中华预防医学杂志    2018年09期 妊娠期氯化消毒副产物暴露与小于胎龄儿发生风险的关系    PDF     文章点击量:125    
中华预防医学杂志2018年09期
中华医学会主办。
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陈颖君 汪一心 罗彦 程英惠 曹文成 鲁文清
ChenYingjun,WangYixin,LuoYan,ChengYinghui,CaoWencheng,LuWenqing
妊娠期氯化消毒副产物暴露与小于胎龄儿发生风险的关系
Exposure to disinfection by-products during gestation and newborns' small for gestational age
中华预防医学杂志, 2018,52(9)
http://dx.doi.org/10.3760/cma.j.issn.0253-9624.2018.09.004

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投稿日期: 2018-01-15
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妊娠期氯化消毒副产物暴露与小于胎龄儿发生风险的关系
陈颖君 汪一心 罗彦 程英惠 曹文成 鲁文清     
陈颖君 430030 武汉,华中科技大学同济医学院公共卫生学院劳动卫生与环境卫生学系 教育部环境与健康重点实验室
汪一心 430030 武汉,华中科技大学同济医学院公共卫生学院劳动卫生与环境卫生学系 教育部环境与健康重点实验室
罗彦 湖北省疾病预防控制中心
程英惠 湖北省孝感市孝南区妇幼保健院
曹文成 湖北省疾病预防控制中心
鲁文清 430030 武汉,华中科技大学同济医学院公共卫生学院劳动卫生与环境卫生学系 教育部环境与健康重点实验室
摘要: 目的  探讨妊娠期饮用水氯化消毒副产物(CDBPs)暴露水平与新生儿小于胎龄儿(SGA)发生风险之间的关系。方法  2010年4月至2012年7月,将武汉市居住在同一供水区域内3 903名产妇纳入研究并收集其分娩信息。以水厂为中心向外设3个采样点,每次取样1次,连续28个月定时定点取样,共检测84份水样中四种三卤甲烷化合物(THMs),包括三氯甲烷、二氯一溴甲烷(BDCM)、一氯二溴甲烷(DBCM)和三溴甲烷,以及两种卤乙酸类化合物(HAAs),包括三氯乙酸、二氯乙酸。按照四分位区间将孕妇各孕期CDBPs分为Q1~Q4暴露组,以Q1暴露组为参照,采用logistic回归分析妊娠各期CDBPs外暴露水平与SGA之间的关联。结果  3 903名新生儿出生体重为(3 310.19±389.91)g,其中SGA有169例(4.33%)。孕妇孕全程暴露三氯甲烷、BDCM、溴代THMs、总THMs、三氯乙酸和二氯乙酸的中位数浓度分别为18.07、4.93、8.51、26.74、10.65和13.77 μg/L。logistic回归结果显示,与Q1暴露组相比,Q4暴露组孕全程三氯甲烷、总THMs暴露水平升高与新生儿SGA的OR(95%CI)值分别为1.87(1.01~3.49)、2.30(1.22~4.35),趋势P值分别为0.044、0.015。与Q1暴露组相比,Q4暴露组孕全程三氯乙酸暴露与SGA的OR(95%CI)值为2.16(1.19~3.91),趋势P值为0.015。结论  妊娠期暴露高水平CDBPs可能与新生儿SGA发生风险相关。
关键词 :消毒;环境暴露;氯化消毒副产物;妊娠期;小于胎龄儿
Exposure to disinfection by-products during gestation and newborns' small for gestational age
ChenYingjun,WangYixin,LuoYan,ChengYinghui,CaoWencheng,LuWenqing     
Department of Occupational and Environmental Health and Key Laboratory of Environment and Health, Ministry of Education & Ministry of Environmental Protection, and State Key Laboratory of Environmental Health (incubating), School of Public Health, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430030, China
Corresponding author: Lu Wenqing, Email: luwq@mails.tjmu.edu.cn
Abstract:Objective  To explore the associations between exposure to chlorination disinfection by-products (CDBPs) during gestation and newborns' small for gestational age (SGA).Methods  During April 2010 to July 2012, a total of 3 903 pregnant women who lived in a district with the same water treatment plant in Wuhan, China were recruited to this perspective study. Information about demographic characteristics of pregnant women and their newborns was collected. The tap water samples were monthly collected for 28 months in 3 different sites, with 84 samples, and 4 kinds of trihalomethanes (THMs)(chloroform (TCM), bromodichloromethane (BDCM), dibromochloromethane (DBCM), and bromoform (TBM)) and 2 kinds of chlorohaloacetic acids (HAAs) (trichloroacetic acid (TCAA), dichloroacetic acid (DCAA)) were determined. The pregnant women were divided into 4 groups(Q1 to Q4) by quartile method according to their exposure level of CDBPs. Binary Logistic regression models were used to assess the associations between exposure to CDBPs during gestation and newborns' small for gestational age.Results  The average weight of all the newborns was (3 310.19±389.91) g, of which 169 (4.33%) were SGA. The median concentrations of TCM, BDCM, bromo-THMs, total THMs, TCAA, and DCAA during the whole pregnancy were 18.07, 4.93, 8.51, 26.74, 10.65, and 13.77 μg/L, respectively. Binary Logistic regression analysis showed dose-response relationships between elevated TCM and total THMs during the whole gestation and compared with Q1 group, while there was a increased risk of SGA in Q4 group, and OR(95%CI) was 1.87 (1.01-3.49) , 2.30 (1.22-4.35) , respectively (P for trend equaled to 0.044, 0.015). Compare with Q1 group, there also be positive associations between exposure to TCAA (Q4 group) during first-trimester and the whole gestation and SGA, while OR(95%CI) was 2.16 (1.19-3.91) (P for trend equaled to 0.015).Conclusion  Exposure to CDBPs during gestation might increase the risk of newborns' SGA.
Key words :Disinfection;Environmental exposure;CDBPs;Gestation;SGA
全文

流行病学研究设计常使用出生体重作为出生结局变量探讨胎儿生长发育是否受到抑制,当出生体重低于同胎龄儿平均出生体重的P10定义为小于胎龄儿(small for gestational age, SGA)[1],这部分新生儿不但在围产期有极高的风险,而且与新生儿发病率和死亡率关系密切[2],其在学龄期以及成年期也会存在着一系列问题,如生长发育受限、学习认知能力滞后等,对个体生命健康质量造成深远影响。饮用水氯化消毒副产物(chlorination disinfection by products, CDBPs)是在饮用水加氯消毒过程,氯制剂与原水中的有机前体物反应生成的一系列副产物[3],其中以三卤甲烷类化合物(trihalomethanes, THMs)和卤代乙酸类化合物(haloacetic acids, HAAs)的含量最高[4]。人群在日常生活中主要通过淋浴和游泳等用水行为经呼吸吸入和皮肤接触暴露挥发性THMs类,通过饮水经口途径暴露非挥发性HAAs。大量动物实验数据表明CDBPs具有生殖发育毒性,可引起实验动物先天畸形、生长发育迟缓、胚胎死亡等[5]。国内外多个人群流行病学研究提示,孕期CDBPs暴露与SGA之间存在关联,但结论尚不一致[6,7],尚且需要在中国人群中进行进一步的验证。
        本研究以产妇所在区域管网水中4种THMs以及两种主要HAAs作为产妇妊娠期CDBPs暴露评估指标,探讨孕早、中、晚期以及孕全程CDBPs暴露与SGA发生风险之间的关系,为孕期CDBPs暴露所导致的生殖危害风险评估提供基于我国人群的科学依据。

对象与方法  

一、对象  2010年4月至2012年7月,在武汉市一水厂供水范围内某社区收集产妇及其妊娠相关信息,纳入筛选标准如下:定居一年以上;单胎活产儿;胎龄在32~43周范围内;产妇年龄在18~40岁之间;非巨大儿。最终收集了3 903名产妇的信息,包括产妇人口学特征、分娩信息、妊娠期疾病等,以及新生儿的出生结局。所有的产妇及新生儿信息均来自于该市2010—2012年"湖北省妇幼健康服务信息管理系统"的数据库,研究设计保护产妇姓名、电话和身份证号码等隐私,严格遵守保密原则,调查对象均知晓本研究目的,所有对象均签署了知情同意书。本研究经过了华中科技大学同济医学院公共卫生学院伦理审查委员会的审查(批号:2012-02)。

二、水样的采集和检测  以产妇居住区域的大型水厂为中心,向外延伸设置三个采水点,分别距离水厂1、4、8 km,研究期间每月中旬上午定时定点采集管网末梢水,每次采样两份,共采84份水样。采样时待水流流速适宜稳定5 min后进行采样,每个采样点取两份平行样于棕色试剂瓶中做好标记。于4 ℃冰箱保存并要求24 h内检测完毕,四种THMs[包括三氯甲烷、二氯一溴甲烷(bromodichloromethane, BDCM)、一氯二溴甲烷(dibromochloromethane, DBCM)和三溴甲烷]和两种HAAs,包括三氯乙酸和二氯乙酸的具体检测方法参考GB/T 5750-2006《生活饮用水标准检验方法》[8],饮用水中的THMs采用顶空毛细管柱法萃取,HAAs则采用液液萃取-衍生化法进行前处理,两类物质均采用气相色谱法测定,绘制标准曲线,根据保留时间定性,根据峰面积计算浓度。

三、统计学分析  

1.数据描述:  采用Epidata3.1软件录入产妇信息和出生结局。采用SPSS 19.0软件对数据进行分析。采用描述性统计方法分析研究对象的人口学特征、新生儿的出生资料以及管网水中CDBPs水平分布。新生儿出生体重符合正态分布,使用±s进行描述,并采用单因素方差分析,比较组间差异。孕期CDBPs的暴露水平为偏态分布,使用P25MP75进行描述。

2.暴露评价:  在统计暴露特征量过程中,将3种BDCM、DBCM和三溴甲烷之和定义为溴代THMs;将4种THMs之和定义为总THMs;由于部分CDBPs检出率不高,为避免数据偏倚,DBCM和三溴甲烷未纳入后续分析[9]。暴露评估参照Lewis等[10]采用的方法。取每月三个采样点各CDBPs浓度水平的平均值作为该月不同种CDBPs的水平。各月不同CDBPs平均浓度×产妇妊娠期在该月所占的天数=各月总暴露量,按照《妇产科》[11]中的定义,妊娠期为末次月经第一天至分娩;妊娠早期为14周以内(1~91 d);妊娠中期为14周至27周末(92~189 d);妊娠晚期为28周至分娩(190 d之后至分娩),依次计算出产妇各期不同CDBPs总暴露水平,各期不同CDBPs总暴露水平/该期妊娠天数=该妊娠期日平均暴露水平。

3.Logistic回归模型分析:  在校正产妇年龄、受教育水平、产次、新生儿性别、妊娠期患病情况等因素的基础上,按照四分位区间将孕妇各孕期CDBPs分为4个暴露组,分别为Q1 (P0~P24)、Q2 (P25~P49)、Q3 (P50~P74)、Q4 (P75~P100);以等级变量代入二元非条件Logistic回归模型,分析各孕期CDBPs暴露水平与新生儿SGA之间的关系,并得到趋势性检验P值。以Q1暴露组为参照,哑变量变换分析计算各组的OR(95%CI)值。混杂因素的筛选从统计学和生物学两方面综合考虑,以效应改变量评估法筛选并纳入最终模型。采用t检验和单因素方差分析混杂因素(如产妇年龄、教育水平、产次等)和出生体重之间的关系,所有与出生体重有关联(P<0.2)的因素则被纳入,最终纳入分析模型包括产妇年龄、受教育水平、产次、新生儿性别、妊娠期患病情况。以P<0.05认为具有统计学意义。

结果  

一、产妇及新生儿基本人口学特征  不同年龄、教育水平的产妇其新生儿出生体重差异具有统计学意义(P值均<0.05);根据产妇妊娠期间是否患病(如妊娠期高血压、胎膜早破等)分组,其新生儿出生体重间的差异具有统计学意义(P=0.010);不同胎龄新生儿其出生体重之间的差异也具有统计学意义(P<0.001)。新生儿出生体重为(3 310.19±389.91)g,最小值~最大值范围为1 700~4 500 g。3 903名新生儿中SGA有169例(4.33%);与男婴相比,女婴平均体重较低,且差异有统计学意义(表1)。

表1不同特征新生儿体重比较

二、水样CDBPs检出情况  84份水样中水中三氯甲烷、BDCM、二氯乙酸和三氯乙酸的检出率均为100%;DBCM在67(80%)份水样中可检出;三溴甲烷检出率较低,仅19份(23%)被检出。
        管网水中THMs和HAAs浓度见表2,不同CDBPs浓度水平随时间变化而变化,其中三氯甲烷含量波动范围最大(1.54~53.76 μg/L)。THMs在每年的秋季(10月或11月)达到其高峰值,而每年的冬季(1月或2月)降到低值;二氯乙酸和三氯乙酸并未观察到明显的规律。

表2不同采样时间管网水中各CDBPs浓度(μg/L,±sn=2)

三、产妇妊娠期CDBPs的暴露水平  妊娠各期的产妇CDBPs暴露水平如表3所示,孕全程三氯甲烷、BDCM、溴代THMs、总THMs、三氯乙酸和二氯乙酸的M分别为18.07、4.93、8.51、26.74、10.65和13.77 μg/L。

表3不同妊娠期孕妇的饮用水氯化消毒剂产物暴露水平(μg/L)

四、产妇妊娠期CDBPs水平与新生儿SGA之间的关系  产妇孕期CDBPs水平与新生儿SGA之间的logistic回归结果见表4,调整因素后,孕全程三氯甲烷和总THMs暴露水平升高与新生儿SGA的发生风险存在剂量-反应关系(趋势P值分别为0.044和0.015);孕早期和孕全程三氯乙酸暴露水平升高与新生儿SGA的发生风险也存在剂量-反应关系(趋势P值分别为0.040和0.015)。

表4孕妇妊娠期CDBPs暴露水平与新生儿SGA关系的logistic回归模型分析[OR(95%CI)值]
与孕全程三氯甲烷和总THMs处于Q1暴露组的产妇相比,孕全程Q4暴露组的产妇新生儿SGA的OR值分别为1.87(95%CI:1.01~3.49)和2.30(95%CI:1.22~4.35);与孕早期三氯乙酸Q1暴露组相比,Q4暴露组孕全程产妇新生儿SGA的OR值为2.16(95%CI:1.19~3.91)。

讨论  本研究基于产妇所在区域内管网水的每月CDBPs检测浓度,探讨孕早期、中期、晚期及孕全程CDBPs暴露与新生儿SGA的关系,结果发现孕期三氯甲烷、总THMs和三氯乙酸暴露水平越高,SGA的发生风险越大,提示妊娠期CDBPs高水平暴露与新生儿SGA发生风险增加可能存在关联。
        本研究结果与部分既往流行病学研究结论一致[6,10,12,13,14]。周文珊等[12]研究发现孕早期、中期二氯乙酸暴露水平升高与足月儿体重降低的风险有关(OR=1.60, 95%CI:1.02~2.47)。Wright等[13]按季度采集管网水以多个采样点THMs和HAAs的平均浓度来评估产妇孕中期、晚期的暴露水平,发现孕晚期总THMs暴露水平升高可降低出生体重,从而增加SGA发生风险;Levallois等[6]连续16个月采集管网水检测CDBPs浓度并结合个人用水习惯采用药物动力学进行个体暴露评估,发现孕晚期高浓度暴露于三氯乙酸和总THMs是SGA的危险因素;Hoffman等[14]以前瞻性队列设计探讨CDBPs与胎儿生长发育的关系,发现高水平的总THMs可导致SGA的发生风险增加。
        然而,也有研究尚未发现妊娠期CDBPs暴露与新生儿SGA之间的关联[15,16,17]。暴露水平错分可能是对评估CDBPs暴露致SGA发生风险造成影响的主要原因,包括(1)不同区域的管网水暴露水平差异,例如在中国台湾一项人群研究中连续2年按季度收集65个区的管网水样,未发现THMs暴露与SGA有关,而其THMs浓度水平较本研究所测结果低[16];(2)暴露水平评估方式不一致,有研究以管网水中CDBPs检测浓度作为外暴露评估指标,也有研究结合日常用水行为进行估算[17];(3)水中CDBPs含量的时空波动性,个体经过饮水、呼吸、淋浴、洗衣服等多种暴露途径,CDBPs的吸收也不一致[18];(4)种族差异和个体遗传易感性差异[7]
        已有研究发现管网水中THMs浓度与人群内暴露水平存在关联,表明采用管网水中监测的CDBPs浓度可以较好地反映个体的内暴露水平[19]。但由于本研究对象的信息均来自系统数据库,无法获取产妇的用水习惯、是否煮沸、是否采用净化装置等关键用水活动信息,因而暴露评估可能还是存在一定偏倚。对于挥发性氯化消毒副产物THMs,人群通常经沐浴、洗衣、游泳等用水行为接触;对于非挥发性的HAAs,人群主要通过饮水途径暴露,中国人习惯煮沸后甚至存于保温瓶后饮用。虽然既往研究调查发现HAAs类在沸水中含量降低不明显,但存于保温瓶中的水二氯乙酸浓度反而升高[20]。因此,本研究缺少研究对象的用水活动信息可能影响观察到的研究结果。饮用水CDBPs暴露对SGA的影响还需在更大范围的人群中加以验证,并综合考虑个体的经呼吸吸入、皮肤吸收和经口摄入等多种暴露途径和个体间个体内的代谢差异,更精确的评估个体暴露水平。

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