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产前空气污染暴露与低出生体重
胎盘线粒体水平降低是潜在病理机制

July 7, 2017 论文选读 Comments Off on 产前空气污染暴露与低出生体重
胎盘线粒体水平降低是潜在病理机制

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强有力的流行病学证据表明,产前空气污染暴露与健康危害如低出生体重、宫内发育迟缓及早产相关联。一项新研究[EHP 124(5):659–665 (2016) Clemente, et al.]发现,产前空气污染暴露与低出生体重之间的关联性可能部分是由胎盘线粒体含量降低所介导。

胎盘在妊娠期间维持胎儿的营养及生长发育,而胎盘细胞内的线粒体对于此过程至关重要。

线粒体是调节能量生产的细胞器,容易被氧化应激产生的活性氧类损伤。线粒体DNA(mtDNA)缺乏保护及修复机制,因而比核DNA更容易发生氧化应激损伤。这种损伤可能最终导致线粒体数量减少和能量生产受限,进而影响细胞功能。

空气污染可以诱发氧化应激,影响胎盘线粒体功能,从而损害胎盘对胎儿发育的营养供应。胎盘损伤的潜在后果之一是低出生体重,且进一步与其它短期及长期健康危害相关联。

医生在给孕妇检查胎儿发育情况

低出生体重、宫内发育迟缓及早产均与空气污染暴露密切相关,胎盘线粒体DNA 水平降低有助于解释其机制。© Katrina Wittkamp/Getty Images

本研究使用的数据来自于两项独立的欧洲出生队列研究:西班牙的“儿童与环境”(Infancia y Medio Ambiente)和比利时的“环境对老化的影响”(Environmental Influence on Ageing, ENVIRONAGE)。该研究采集了所有参与者的人口统计数据如吸烟与否、居住地以及孕前身高体重指数等,并通过出生记录收集了新生儿性别、出生体重、胎龄及分娩数据。约四分之一的“儿童与环境”研究对象和所有“环境对老化的影响”研究对象的胎盘于分娩时被收集,并检测了其核DNA及线粒体DNA含量。

两个队列的空气污染暴露由二氧化氮(NO2)浓度表示。每段妊娠期及整个妊娠期的暴露水平取平均值。

该统计分析侧重于376名“儿童与环境”研究对象和550名“环境对老化的影响”研究对象。研究人员发现,产前整个妊娠期及每段妊娠期的二氧化氮暴露与胎盘线粒体DNA含量及出生体重呈负相关。具体来说,怀孕期间二氧化氮暴露每增加10 μg/ m3则两个队列的出生体重平均降低48 g。

“儿童与环境” 队列研究中二氧化氮与出生体重的关联性比“环境对老化的影响”更显著(平均出生体重分别降低66 g与20 g),这可以通过暴露评估方法、人群特征及研究设计等因素的差异来解释。例如在“儿童与环境”队列研究中,通过该地区的室外被动采样器测量二氧化氮浓度,利用土地利用回归模型评估住宅位置;而在“环境对老化的影响”队列研究中,二氧化氮暴露评估则是利用了住宅地址、卫星数据以及整合了地面数据的分散模型。

产前二氧化氮暴露也和胎盘线粒体DNA含量呈负相关,而胎盘线粒体DNA与出生体重呈正相关。作者据此得出结论,胎盘线粒体DNA含量介导了产前二氧化氮暴露与出生体重之间的关系。

“我们的结果明确显示线粒体DNA确实与出生体重相关联,”首席研究员、比利时哈瑟尔特大学(Hasselt University)环境流行病学助理教授Tim Nawrot说道,“胎盘线粒体DNA含量较低的婴儿在两个队列中均出现较低出生体重。”作者同时指出,该研究的局限性在于缺乏室内空气暴露数据——也与出生体重变化相关联。

“总的来说,我认为这项研究为空气污染与妊娠健康结果的关联性提供了重要证据,”加拿大卫生部公共卫生医师及流行病学家David Stieb(未参与该研究)说道,“已有几十个流行病学研究探讨了这些关联性,现在似乎各种结论都相当一致,尤其对于空气污染与低出生体重的关系。”可以解释这种关联性机制的证据很有限,“这项研究肯定有助于填补空白,”Stieb说道。

研究结果仍需要进一步的流行病学研究、长期前瞻性研究及实验研究的支持。“我们肯定会深入探讨胎盘线粒体功能是否与未来发育相关联,”Nawrot说道,“我们想知道胚胎期线粒体相关的低出生体重是否与出生后的疾病发展相关联。”

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Julia R. Barrett, 住在威斯康星州麦迪逊市,硕士、生命科学编辑、科学作家及编辑,是美国科学作家协会与生命科学编辑委员会的成员。

译自EHP 124(5):A98 (2016)

翻译:周 江

*本文参考文献请浏览英文原文

原文链接
http://dx.doi.org/10.1289/ehp.124-A98