了1760名待产孕妇，分别在孕早(＜14周)、中(14～28周)、晚(＞28周)期收集孕妇问卷和生物样本。使用顶空固相微萃取-气相色谱法测定4304份血样中四种THMs浓度，包括三氯甲烷(chloroform，TCM)、一溴二氯甲烷(bromodichloro-methane，BDCM)、二溴一氯甲烷(dibromochloromethane，DBCM)和三溴甲烷(bromoform，TBM)；使用液液萃取-气相色谱法测定4165份尿样中两种HAAs浓度，包括二氯乙酸(dichloroacetic acid，DCAA)与三氯乙酸(trichloroacetic acid， TCAA)。溴代THMs(brominated trihalomethanes，Br-THMs)浓度(BDCM、DBCM
和TBM浓度之和)和总THMs(total trihalomethanes，TTHMs)浓度(Br-THMs和TCM浓度之和)通过计算得到。使用组内相关系数(intraclass correlation coefficients, ICCs)评估孕期血THMs与尿HAAs水平时间变异大小，使用混合线性模型分析血THMs和尿HAAs浓度的影响因素。
结果：血TCM、BDCM、DBCM、TBM和尿TCAA、DCAA的检出率分别为92.4%、79.4%、42.6%、48.5%、91.3%和96.1%，血TCM、BDCM和尿TCAA的中位数浓度分别为10.1ng/L、0.81ng/L和1.6μg/L。血TCM、BDCM、Br-THMs、TTHMs和尿TCAA、DCAA在整个孕期均存在较大个体内变异(ICCs≤0.13)，单次测量代表孕期DBPs平均暴露水平可造成暴露错误分类。混合线性模型发现，所有DBPs内暴露标志物均受采样季节的影响，血TCM和BDCM浓度与家庭收入、尿DCAA浓度与孕妇年龄、尿TCAA浓度与孕妇受教育程度及自来水使用量间均存在正相关，而血BDCM浓度与蔬菜食用频率、血TTHMs和Br-THMs浓度与距离上次洗澡间隔间均存在负相关。
结论：本部分研究发现，孕期DBPs暴露存在较大个体内变异，且个体暴露水平受采样季节、孕妇社会人口学特征、饮食和用水习惯等因素影响。
第二部分孕期消毒副产物暴露对胎儿生长发育的影响
目的：以不同孕期血THMs与尿HAAs为DBPs内暴露标志物，探讨DBPs暴露与胎儿生长发育指标之间的关联。
方法：在第一部分人群的基础上，收集了1660名孕妇孕中、晚期超声检测数据与新生儿出生信息。根据第一部分研究结果，使用血THMs与尿HAAs浓度平均值代表孕期DBPs暴露水平，使用线性回归模型分析孕期DBPs暴露与胎儿出生孕周和出生体重的关联，使用Logistic回归分析孕期DBPs暴露与小于胎龄儿和大于胎龄儿发生风险的关联。使用混合线性回归模型分析血THMs和尿HAAs浓度与腹围、头围、双顶径、股骨长径和胎儿超声体重的关联。同时，我们也探索了DBPs暴露风险敏感性窗口期与对胎儿生长发育影响的性别差异。
结果：校正了潜在协变量后，发现孕期血BDCM浓度升高与新生儿出生体重上升有关，且增加了大于胎龄儿发生风险(趋势P＜0.05)；血TCM浓度与小于胎龄儿发生风险间，尿TCAA与大于胎龄儿发生风险间均存在显著性或建议性正相关(趋势P＜0.10)。同时，血TCM、Br-THMs和TTHMs与胎儿腹围和超声体重间存在显著性或建议性剂量-反应负相关(趋势P＜0.10)，孕中期血TCM和TTHMs浓度升高与胎儿股骨长径下降有关(P＜0.05)。暴露敏感期分析显示，孕中期TCM
和TTHMs暴露对胎儿生长发育影响较大，而孕早期BDCM暴露对胎儿体重影响较大。性别分层分析发现，DBPs暴露对胎儿生长发育的影响有一定的性别差异。
结论：本部分研究发现孕期DBPs暴露与胎儿腹围、股骨长径和超声体重降低有关，且与小于胎龄儿和大于胎龄儿发生风险上升有关，提示孕期DBPs暴露可能影响了胎儿生长发育水平。
第三部分孕期消毒副产物暴露、氧化应激与胎儿生长发育的关联
目的：探究孕期血THMs和尿HAAs浓度、尿氧化应激标志物与胎儿生长发育之间的关联。
方法：在本研究第一部分研究的基础上，采用液相色谱-质谱联用法测定尿液样本中8-羟基脱氧鸟苷(8-hydroxy-2-deoxyguanosine，8-OHdG)、4-羟基-2-壬烯醛-巯基尿酸(4-hydroxy-2-nonenal-mercapturic acid，HNE-MA)和8-异前列腺素F2α(8-iso-prostaglandinF2α，8-isoPGF2α)的浓度。使用ICCs评估孕期尿氧化应激标志物水平变异大小，采用线性回归模型和广义加性模型分析血THMs和尿HAAs浓度与8-OHdG、HNE-MA和8-isoPGF2α水平的关联。结合本研究第二部分研究结果，使用中介效应模型，分析氧化应激在DBPs暴露与胎儿生长发育损伤关联中的中介作用。
结果：孕期尿氧化应激标志物存在较大的个体内变异(ICCs≤0.12)。校正混杂因素后，发现血Br-THMs与尿HNE-MA浓度、血TCM和TTHMs与尿8-OHdG和HNE-MA浓度，尿DCAA和TCAA与8-OHdG、HNE-MA和8-isoPGF2α浓度间均存在显著剂量-反应正相关(趋势P＜0.05)。将血THMs和尿HAAs浓度以连续型变量纳入模型，上述剂量-反应关系多呈单调线性。中介分析结果提示，8-OHdG在孕中期TCM和TTHMs暴露与孕晚期胎儿股骨长径之间的负相关关系中起中介作用，中介效应比分别为8.8%和9.9%。
结论：本部分研究提示孕期DBPs暴露与尿氧化应激标志物水平升高有关，且氧化应激在DBPs致胎儿生长发育损伤中发挥了中介作用。