廣州孕婦孕期硒暴露水平與孕晚期胎兒頭圍的關(guān)系

陳鄧周，王嘉琪，周鶴，董墨染，劉欣，馬文軍，張波，劉濤，曾轉(zhuǎn)萍

1.廣東藥科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，廣東 廣州 510310

2.廣東省疾病預(yù)防控制中心廣東省公共衛(wèi)生研究院，廣東 廣州 511430

3.南方醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，廣東 廣州 510515

硒（selenium，Se）是人體中必不可少的微量元素［1］，存在于地殼中，可通過(guò)土壤進(jìn)入水和食物鏈［2-3］。人體血漿中硒的正常水平低于100 μg·L-1，尿液中的濃度在10～85 μg·L-1之間［4］。由于環(huán)境污染，中國(guó)沿海與河口地區(qū)的微量金屬含量升高［5］，同時(shí)，沿海地區(qū)居民的日常飲食常常含有海鮮，而海鮮是硒攝入的主要來(lái)源［6］。因此長(zhǎng)期在沿海地區(qū)生活人群的硒暴露可能過(guò)量。過(guò)量攝入硒會(huì)造成硒中毒，急性硒中毒引起呼吸窘迫、腹痛、腹瀉等，慢性硒中毒會(huì)引起肝臟、心臟和腎臟等全身多個(gè)臟器的損傷［7-8］。硒通過(guò)形成氨基酸硒代半胱氨酸參與人體的抗氧化和抗炎過(guò)程［4］，并在維持硒依賴性谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活性中起重要作用［9］。先前的研究已經(jīng)觀察到硒缺乏會(huì)導(dǎo)致流產(chǎn)、先兆子癇和不利的兒童神經(jīng)發(fā)育［7-8，10］。但是，孕婦暴露于過(guò)量的硒也會(huì)產(chǎn)生毒性。研究發(fā)現(xiàn)，過(guò)量的硒暴露可能會(huì)增加宮內(nèi)生長(zhǎng)受限、早產(chǎn)［11］和頭圍減小的風(fēng)險(xiǎn)［2］。盡管人們對(duì)硒致健康的影響進(jìn)行了廣泛研究，但很少有研究分析孕期孕婦硒暴露與胎兒發(fā)育之間的關(guān)系。

生命早期的人體測(cè)量指標(biāo)可預(yù)測(cè)不良的妊娠結(jié)局，這與嬰兒期以及以后生命中的其他慢性疾病的高死亡率、發(fā)病率和致殘率相關(guān)［12］。胎兒的頭圍（head circumstance）與其腦總量之間有著密切的關(guān)系［13］，頭圍大小直接影響胎兒的神經(jīng)發(fā)育［14］。重金屬污染是導(dǎo)致胎兒頭圍減小的危險(xiǎn)因素之一，許多研究發(fā)現(xiàn)了頭圍減小和鎘（Cd）、銠（Rh）和鉛（Pb）的關(guān)系［15-17］。然而，硒暴露與頭圍的關(guān)系仍不清楚。因此，有必要研究產(chǎn)前硒暴露對(duì)頭圍的影響，這可以為制定政策控制硒污染和防止硒暴露對(duì)胎兒健康的不利影響提供證據(jù)。

本研究基于從2016年開(kāi)始在廣州進(jìn)行的產(chǎn)前環(huán)境和后代健康的出生隊(duì)列（Birth Cohort Study on Prenatal Environments and Offspring Health，PEOH 出生隊(duì)列），探討孕婦孕期硒暴露與孕晚期胎兒的頭圍的關(guān)系。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象選擇

所有研究對(duì)象來(lái)自在廣州開(kāi)展的PEOH 出生隊(duì)列。選擇廣州市番禺中心醫(yī)院作為研究地點(diǎn)，從2016年1月—2017年6月期間在產(chǎn)前保健門診招募孕婦，納入標(biāo)準(zhǔn)如下：（1）孕周<13周；（2）年齡>18歲且<50歲；（3）無(wú)甲亢、心臟病、慢性腎臟疾病、肺結(jié)核、精神疾病等嚴(yán)重疾病。排除標(biāo)準(zhǔn)為：（1）從事硒暴露相關(guān)工作；（2）有溝通困難。

該研究得到廣東省疾病預(yù)防控制中心倫理審查委員會(huì)的批準(zhǔn)（批準(zhǔn)號(hào)：W96-027E），所有參與者均簽署知情同意書(shū)。這項(xiàng)PEOH 出生隊(duì)列研究已在中國(guó)臨床試驗(yàn)注冊(cè)中心進(jìn)行了注冊(cè)（注冊(cè)號(hào)：ChiCTRROC-17013496）。

1.2 基線調(diào)查、隨訪和結(jié)局指標(biāo)

所有研究對(duì)象均在孕早期（孕周<13 周）被納入研究，并進(jìn)行基于面對(duì)面采訪式的問(wèn)卷調(diào)查，內(nèi)容包括孕婦的人口社會(huì)學(xué)特征、生活行為、活動(dòng)模式、家庭住址、工作地址、家庭環(huán)境、飲食和疾病史等，要求對(duì)完成基線調(diào)查的所有參與者收集15.0 mL 尿液，并為他們建立隨訪檔案。在孕晚期（孕周≥28 周）對(duì)每個(gè)參與者進(jìn)行隨訪，完成第二輪問(wèn)卷調(diào)查，并向每位參與者收集15.0 mL 的尿液。后從醫(yī)院信息系統(tǒng)中提取參與者的產(chǎn)前護(hù)理記錄。

選取孕婦在孕晚期（孕周≥28 周）對(duì)胎兒進(jìn)行超聲檢查的產(chǎn)檢信息，記錄胎兒頭圍，單位為mm。

1.3 研究對(duì)象篩選結(jié)果

基線調(diào)查共招募了4 928 名孕婦，隨訪到4 279 名孕婦（86.8%）。根據(jù)是否提供尿樣及所有資料的完整性，孕早期和孕晚期分別剔除部分對(duì)象后，最終本研究共納入2 739 名孕婦。其中：孕早期剔除2 141 人，其中未采集孕早期尿樣的孕婦2 053 人，缺失信息包括孕晚期胎兒頭圍（50 人）、胎兒性別（1 人）、孕前體重指數(shù)（body mass index，BMI）（2 人）以及多胎妊娠（35 人），共88 人，最后共2 138 名孕婦被納入分析孕早期硒暴露與孕晚期胎兒頭圍的關(guān)系；孕晚期共剔除2 896 人，其中未采集孕晚期尿樣的孕婦2 827 人，缺失信息包括孕晚期胎兒頭圍（36人）、胎兒性別（2人）、孕前BMI（3 人）、孕周（16 人）和多胎妊娠（12 人），共69 人，最后共1 383 名孕婦被納入分析孕晚期硒暴露與孕晚期胎兒頭圍的關(guān)系。研究對(duì)象排除與納入流程見(jiàn)圖1。納入與排除的研究對(duì)象的基本特征比較請(qǐng)見(jiàn)補(bǔ)充材料（www.jeom.org/article/cn/10.13213/j.cnki.jeom.2021.20431）。

圖1 研究對(duì)象排除與納入流程圖Figure 1 Flow chart of subject exclusion and inclusion

1.4 尿硒和肌酐濃度測(cè)定

分別在孕早期和孕晚期收集孕婦的尿液，并將所有收集的尿液樣本保存在-80℃的聚丙烯試管中。在測(cè)量之前，所有尿液樣品均在室溫下完全融化。根據(jù)尿液金屬和肌酐濃度測(cè)量的詳細(xì)方法［18］，在廣東省疾病預(yù)防控制中心的實(shí)驗(yàn)室使用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）（Agilent 7700x，安捷倫科技公司，中國(guó)）測(cè)量尿液中的硒濃度。ICP-MS 的測(cè)量條件包括RF功率1 550 W，等離子氣體流量15.00 L·min-1，載氣流量1.14 L·min-1，氦氣流量4.5 L·min-1等。硒的檢出限為0.1 μg·L-1，未檢測(cè)到的樣品被推定為檢測(cè)限的一半。采用尿肌酐來(lái)校準(zhǔn)尿中硒的濃度。根據(jù)改良的Jaffe反應(yīng)，通過(guò)自動(dòng)生化分析儀（Hitachi 7600-020，日本）檢測(cè)尿肌酐濃度，以校正尿量差異和個(gè)體差異。通過(guò)尿肌酐校正的尿硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)（后稱：濃度；計(jì)量單位為：μg·g-1，以肌酐計(jì)；后同），以ωSe表示。

1.5 協(xié)變量

根據(jù)以往的研究［11，19-20］，以下變量被視為潛在的混雜因素：孕婦年齡、教育和家庭收入、孕前BMI、胎次、孕周數(shù)、胎兒性別、二手煙暴露、鈣片的攝入和肉與海鮮的攝入，并在多因素分析中作為協(xié)變量進(jìn)行校正。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

正態(tài)分布資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，并采用方差分析或t檢驗(yàn)來(lái)比較各組的分布差異；偏態(tài)分布資料采用中位數(shù)（M）和第25、75 百分位數(shù)（P25、P75）。由于尿肌酐校正的硒濃度（ωSe）呈偏態(tài)分布，以自然對(duì)數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，即lnωSe。根據(jù)lnωSe的四分位數(shù)將硒濃度分為四組（Q1～Q4）。采用多重線性回歸模型估計(jì)lnωSe與孕晚期胎兒頭圍的關(guān)系。報(bào)告lnωSe每增加一個(gè)單位時(shí)，孕晚期胎兒頭圍的變化b及其95%可信區(qū)間（CI）；與Q1 組的lnωSe相比，Q2、Q3和Q4 組lnωSe的孕婦，其孕晚期胎兒頭圍的變化b（95%CI）；進(jìn)一步按性別分層，研究不同尿硒暴露水平者不同性別胎兒孕晚期頭圍的差異，以及男胎與女胎之間的變化差異，以b（95%CI）表示。

所有分析均在R3.6.1 進(jìn)行。統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)為雙側(cè)檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 孕婦不同特征分布及相應(yīng)孕晚期胎兒頭圍

在最終納入的2 739 位孕婦中，年齡≥30 歲的有1 926人（70.3%），教育程度在高中及以上的有2 313人（84.4%），孕周≥37 周的有2 637 人（96.3%），男胎有1 474 人（53.8%），懷孕期間有二手煙暴露的有871 人（31.8%）。孕晚期胎兒頭圍的±s為（218.1±41.4）mm。受訪者的一般特征分布及相應(yīng)孕晚期胎兒頭圍見(jiàn)表1。孕早期和孕晚期孕婦硒暴露水平的中位數(shù)分別為38.5 μg·g-1和38.9 μg·g-1，如表2。

表1 不同特征研究對(duì)象分布及其孕晚期胎兒頭圍的比較Table 1 Distribution of subjects with different characteristics and fetal head circumference in the third trimester

續(xù)表1

表2 孕婦孕早期和孕晚期的尿硒水平Table 2 Distribution of urinary selenium levels of pregnant women in the first and the third trimesters

相關(guān)性分析表明，孕晚期胎兒的頭圍與孕早期的lnωSe水平（r=-0.001 8，P= 0.958）、孕晚期lnωSe水平（r=-0.029 0，P=0.418）均無(wú)相關(guān)關(guān)系，孕早期的lnωSe水平與孕晚期lnωSe水平呈正相關(guān)（r=0.109 4，P=0.002）。

2.2 孕婦孕早、晚期硒暴露與孕晚期胎兒頭圍的關(guān)系

表3 顯示了未校正和校正的孕婦孕早、晚期硒暴露與孕晚期胎兒頭圍的關(guān)系。孕晚期孕婦尿液lnωSe每增加1 個(gè)單位，胎兒孕晚期頭圍減小值及其95%CI為7.04（3.41～10.67）mm（P< 0.001）。此外，lnωSe作為分類變量分析時(shí)，與lnωSe的Q1 組相比，Q2 組的b及其95%CI為-5.40（-12.36～1.53）（P=0.127），Q3 組為-10.68（-17.59～-3.78）（P= 0.002），Q4 組為-19.47（-26.43～-12.50）（P< 0.001）；與低水平硒暴露相比，高水平硒暴露的孕晚期胎兒頭圍減小更大，且趨勢(shì)分析具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義［-6.60（-4.41～-8.78）（P< 0.001）］。但未觀察到孕早期孕婦硒暴露與孕晚期胎兒頭圍的關(guān)聯(lián)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表3 孕婦孕期硒暴露水平與孕晚期胎兒頭圍的關(guān)系Table 3 Relationship between selenium exposure level during pregnancy and fetal head circumference in the third trimester

2.3 孕晚期孕婦硒暴露與男、女胎孕晚期頭圍的關(guān)系

表4顯示了校正的孕晚期硒暴露與不同性別胎兒孕晚期頭圍的關(guān)系。校正混雜因素后，孕晚期硒暴露與男胎和女胎的頭圍均呈現(xiàn)減小狀態(tài)且有統(tǒng)計(jì)學(xué)關(guān)聯(lián)。孕婦尿液lnωSe每增加1個(gè)單位，男胎和女胎的孕晚期頭圍均有減小。當(dāng)lnωSe濃度作為分類變量分析時(shí)，無(wú)論男、女胎，與Q1組相比，Q3、Q4組孕晚期胎兒頭圍均有減小，但Q2組變化未見(jiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。趨勢(shì)性分析男、女胎也均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。男胎與女胎之間的孕晚期頭圍差異為6.24（1.69～10.79）mm。

表4 孕婦孕晚期硒暴露水平與不同性別胎兒孕晚期頭圍的關(guān)系Table 4 Sex-specific relationship between selenium exposure level in the third trimester and fetal head circumference in the third trimester

3 討論

本次研究通過(guò)一項(xiàng)前瞻性出生隊(duì)列研究評(píng)估了孕婦不同孕期硒暴露對(duì)孕晚期胎兒頭圍的影響，發(fā)現(xiàn)孕婦孕晚期的尿硒暴露水平與孕晚期胎兒頭圍的減小相關(guān)，提示孕婦孕晚期較高水平的尿硒暴露可能是影響胎兒生長(zhǎng)發(fā)育的不良因素。

硒雖然是人群必需微量營(yíng)養(yǎng)素，但是其安全劑量范圍很小，少量或過(guò)量攝入均會(huì)產(chǎn)生毒性［7，21-22］。目前較少研究探索孕婦孕期硒暴露對(duì)胎兒頭圍的影響，Lozano 等［3］和Tian 等［1］的研究發(fā)現(xiàn)孕婦孕期硒暴露與嬰兒出生頭圍呈負(fù)相關(guān)，這與本次研究的發(fā)現(xiàn)相似；但Mikelson 等［15］的研究未發(fā)現(xiàn)孕婦孕期硒暴露與嬰兒出生頭圍相關(guān)。這些研究發(fā)現(xiàn)的不同可能是研究設(shè)計(jì)、暴露評(píng)估方法、研究人群和孕期硒暴露水平等不同所導(dǎo)致。其中，孕期硒暴露水平可能更為重要。此外，一些研究還測(cè)量了各種組織（包括尿液，臍帶血和胎盤組織）中的硒暴露水平，這也可能導(dǎo)致硒暴露與胎盤重量之間的關(guān)系發(fā)生變化。例如，有研究發(fā)現(xiàn)孕婦的尿液和臍帶血樣品的硒水平有差異［19］。

本次研究發(fā)現(xiàn)孕晚期低水平硒暴露與胎兒頭圍的關(guān)系無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，高水平的硒暴露會(huì)導(dǎo)致頭圍減小。這可能是因?yàn)閺V州作為沿海城市，這里的孕婦攝入較多含硒食物，如海鮮［6，23］，導(dǎo)致孕婦在孕期硒暴露水平較高，產(chǎn)生了一定影響。目前對(duì)孕婦孕期硒暴露水平與胎兒頭圍關(guān)系的生物學(xué)機(jī)制尚未明晰。Tang等［2］發(fā)現(xiàn)在孕晚期孕婦硒暴露水平與新生兒的頭圍呈負(fù)相關(guān)。孕晚期是胎兒頭圍快速生長(zhǎng)發(fā)育的時(shí)期，對(duì)其發(fā)育的子宮環(huán)境比較敏感。一種可能的機(jī)制是硒通過(guò)降低細(xì)胞色素C 氧化酶的活性而導(dǎo)致的氧化應(yīng)激反應(yīng)［11］。高水平硒暴露會(huì)降低細(xì)胞色素C 氧化酶的活性，可能導(dǎo)致胎盤缺氧并影響其正常功能，并最終導(dǎo)致胎兒頭圍減小［24-26］。另外，硒濃度的增加可能導(dǎo)致人體中銅和鋅的濃度降低，并間接影響超氧化物歧化酶的產(chǎn)生［27］，這與胎盤的抗氧化功能密切相關(guān)，并最終限制了胎兒的生長(zhǎng)［28］。

本研究還發(fā)現(xiàn)，孕晚期尿硒暴露水平與男胎、女胎的頭圍減小風(fēng)險(xiǎn)增高有統(tǒng)計(jì)學(xué)關(guān)聯(lián)，且女胎的關(guān)聯(lián)程度比男胎的更高。目前還沒(méi)有孕晚期尿硒暴露水平對(duì)不同性別胎兒影響的研究，但有研究表明，在面對(duì)不良的子宮環(huán)境時(shí)，不同性別的胎兒反應(yīng)不同，男胎會(huì)繼續(xù)發(fā)育而產(chǎn)生更高的后續(xù)風(fēng)險(xiǎn)，女胎則會(huì)減小宮內(nèi)生長(zhǎng)以適應(yīng)不良的子宮環(huán)境［29］。因此在孕期硒暴露較高的情況下，男胎頭圍可能保持生長(zhǎng)，但導(dǎo)致男胎的不良妊娠結(jié)局風(fēng)險(xiǎn)增大；女胎頭圍則可能減緩生長(zhǎng)。潛在的生物學(xué)機(jī)制可能是男胎和女胎在懷孕期間應(yīng)對(duì)不良子宮環(huán)境的方式不同，這種差異很可能是由胎盤介導(dǎo)的，并且由胎盤基因、蛋白質(zhì)、類固醇和結(jié)構(gòu)的調(diào)控和表達(dá)中的性別特異性差異所造成。在應(yīng)對(duì)母親的不良子宮環(huán)境時(shí)，女胎胎盤產(chǎn)生了多種基因改變，這些基因改變與許多信號(hào)網(wǎng)絡(luò)相互連接，其中一些基因的改變可能導(dǎo)致生長(zhǎng)緩慢，而男胎則只是最小胎盤基因發(fā)生改變，這可能使得男胎在不良子宮環(huán)境中繼續(xù)生長(zhǎng)。

本研究的優(yōu)點(diǎn)如下：首先，這是一項(xiàng)前瞻性出生隊(duì)列研究，該研究可以為孕婦硒暴露與孕晚期胎兒頭圍的關(guān)系提供更充分的證據(jù)；其次，通過(guò)詳細(xì)的問(wèn)卷調(diào)查，充分控制了潛在的混雜因素。本研究的局限性在于所有參與者都是從一家醫(yī)院招募的，這可能會(huì)限制研究結(jié)果的推廣性；第三，較高水平的硒暴露與早產(chǎn)和流產(chǎn)相關(guān)［11，22］，這提示較高水平硒暴露的孕婦可能會(huì)提前終止妊娠，導(dǎo)致本研究結(jié)果可能存在一定的選擇偏倚；此外，研究的樣本量不足以確定母體硒暴露的安全閾值。

綜上所述，本研究通過(guò)一項(xiàng)出生隊(duì)列研究探討了廣州市孕婦孕期硒暴露與孕晚期胎兒頭圍的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)孕婦孕晚期暴露于較高水平的硒可能與胎兒頭圍減小有關(guān)。建議孕婦孕期應(yīng)關(guān)注微量元素硒暴露對(duì)胎兒的影響，合理控制硒的攝入，從而促進(jìn)優(yōu)生優(yōu)育。然而，鑒于本研究可能存在研究對(duì)象的選擇偏倚等問(wèn)題，還需要更多的研究來(lái)進(jìn)一步證實(shí)孕婦硒暴露與胎兒頭圍關(guān)系，并闡明其中的生物學(xué)機(jī)制。