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一项新研究正在孕育: 环境对儿童健康结局的影响

March 24, 2017 观点 Comments Off on 一项新研究正在孕育: 环境对儿童健康结局的影响

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描图:从婴儿到成人

一项被称为“环境对儿童健康结局的影响”的研究计划利用现有出生队列,或将包括新队列,研究儿童发育及健康等重要领域的问题。
© Roy Scott/em>

在美国,哮喘、孤独症谱系障碍、肥胖、注意力缺陷/多动症及其它慢性儿童疾病的患病率居高不下。目前普遍认为,发育早期甚至孕前的环境暴露对个体在儿童时期之后的健康产生不良影响。因此,儿童发育时期接触的环境因素不仅对儿童自身也对整个社会造成影响。目前,美国国立卫生研究院(National Institutes of Health,NIH)正在开展一项大规模长期计划来研究这些环境因素,该计划被称为“环境对儿童健康结局的影响(Environmental Influences on Child Health Outcomes, ECHO)”。

NIH的领导层计划将ECHO计划围绕4个有关公共健康的领域开展:(1)上呼吸道及下呼吸道疾病,如哮喘和过敏;(2)肥胖及其相关疾病,如糖尿病和代谢综合征;(3)包括出生缺陷在内的产前、围产期和产后结局;(4)神经发育及其相关疾病,如孤独症、神经行为和意识障碍。该计划将测定以上4个领域中的标准化的核心要素,其中包括人口特征、生长、睡眠、营养、活动模式,还包括通过最新科技测定的新型指标,如影响儿童发育的有关微生物学和表观遗传学指标。

在2015年1月13日发布的“信息申请”Request for information(RFI)中,NIH征求有关ECHO的意见。约有190条意见回复。总体上看,这些意见支持NIH开展这项大规模、多种族的研究,但是也对如何整合ECHO不同来源的数据及如何处理生命早期、特别是孕期暴露带来的影响表示关注。

以国家儿童研究为基础

首次涉足这样大规模的儿童环境健康调查是在2000年,国会指示NIH开展一项前瞻性出生队列研究,该研究以10万美国儿童为研究对象,从其母亲妊娠开始随访至儿童成长到至少21岁结束。在“国家儿童研究”(National Children’s Study, NCS))中,研究人员计划测定妊娠期和出生后早期的外源化学物暴露,并保存生物及环境样品以便后续分析。至2014年,已向NCS拨款超过13亿美元。而经医学研究所( Institute of Medicine)审查及咨询委员会向院长提出建议,其结论是NCS存在研究设计及可行性方面的缺陷,NIH院长Francis Collins于该年12月叫停了该项研究。

不过,NIH副院长Lawrence Tabak强调,ECHO不会仅是一个新的NCS。他表示,“我们一直在维护ECHO这项计划的目标,而它的研究方法与NCS完全不同。”

NCS和ECHO两者之间关键的区别在于出生队列。NCS采取招募大型新队列的方式,而ECHO将依靠现有队列及组织样本库(如脐带血和胎盘),ECHO收集这些组织用以测定妊娠期及儿童期的环境暴露和表观遗传学改变。Tabak表示,“通过现有队列充分利用现有资源,这说明我们不必进行无谓的重复工作以及的开销较高的研究对象招募工作,现有队列已经完成了这些工作。”

据加州大学欧文分校职业与环境卫生中心(Center for Occupational and Environmental health)的教授兼系主任Dean Baker介绍,招募新的出生队列是导致NCS失败的原因之一。曾任NCS研究中心的研究人员、现就职于医学研究所评估委员会的Baker解释道,该研究的设计人员选择入户的方式完成基于家庭的研究对象的招募,这适于招募大批妊娠及计划妊娠的女性。此举可能有助于从发育早期开始评价环境的作用。

现场工作人员在NCS预调查阶段就实现了最初的招募目标。但是对非妊娠女性的随访存在更多问题。Baker解释道,“在预调查期间,我们只采用了传统的电话调查的方式,而处于孕前期的研究对象流动性较高,一些年轻女性频繁更换住址及电话号码。”他表示,调查人员原计划随访5年,但是一年半内就有54%的研究对象失访。

加州大学伯克利分校环境研究和儿童健康中心(Center for Environmental Research and Children’s Health)主任Brenda Eskenazi指出,基于医院或诊所的招募方式可改善入户抽样的缺陷。“因为你是在与已加入医疗系统的女性研究对象合作。”事实上,NCS办公室基于预调查最终提出了一项更实用的策略,该策略是基于医生推荐的病人和专门针对妊娠妇女的医院产前招募。Baker表示,“然而,国会到那时会要求医学研究所对NCS进行审查,而该研究所在其2014年的报告中指出,负责NCS的NIH项目组缺乏足够数量的内部专家,在NCS的管理结构下不太可能产生高质量且经济划算的研究方案。”

现有队列,新型工具

NIH的官员尚未选择任何现有队列对其进行ECHO研究资助。但是Tabak已参考了“未产女性妊娠结局研究” (Nulliparous Pregnancy Outcomes Study),即监测“准妈妈们”(简称nuMoM2b),该研究在全美8个临床研究站点及12个子站点招募妊娠女性队列,该队列的研究对象在人种、民族及地域上分布广泛。2010年,经由尤尼斯肯尼迪施莱佛国立儿童健康和人类发展研究所(Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development, NICHD)发起,并由NICHD和NIH妇女健康研究办公室(Office of Research on Women’s Health)联合资助,nuMoM2b已招募9000名女性,其最终目标是总共招募1万名。该队列旨在对遗传、表观遗传和环境因素进行表征,预测母亲和婴儿的不良妊娠结局。负责该队列的NICHD的主要研究人员未回应此事的评论请求。

然而,美国现有的许多出生队列与当今儿童面临的环境暴露并不相关,几名接受采访的研究人员对此表示担忧。例如,Eskenazi指导萨利纳斯母亲和儿童健康评估中心的(Center for the Health Assessment of Mothers and Children of Salinas, CHAMACOS )研究,该研究调查加利福尼亚州萨利纳斯山谷拉丁裔农业工人群体的环境因素与儿童健康。这项研究于1999年至2000年间在6个当地的诊所招募了601名孕妇。Eskenazi表示,几年前在研究启动时收集的数据可能仍然有价值,但它们可能无法反映当前的环境暴露情况,如替代有毒物质的替代化学品的暴露情况。

Baker还存有疑虑,多少现有队列收集了有关环境暴露的高质量数据,特别是产前发育这一关键时期的环境暴露情况。他表示,“盘点我们已有的数据,并对现有资源进行整合,尽管我觉得这个主意不错,但这真的还存在问题。”

据Baker称,过去10年里有关环境对儿童健康影响的前瞻性研究大多在统计学方面存在不足,即对某些统计学分析方法来说样本量太小。因而他表示,ECHO现有队列的总体样本量需要足够大才能在统计学上有把握地评估多种暴露及暴露与基因之间的交互作用。

Nigel Paneth是密歇根州立大学(Michigan State University)的流行病学、生物统计学及儿科学教授,曾任NCS的主要研究人员。他强调,为确定儿童疾病的可预防因素,特别是出生缺陷和早产等导致婴儿死亡的主要原因,研究者必须在研究对象妊娠期间对环境暴露进行全面实时监测。他表示,“ECHO限定在现有队列中,这将提供一些信息,但是这与在妊娠关键暴露窗期间进行综合评估相比还不够。”

纽约西奈山医院儿童环境健康中心前主任Philip Landrigan建议采用一种组合式方法,即审慎地创建新的出生队列和/或在选定的现有队列中招募新的母婴配对研究对象。他表示,“这项策略可让研究人员对现有队列在早年创建时还未出现的新型环境暴露因素进行评估。”

Landrigan和Baker在2015年初共同撰写了一篇论文,文中他们主张建立一个“区域化、基于学术的前瞻性出生队列研究的国家联盟”,以此达到NCS最初的研究目标。他们写道,该联盟“将在标准流程下收集、分析、储存并共享公用核心数据,而联盟中的每个机构也可收集各自人口、环境和地理区域的数据。”Baker表示,ECHO如同是“NCS的替代研究”,但是他认为,该计划需要一个更长期的策略,用于合并及分析现有队列的数据,为这些队列增加新的研究对象并招募新的出生队列。

ECHO的一个预期优势是可对新型环境及儿科的监测工具进行测评。Baker表示,“NCS并未对传感器及其他尖端的暴露测定技术的研发进行投资。我们所说的芯片可以在极低浓度下测定多种化学物。这听起来就像科幻小说,而人们正致力于开发这些测定工具,也正在取得进展。”

国家环境健康科学研究所(National Institute of Environmental Health Sciences)的所长Linda Birnbaum表示,该所正在为许多这样的传感器研发给予支持。她说,“我们在NIH表观遗传路线图项目(NIH Roadmap Epigenetics Program)中发挥了领导作用,并通过我们的定期资助项目对其持续提供支持。”事实上,NIH只给予了约1.44亿美元资助用于开发用研究儿科疾病的新工具及方法以支持ECHO。

后续计划

ECHO的长期策略尚未确定,其部分原因是由经费的可用情况决定。Tabak表示,“我们预计资助5至7年,并据此进行规划。”根据NIH向EHP提供的声明表示,总统预算要求在2016财政年度中为ECHO提供1.65亿美元支持。

目前NIH正在审查有关回应RFI的意见,并将于未来几个月内编写并发布分析报告。Tabak表示,我们会定期持续地向ECHO工作组提供意见概要,并持续讨论及审议关键项目以便执行ECHO的最终计划。Tabak预计2016年度基金资助公告将于今年晚些时候公布,审核程序将于明年夏季开始。基金资助预计于2016年9月执行。


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Charles W. Schmidt,科学硕士,波兰获奖科学作家,工程硕士,曾为《发现杂志》(Discover Magazine)、《科学》(Science) 和《自然医学》(Nature Medicine) 撰稿。

译自EHP 123(10):A260-A263 (2015)

翻译: 杨 迪

本文参考文献请浏览英文原文
原文链接
http://dx.doi.org/10.1289/ehp.123-A260