大氣細顆粒物對妊娠期血壓的急性效應研究

花 靜，陳振江，楊 青，彭 麗，王光花

(1.同濟大學附屬第一婦嬰保健院，上海 201204；2.上海市氣象與健康重點實驗室，上海 200042；3.上海松江區婦幼保健所，上海 201600)

大氣細顆粒物對妊娠期血壓的急性效應研究

花 靜1,2，陳振江1，楊 青3，彭 麗2，王光花1

(1.同濟大學附屬第一婦嬰保健院，上海 201204；2.上海市氣象與健康重點實驗室，上海 200042；3.上海松江區婦幼保健所，上海 201600)

目的 研究大氣細顆粒物對妊娠期血壓的影響，為進一步探討妊娠高血壓疾病的發病機制提供依據。方法 利用上海市孕產期保健隊列研究數據及大氣細顆粒物監測數據，采用廣義相加混合效應模型等方法分析大氣細顆粒物對妊娠期血壓的急性和滯后效應。結果 研究于2010年共納入7 402例孕晚期婦女，結果表明在僅考慮氣溫、濕度、季節和長期趨勢及周末效應的情況下，PM1每增加一個四分位數間距(滯后0天、1天、3天和5天)，妊娠期婦女收縮壓可分別增加0.509mmHg(95%CI：0.045～0.974)、0.504mmHg(95%CI：0.047～0.961)、0.456mmHg(95%CI：0.011～0.901)、0.466mmHg(95%CI：0.028～0.904)，差異均有統計學意義(均P<0.05)；調整氣象條件、周末效應、季節因素、產婦年齡、孕產史、高血壓家族史、孕前BMI的情況下，妊娠期婦女收縮壓可分別增加0.503mmHg(95%CI：0.066～0.940)、0.486mmHg(95%CI：0.055～0.916)、0.443mmHg(95%CI：0.022～0.865)、0.480mmHg(95%CI：0.064～0.895)，差異均有統計學意義(均P<0.05)，但PM2.5濃度對妊娠期收縮壓的影響差異無統計學意義(均P>0.05)。在僅考慮氣溫、濕度、季節、長期趨勢及周末效應的情況下，PM1每增加一個四分位數間距，滯后3天妊娠期婦女舒張壓可增加0.402mmHg(95%CI：0.027～0.777)，差異有統計學意義(P<0.05)，然而在調整上述因素后，PM2.5水平變化對妊娠期舒張壓的影響無統計學意義(P>0.05)。結論 PM1是妊娠期血壓增高的獨立危險因素，是較有價值的附加空氣質量指標，孕期婦女應根據霧霾預警進行及時有效的防護。

大氣細顆粒物；妊娠期血壓；急性效應；上海

大氣顆粒物(airborne particulate matter，PM)是指懸浮在大氣中的固體、液體顆粒物的總稱。空氣動力學粒徑小于2.5μm(PM2.5)或1μm(PM1)都稱為大氣細顆粒物。中國是PM2.5的重污染區之一，2015年的監測數據顯示，我國366座城市均未達到世界衛生組織(WHO)設定的PM2.5空氣質量準則值(10μm/m3)[1]。PM2.5粒徑較小，對有機物和重金屬等物質的吸附能力強，除在呼吸道沉積外，還可以穿過人體氣血屏障進入循環系統，因此是大氣成分中對人體健康影響最大的成分之一。WHO 2002年的估計表明，全球城市大氣顆粒物污染造成每年至少100萬居民死亡和740萬失能調整生命年的損失，且這些損失的發生多在大氣顆粒物污染較為嚴重的中國等國家。

國內外關于大氣細顆粒物對心血管影響的研究正逐漸深入，孕期婦女由于血液動力學發生變化，在整個妊娠期血容量增加了33%，妊娠晚期達高峰，心輸出量增加了38%，妊娠中晚期平均動脈壓、心搏量等指標也明顯增高。孕期婦女是大氣細顆粒物對心血管系統損害的易感人群，近期正日益受到研究者的關注，不斷有報道顯示大氣細顆粒物濃度的增加，可增加孕期婦女收縮壓和脈壓等指標[2-3]。

上海也屬于大氣細顆粒物的高污染區。然而，遺憾的是，目前關于大氣細顆粒物對妊娠血壓的影響研究較少，探討大氣細顆粒物對高血壓疾病影響機制的研究更為鮮見。本研究采集了上海市三甲醫院孕婦的課題數據，擬在控制個體健康狀況的前提下，探討大氣細顆粒物對妊娠期血壓的影響，為進一步探討大氣細顆粒物對妊娠期高血壓疾病的作用機制提供依據。

1資料與方法

1.1調查對象和內容

本研究采用了2010年1月1日到2010年12月31日在上海市第一婦嬰保健院和第一人民醫院開展的孕期健康調查數據，以雙向隊列研究的方法，招募孕晚期婦女7 402例，納入標準為既往無高血壓病史，并在招募醫院完成孕產期檢查及分娩。本研究回顧性調查了被招募孕婦的一般情況、高血壓家族史、孕產史、孕前體重和身高，以及孕期合并癥和并發癥，并且前瞻性調查其孕晚期血壓和妊娠高血壓疾病的發生情況。本研究將身體質量指數(BMI)≥24kg/m2定義為超重。

1.2體格檢查方法

血壓測量采用經校正的水銀柱式血壓計，受試者坐位安靜狀態下，測量其右上臂肱動脈血壓。使右上臂與心臟處于同一水平面，袖帶寬度能覆蓋上臂長度的2/3，袖帶氣囊至少包裹上臂的80%。柯氏音開始出現時為收縮壓(SBP)，柯氏音突然變弱定為舒張壓(DBP)。

1.3大氣污染物采集方法

本研究獲得的每日PM2.5和PM1數據來自上海城市環境氣象中心的固定站點，基本位于招募醫院服務半徑的中心。根據中國國家質量控制中心的規定，該站的位置不應該在工業源和主要交通干道的附近，以免受到當地污染源的影響，也應避免建筑物或房屋大量排放細顆粒污染物。因此，所需的數據反映了上海城市空氣污染水平。在探討大氣污染物與妊娠期血壓關聯性的過程中，氣象條件作為重要的混雜因素需要進行調整，本研究獲得來自上海氣象局的日平均氣溫和濕度的數據。此外，對于24h平均濃度的計算，至少需要80%的PM2.5和PM1每小時平均濃度。PM2.5的濃度用圓錐元振蕩微天平(TEOM)測量。本研究只用實際收集到的PM2.5和PM1數據，沒有對缺失值進行填充。

1.4統計學方法

本研究采用廣義相加混合效應模型，為更好地刻畫大氣細顆粒物與妊娠期血壓的關系，本研究采用了僅考慮氣溫、濕度、季節和長期趨勢及周末效應的“單因素”分析，以及控制了個體因素(孕婦年齡、高血壓家族史、孕產史、孕前BMI)的多因素模型。Bell等于2004研究認為空氣污染顆粒物和健康結局的關系大多數是線性的，故本研究使用了滯后第0、1、3、5天的顆粒物暴露對妊娠高血壓的影響。本研究采用了自然立方樣條函數(Goldberg等，2011年)調整的溫度和濕度非線性混雜的影響。此外，時間自然平滑函數，用每年7個自由度控制長期和季節性趨勢。為控制周末效應，將一周中的每一天作為分類變量處理。

為確定時間趨勢的最優自由度，進行了靈敏度分析，以測試不同時間趨勢自由度對PM2.5、PM1在一個污染物模型中的妊娠期血壓的影響效果。所有的分析使用R2.15.1GAMM4程序包進行。結果以每個四分位數間距(IQR)的妊娠期血壓估計值的相對風險及其95%的置信區間(CI)來表示。

2結果

2.1一般情況分析

本研究共納入7 402例孕晚期婦女，其一般情況見表1。研究期間大氣細顆粒物及其氣象條件見表2。

變量例數收縮壓(mmHg)舒張壓(mmHg)孕婦年齡(歲) <20518(7．0)117．26±9．1071．33±9．09 20～346407(86．7)115．99±12．1772．49±13．77 >34467(6．3)116．25±13．5173．27±9．15孕產史 否6664(90．0)116．19±12．3972．54±13．91 是738(10．0)116．09±12．1972．39±12．26高血壓家族史 否4311(58．2)116．189±12．3972．28±10．55 是3091(41．8)115．20±11．5874．11±27．43孕前BMI(kg/m2) <245535(74．8)114．45±71．7371．73±14．36 ≥241867(25．2)120．96±12．3874．64±8．84

表2 2010年上海市浦東地區環境因素和氣象條件

2.2大氣細顆粒物對孕婦收縮壓的影響分析

在僅考慮氣溫、濕度、季節和長期趨勢及周末效應的情況下，PM1每增加一個四分位數間距(滯后0天、1天、3天和5天)，妊娠期婦女收縮壓可分別增加0.509mmHg(95%CI：0.045～0.974)、0.504mmHg(95%CI：0.047～0.961)、0.456mmHg(95%CI：0.011～0.901)、0.466mmHg(95%CI：0.028～0.904)，差異均有統計學意義(均P<0.05)。調整氣象條件、周末效應、季節因素、產婦年齡、孕產史、高血壓家族史、孕前BMI的情況下，妊娠期婦女收縮壓可分別增加0.503mmHg(95%CI：0.066～0.940)、0.486mmHg(95%CI：0.055～0.916)、0.443mmHg(95%CI：0.022～0.865)、0.480mmHg(95%CI：0.064～0.895)，差異均有統計學意義(均P<0.05)。但PM2.5濃度對妊娠期收縮壓的影響差異無統計學意義(均P>0.05)，見表3。

表3 大氣細顆粒物對孕婦收縮壓的影響

Table 3 Influence of fine matter particulate on systolic pressure of pregnant women

注：a僅調整氣象條件、周末效應、季節因素；b調整氣象條件、周末效應、季節因素、產婦年齡、孕產史、高血壓家族史、孕前BMI;*P<0.05。

2.3大氣細顆粒物對孕婦舒張壓的影響分析

在僅考慮氣溫、濕度、季節、長期趨勢及周末效應的情況下，PM1每增加一個四分位數間距，滯后3天妊娠期婦女舒張壓可增加0.402mmHg(95%CI：0.027～0.777)，差異具有統計學意義(P<0.05)；PM2.5水平變化對妊娠期舒張壓的影響差異無統計學意義(P>0.05)。調整氣象條件、周末效應、季節因素、產婦年齡、孕產史、高血壓家族史、孕前BMI的情況下，PM1、PM2.5水平變化對妊娠期舒張壓的影響差異無統計學意義(P>0.05)，見表4。

2.4敏感性分析

敏感性分析結果顯示在3～7個自由度的范圍內，每年自由變化的時間趨勢沒有顯著影響PM2.5和PM1的估計影響程度，見圖1、圖2，這表明本研究的分析結果是相對穩健的。

表4 大氣細顆粒物對孕婦舒張壓的影響

Table 4 Influence of fine matter particulate on diastolic pressure of pregnant women

注：a僅調整氣象條件、周末效應和季節因素；b調整氣象條件、周末效應、季節因素、產婦年齡、孕產史、高血壓家族史、孕前BMI；*P<0.05。

圖1 不同時間趨勢自由度PM2.5(lag0天)對妊娠期收縮壓的影響

Fig.1 Influence of PM2.5 on systolic pressure of pregnant women in different free degree of time trend (lagged 0 day)

圖2 不同時間趨勢自由度PM1(lag0天)對妊娠期收縮壓的影響

Fig.2 Influence of PM1on systolic pressure of pregnant women in different free degree of time trend (lagged 0 day)

3討論

比較美國國家環境空氣質量標準(年平均15μg/m3和24h均值35μg/m3)(美國環保署，2006年)，和全球空氣質量指南(1年平均0μg/m3和24h均值25μg/m3)(世界衛生組織，2006年)，本研究地區(中國上海)的大氣細顆粒物水平較西方國家的報道水平高。目前，大氣顆粒物與妊娠期血壓的研究在國內仍較為鮮見。本研究結果表明，在調整或不調整個體因素的情況下，大氣細顆粒物均與妊娠期血壓增高有關。

3.1大氣細顆粒物對妊娠期血壓的效應分析

本研究結果顯示比PM2.5粒徑更小的PM1可導致妊娠期收縮壓和舒張壓增加，此結果與其他的研究報道結果一致。既往研究顯示[2-3]，孕期婦女由于血液動力學的改變，是細顆粒物對心血管系統損害的易感人群，有報道顯示增加每個對數單位的細顆粒物的濃度，收縮壓可增加6.1mmHg[4]，長期暴露效應的分析亦顯示當控制年齡、種族、家庭收入、BMI、吸煙等因素后，PM2.5月平均個體暴露濃度每增加一個四分位數間距，脈壓增加1.13mmHg，收縮壓增加0.66 mmHg[5]。

3.2大氣細顆粒物對妊娠期血壓影響的機制探討

雖然本研究提供了流行病學證據，表明大氣細顆粒物對妊娠期婦女的血壓存在影響，但其發生機制仍不明確。有人群研究證實，一個四分位數間距粗顆粒物的增加可導致2.96mg/dL甘油三酯的增加、0.90mg/dL高密度脂蛋白的下降[6]，而更易進入人體的細顆粒物，可能作用效應更強。鄧芙蓉等(2009年)的動物實驗研究亦表明大氣顆粒物可沉積在氣道誘發全身性的氧化應激和炎癥反應從而對心血管系統產生毒性作用，他們對自發性高血壓大鼠(spontaneously hypertensive rats,SHR)氣管灌注大氣細顆粒物，發現在不引起明顯組織病理改變的時間和劑量范圍內，大氣細顆粒物可引起心律失常發生頻率的增加，心肌組織間隙連接蛋白Cx43分布和表達的異常可能是其機制之一。胡婧等2008年開展的大氣細顆粒物對原代培養大鼠心肌細胞的毒性研究發現，大氣細顆粒物亦可抑制心肌細胞的搏動頻率，并存在劑量—反應關系。而國內有學者的研究結果提示PM2.5暴露可影響血管收縮及凝血功能，P-選擇素(又稱活化血小板依賴顆粒外膜分子，顆粒膜蛋白)是參與炎癥反應的典型的黏附分子代表，可介導中性粒細胞、淋巴細胞在血小板或活化內皮細胞上滾動，參與凝血、血栓形成和炎癥反應[7]。上述損傷途徑除通過沉積于氣道壁，導致氧化應激反應外，PM2.5更可穿透氣血屏障對心血管系統產生直接的影響。有學者根據動物實驗的結果，總結了細顆粒物可能對人群心血管系統造成損傷的途徑，認為細顆粒物既可沉降于氣道也可通過氣血屏障導致全身的氧化應激反應，包括全身性炎癥反應、血液高凝固性、心臟自主功能下降及動脈粥樣硬化的加速進展等，從而對人體的心血管系統產生毒性作用[4-5,8-9]。然而，目前為止，有關大氣細顆粒對妊娠期血壓影響的潛在機制的人群研究仍存在不足。

總之，本研究結果說明了PM1是妊娠期血壓增高的獨立相關因素。與發達國家居民相比，上海市民使用空調的比例相對較低(空調可通過調節室內溫度和濕度對空氣PM2.5濃度造成影響)，空氣PM2.5污染數據相對更接近于上海人均實際暴露水平，而根據本研究結果，PM1是一個較有價值的附加空氣質量指標，可通過實時的預警預報，使孕期婦女進行及時的防護，對于提高孕期婦女健康水平甚至子代的健康水平具有一定的意義。

[1]綠色和平.綠色和平發布2015年度中國366座城市PM2.5濃度排名[EB/OL]. [2016-02-03].http://www.greenpeace.org.cn/pm25-city-ranking-2015/.

[2]Mobasher Z,Salam M T,Goodwin T M,etal.Associations between ambient air pollution and hypertensive disorders of pregnancy[J].Environmental Research,2013,123(3):9-16.

[3]Pedersen M,Stayner L,Slama R,etal.Ambient air pollution and pregnancy-induced hypertensive disorders: a systematic review and meta-analysis[J].Hypertension,2014,64(3):494-500.

[4]Jedrychowski W A,Perera F P,Maugeri U,et al.Prohypertensive effect of gestational personal exposure to fine particulate matter.prospective cohort study in non-smoking and non-obese pregnant women[J].Cardiovasc Toxicol,2012,12(3):216-225.

[5]Wang C,Chen R,Cai J,etal.Personal exposure to fine particulate matter and blood pressure:a role of angiotensin converting enzyme and its DNA methylation[J].Environ Int,2016,94:661-666.

[6]Chuang K J,Yan Y H,Cheng T J.Effect of air pollution on blood pressure,blood lipids,and blood sugar:a population-based approach[J].J Occup Environ Med,2010,52(3):258-262.

[7]甄玲燕,蔣蓉芳,辛峰,等.大氣細顆粒物對自發性高血壓大鼠心血管系統的影響[J].環境與職業醫學,2013,30(6):471-474.

[8]James J L,Whitley G S,Cartwright J E.Pre-eclampsia:fitting together the placental,immune and cardiovascular pieces[J].J Pathol,2010,221(4):363-378.

[9]Sahay A S,Sundrani D P,Joshi S R.Regional changes of placental vascularization in preeclampsia:a review[J].IUBMB life,2015,67(8):619-625.

[專業責任編輯：李春芳]

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Acute effects of fine matter particulate on blood pressure during pregnancy

HUA Jing1,2, CHEN Zhen-jiang1, YANG Qing3, PENG Li2, WANG Guang-hua1

(1.WomenandChildren’sHealthCareDepartmentofShanghaiFirstMaternityandInfantHospital,TongjiUniversitySchoolofMedicineShanghai,Shanghai201204,China;2.ShanghaiMeteorologyandHealthKeyLaboratory,Shanghai200042,China; 3.ShanghaiSongjiangDistrictMaternityandInfantHospital,Shanghai201600,China)

Objective To study the influence of fine matter particulate on blood pressure during pregnancy so as to provide basis for exploring the mechanism of hypertensive disorders during pregnancy. Methods A cohort study data of health care in pregnancy and monitor data of fine matter particulate in Shanghai were used to analyze the acute and lagged effects of fine matter particulate on blood pressure in pregnancy by using generalized addictive mixed model. Results A total of 7 402 women at late pregnancy were recruited in the study in 2010. The results showed that IQR increase of PM1 (lagged 0, 1, 3, 5 days) could induce the increase of 0.509mmHg (95%CI: 0.045-0.974), 0.504mmHg (95%CI: 0.047-0.961), 0.456mmHg (95%CI: 0.011-0.901) and 0.466mmHg (95%CI: 0.028-0.904) in systolic pressure when temperature, humidity, season and long-term trend, and weekend effect were considered, and the differences were statistically significant (allP<0.05). When adjusting meteorological condition, weekend effect, season factor, maternal age, pregnancy and delivery history, family history of hypertensive disorder and BMI before pregnancy, the systolic pressure might increase 0.503mmHg (95%CI:0.066-0.940), 0.486mmHg (95%CI:0.055-0.916), 0.443mmHg (95%CI: 0.022-0.865) and 0.480mmHg (95%CI:0.064-0.895), respectively, and the differences were significant (allP<0.05). However, there was no statistical significance of PM2.5 exposure on systolic blood pressure during pregnancy (allP>0.05).IQR increase of PM1 (lagged 0, 1, 3, 5 days) could induce the increase of 0.402mmHg (95%CI: 0.027-0.777) in diastolic pressure at 3 lagged day with statistical significance (P<0.05) when temperature, humidity, season and long-term trend, and weekend effect were considered. When adjusting the above factors, diastolic pressure was not influenced by PM2.5 (P>0.05).Conclusion PM1 is the independent risk factor of blood pressure increase, and it is a valuable index for air quality. Women in pregnancy should conduct timely and effective protection when receiving smog warning.

fine matter particulate; blood pressure in pregnancy; acute effects; Shanghai

2016-02-03

國家自然科學基金資助項目(81402687，81673179)；上海市公共衛生三年行動計劃重點學科人才項目資助項目(15GWZK0401)，上海市松江區公共衛生三年行動計劃資助項目

花 靜(1974-)，女，副研究員，博士，主要從事兒童保健方面的研究。

王光花，副主任醫師。

10.3969/j.issn.1673-5293.2017.04.010

R714

A

1673-5293(2017)04-0392-04