2019, Vol. 35
2. 马鞍山市妇幼保健院
砷对孕妇及子代健康结局的影响已引起广泛关注。砷不仅与妊娠期糖尿病[1]、早产[2]等的发生关联密切，对儿童期神经行为发育也具有远期效应[3]。妊娠期高血压疾病（hypertensive disorder complicating pregnancy，HDCP）是一种常见的妊娠期并发症，病因机制尚且不明，是导致孕产妇及新生儿各种并发症甚至死亡的主要原因之一[4 – 5]。环境砷暴露对血压的影响已经得到证实[6]，但国内外鲜有利用出生队列这一平台探讨妊娠期砷暴露对HDCP影响的关联性研究。本研究以2013年5月 — 2014年9月在安徽省马鞍山市妇幼保健院招募的3 474名孕妇作为研究对象，通过检测孕妇孕早、中期及新生儿出生时脐带血清砷的浓度，描述马鞍山市妊娠期妇女血清砷暴露水平，并探讨不同时期砷水平对HDCP的影响。
1 对象与方法 1.1 对象基于2013年5月 — 2014年9月在马鞍山市妇幼保健院建立的马鞍山优生优育队列（Ma′anshan Birth Cohort，MABC），共纳入3 474名孕妇。具体纳入标准：（1）知情同意参加本研究；（2）首次产检（即建卡时）孕周 ≤ 14周；（3）年龄 ≥ 18周岁；（4）无严重精神疾患，能理解并填写问卷者。排除双胎（39例）、胚停（75例）、自然流产（45例）、治疗性引产（30例）、死胎死产（10例）、宫外孕（2例）、孕前慢性病史（19例）及妊娠期高血压数据缺失（7例），共有3 247名孕妇纳入本次分析。所有研究对象均签署知情同意书。
1.2 方法 1.2.1 问卷调查与临床资料收集由经过培训的调查员采用自编的母婴健康记录表于首次产检（孕周 ≤ 14周）时收集孕妇的一般人口学特征（年龄、文化程度、职业、居住地等）、不良生活方式（吸烟、饮酒、被动吸烟等）、既往妊娠史及慢性病家族史等信息。孕妇HDCP数据通过查阅孕产妇保健手册和病历记录获取。
1.2.2 血压测量与诊断于孕早中晚期（测量次数 ≥ 5次）使用水银血压计测量孕妇血压，结合病史、临床表现、体征及辅助检查结果进行HDCP诊断，诊断标准参考《妇产科学》[7]（第8版）。本次分析排除了孕前有高血压病史的孕妇，仅考虑妊娠期高血压[妊娠期首次出现血压持续上升，收缩压 ≥ 140 mm Hg（1 mm Hg = 0.133 3 kpa）和/或舒张压 ≥ 90 mm Hg，蛋白尿阴性]和子痫前期（妊娠20周以后出现收缩压 ≥ 140 mm Hg和/或舒张压 ≥ 90 mm Hg并且伴有蛋白尿0.3 g/24 h或随机尿蛋白阳性）2种疾病。将血压水平正常同时排除具有肝肾功能不全等疾病的孕妇作为正常组，整个孕期被诊断为妊娠期高血压或子痫前期的孕妇作为HDCP组。
1.2.3 血液样本采集与检测分别采集孕早期（< 14周）、中期（M值为孕26周）孕妇空腹外周血和分娩时脐带血于PP材质的离心管中，离心分装后置于 – 80 ℃冰箱保存直至待检。按Liang等 [8]实验方法，使用电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS Nexion350X，PerkinElmer公司）测定血清砷的浓度。采用直接稀释法检测血清样本中的无机砷。取5 mL硝酸，用2 %的硝酸稀释10倍，以1 ppb的Y元素作为内标，在健康人混合血清样中加入0.5、1、2、5、10、20、50、100 ppb的砷标准溶液，采用标准加入法进行检测。NexION350X仪器的条件为：采用KED模式，碰撞气流量3.9 L/min。
1.3 统计分析采用Epi Data 3.1进行数据录入、SPSS 21.0软件进行统计分析。砷浓度为非正态分布，浓度用P50（P25～P75）或几何均数G表示；多个样本非参数检验Friedman检验比较孕早、中期和脐带血清砷含量间的总体差异，配对样本Wilcoxon秩和检验进行两两组间比较；采用χ2检验进行组间差异分析。血清砷浓度按三分位数法分成相对低暴露组、中暴露组和高暴露组，二分类logistic回归模型分析不同孕期及脐带血砷水平与HDCP的关联，砷浓度以分类变量纳入计算OR值和95 % CI，连续型变量纳入计算线性趋势（趋势P值）。以P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结 果 2.1 不同时期血清砷水平及相关性分析（表1）
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表 1 不同时期孕妇血清砷暴露水平分布 |
孕早期、中期和脐带血样分别有296、167、547份未收集到。本实验砷浓度最低检出限（limit of detection，LOD）为0.004 7 μg/L，检出率 > 99.9 %，其中孕早期有1例低于LOD，脐带血有2例低于LOD。多样本非参数检验发现，孕早期、中期和脐带血中血清砷含量总体间存在差异（ P < 0.001），进一步两两比较发现，脐带血清砷水平显著高于孕早、中期（ P < 0.001），孕早期、中期血清砷水平差异无统计学意义。
2.2 不同特征孕妇HDCP发生情况（表2）|
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表 2 不同特征孕妇HDCP发生情况比较 |
本研究纳入分析的3 247名孕妇中，出现HDCP 190例（妊娠期高血压135例，子痫前期55例），发生率为5.9 %。单因素分析显示，孕前BMI、高血压家族史、孕期增重与HDCP的发生有关，差异均有统计学意义（均P < 0.05），孕妇年龄、文化程度、家庭人均月收入、产次与HDCP的发生无关（均 P > 0.05）。
2.3 孕早、中期和脐带血清砷水平与HDCP关联的logistic回归分析（表3）|
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表 3 不同时期血砷水平与HDCP关联的二分类logistic回归分析 |
以是否诊断HDCP为因变量（是 = 1，否 = 0），将血清砷浓度按三分位数法分成相对低暴露组、中暴露组和高暴露组，对孕早、中期及脐带血清砷水平进行单因素logistic回归分析，结果显示，孕早期血清砷水平与HDCP呈正相关（P = 0.011），高砷暴露组发生HDCP的风险是低暴露组的1.70倍（OR = 1.70，95 % CI = 1.13～2.54），孕中期和脐带血清砷水平不会增加HDCP的发生风险。控制单因素分析有统计学意义的变量后，孕早期血清砷水平与HDCP的关联仍然存在（OR = 1.63，95 % CI = 1.08～2.48）。
3 讨 论本研究发现脐带血清砷浓度高于孕早、中期。国内外关于孕期砷暴露的研究多集中于孕妇尿液样本的检测，与血清样本砷浓度差异较大。本研究所检测的马鞍山地区脐带血中砷的含量低于孟加拉国[3]Pabna [（1.0 ± 2.2）μg/dL]、Sirajdikhan [（0.4 ± 1.9）μg/dL]2个地区及我国台湾地区（中位数11.41 μg/L）[9]，高于尼泊尔（中位数1.33 μg/L）[10]、中非（中位数0.62 μg/L）[11]及我国上海地区[12]（中位数0.86 μg/L）。上述结果的差异可能是由于不同地区土壤、饮用水中砷含量的不同及饮食习惯的差异所导致。砷能通过胎盘屏障和血脑屏障从母体进入胎儿体内，并在胎儿体内蓄积[13]，若降低孕妇体内砷的含量，可减少宫内砷的暴露，从而降低砷对胎儿及婴儿的损害。
本研究基于MABC队列的前瞻性随访数据，探讨血清砷水平与HDCP的关联。研究结果显示，孕早期血清砷水平与HDCP的发生有关，与低暴露组相比，血清砷高暴露组发生HDCP的风险增加63 %。既往研究也显示，砷暴露会导致血压升高或与高血压患病率的增加有关[6, 14 – 15]。Mordukhovich等[14]基于标准老龄化研究（Mormative Aging Study）对老年男性进行了一项横断面调查，发现指甲中砷的含量与血压存在正相关关系，研究者认为这项研究是以指甲作为重金属暴露的生物标志物，其结果需谨慎解释。Jiang等[15]为探讨砷暴露与血压纵向变化的关系，通过“砷对健康影响纵向研究（Health Effects of Arsenic Longitudinal Study，HEALS）”中10 853名参与者，发现长期砷暴露会加速年龄相关血压的升高。与此同时，也有学者关注到产前砷暴露对孕期血压的影响。Farzan等[16]在对美国新罕布什尔出生队列（New Hampshire Birth Cohort Study）中的514名孕妇产前砷暴露进行测量，发现孕期尿液中砷浓度每增加5 μg/L，怀孕期间收缩压每月增加0.15 mm Hg（95 % CI = 0.02～0.29, P = 0.022），舒张压每月增加0.14 mm Hg（95 % CI = 0.02～0.25，P = 0.021）。该研究只分析了孕期血压的变化，并未对HDCP进行诊断，且只收集了孕中期（24～28周）一个时期的尿液，不能深入探讨砷对孕期血压的影响是否存在关键期。本研究以临床HDCP诊断结果为因变量，在控制相关混杂因素后，发现孕早期可能是砷对HDCP影响的关键孕期，但需要后续研究进一步验证。
砷对HDCP影响的潜在机制尚不清楚。有研究显示，砷参与氧化应激发挥其毒性作用[17 – 19]。氧化应激会使体内活性氧自由基产生过多，进而导致的血管内皮细胞激活、滋养层细胞凋亡被认为是血管紧张收缩状态的基础。Wu[20]和Burgess等[21]研究还发现砷暴露与血浆中炎症和内皮损伤标志物的增加有关，提示砷可能在一定程度促进血管内皮功能紊乱。
本研究不足之处在于研究设计过程中没有涉及孕妇膳食暴露相关信息，如高钠饮食等；未考虑孕期不良生活事件或压力对孕妇血压的影响；此外，研究对象来自同一地区，结论的外推需要慎重。
| [1] | Xia X, Liang C, Sheng J, et al. Association between serum arsenic levels and gestational diabetes mellitus: a population-based birth cohort study[J]. Environ Pollut, 2018, 235: 850–856. DOI:10.1016/j.envpol.2018.01.016 |
| [2] | Rahman ML, Kile ML, Rodrigues EG, et al. Prenatal arsenic exposure, child marriage, and pregnancy weight gain: associations with preterm birth in Bangladesh[J]. Environ Int, 2018, 112: 23–32. DOI:10.1016/j.envint.2017.12.004 |
| [3] | Valeri L, Mazumdar MM, Bobb JF, et al. The joint effect of prenatal exposure to metal mixtures on neurodevelopment outcomes at 20 – 40 months of age: evidence from rural Bangladesh[J]. Environ Health Perspect, 2017, 125(6): 067015. DOI:10.1289/EHP614 |
| [4] | Liu CM, Cheng PJ. Maternal complications and perinatal outcomes associated with gestational hypertension and severe preeclampsia in Taiwanese women[J]. Formos Med Assoc, 2008, 107(2): 129–138. DOI:10.1016/S0929-6646(08)60126-6 |
| [5] | Bramham K, Parnell B, Nelson-Piercy C, et al. Chronic hypertension and pregnancy outcomes: systematic review and meta-analysis[J]. BMJ, 2014, 348: g2301. DOI:10.1136/bmj.g2301 |
| [6] | Abhyankar LN, Jones MR, Guallar E, et al. Arsenic exposure and hypertension: a systematic review[J]. Environ Health Perspect, 2011, 120: 494–500. |
| [7] | 谢幸, 苟文丽. 妇产科学[M]. 8版. 北京: 人民卫生出版社, 2013: 73 – 75. |
| [8] | Liang C, Li Z, Xia X, et al. Determine multiple elements simultaneously in the sera of umbilical cord blood samples – a very simple method[J]. Biol Trace Elem Res, 2017, 177(1): 1–8. DOI:10.1007/s12011-016-0853-6 |
| [9] | Lin CC, Chen YC, Su FC, et al. In utero exposure to environmental lead and manganese and neurodevelopment at 2 years of age[J]. Environ Res, 2013, 123(3): 52–57. |
| [10] | Parajuli RP, Fujiwara T, Umezaki M, et al. Home environment and cord blood levels of lead, arsenic, and zinc on neurodevelopment of 24 months children living in Chitwan Valley, Nepal[J]. J Trace Elem Med Biol, 2015, 29(3): 315–320. |
| [11] | Röllin HB, Channa K, Olutola BG, et al. Evaluation of in utero exposure to arsenic in South Africa[J]. Sci Total Environ, 2017, 575: 338–346. DOI:10.1016/j.scitotenv.2016.10.044 |
| [12] | Yu XD, Yan CH, Shen XM, et al. Prenatal exposure to multiple toxic heavy metals and neonatal neurobehavioral development in Shanghai, China[J]. Neurotoxicol Teratol, 2011, 33(4): 437–443. DOI:10.1016/j.ntt.2011.05.010 |
| [13] | Rahman A, Vahter M, Smith AH, et al. Arsenic exposure during pregnancy and size at birth: a prospective cohort study in Bangladesh[J]. Am J Epidemiol, 2009, 169(3): 304–312. |
| [14] | Mordukhovich I, Wright RO, Hu H, et al. Associations of toenail arsenic, cadmium, mercury, manganese, and lead with blood pressure in the normative aging study[J]. Environ Health Perspect, 2012, 120(1): 98–104. DOI:10.1289/ehp.1002805 |
| [15] | Jiang J, Liu M, Parvez F, et al. Association between arsenic exposure from drinking water and longitudinal change in blood pressure among HEALS cohort participants[J]. Environ Health Perspect, 2015, 123(8): 806–812. DOI:10.1289/ehp.1409004 |
| [16] | Farzan SF, Chen Y, Wu F, et al. Blood pressure changes in relation to arsenic exposure in a US pregnancy cohort[J]. Environ Health Perspect, 2015, 123(10): 999–1006. DOI:10.1289/ehp.1408472 |
| [17] | Lee MY, Jung BI, Chung SM, et al. Arsenic-induced dysfunction in relaxation of blood vessels[J]. Environ Health Perspect, 2003, 111(4): 513–517. DOI:10.1289/ehp.5916 |
| [18] | 易秋荣, 李昕. 砷暴露对脂代谢影响及其机制研究进展[J]. 中国公共卫生, 2016, 32(6): 874–877. |
| [19] | Poropat AE, Laidlaw MAS, Lanphear B, et al. Blood lead and preeclampsia: a meta-analysis and review of implications[J]. Environ Res, 2018, 160: 12–19. DOI:10.1016/j.envres.2017.09.014 |
| [20] | Wu F, Jasmine F, Kibriya MG, et al. Association between arsenic exposure from drinking water and plasma levels of cardiovascular markers[J]. Am J Epidemiol, 2012, 175(12): 1252–1261. DOI:10.1093/aje/kwr464 |
| [21] | Burgess JL, Kurzius-Spencer M, O'Rourke MK, et al. Environmental arsenic exposure and serum matrix metalloproteinase-9[J]. J Expo Sci Environ Epidemiol, 2013, 23(2): 163–169. DOI:10.1038/jes.2012.107 |