大气细颗粒物对妊娠期血压的急性效应研究

花 静，陈振江，杨 青，彭 丽，王光花

(1.同济大学附属第一妇婴保健院，上海 201204；2.上海市气象与健康重点实验室，上海 200042；3.上海松江区妇幼保健所，上海 201600)

大气细颗粒物对妊娠期血压的急性效应研究

花 静1,2，陈振江1，杨 青3，彭 丽2，王光花1

(1.同济大学附属第一妇婴保健院，上海 201204；2.上海市气象与健康重点实验室，上海 200042；3.上海松江区妇幼保健所，上海 201600)

目的 研究大气细颗粒物对妊娠期血压的影响，为进一步探讨妊娠高血压疾病的发病机制提供依据。方法 利用上海市孕产期保健队列研究数据及大气细颗粒物监测数据，采用广义相加混合效应模型等方法分析大气细颗粒物对妊娠期血压的急性和滞后效应。结果 研究于2010年共纳入7 402例孕晚期妇女，结果表明在仅考虑气温、湿度、季节和长期趋势及周末效应的情况下，PM1每增加一个四分位数间距(滞后0天、1天、3天和5天)，妊娠期妇女收缩压可分别增加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)，差异均有统计学意义(均P<0.05)；调整气象条件、周末效应、季节因素、产妇年龄、孕产史、高血压家族史、孕前BMI的情况下，妊娠期妇女收缩压可分别增加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)，差异均有统计学意义(均P<0.05)，但PM2.5浓度对妊娠期收缩压的影响差异无统计学意义(均P>0.05)。在仅考虑气温、湿度、季节、长期趋势及周末效应的情况下，PM1每增加一个四分位数间距，滞后3天妊娠期妇女舒张压可增加0.402mmHg(95%CI：0.027～0.777)，差异有统计学意义(P<0.05)，然而在调整上述因素后，PM2.5水平变化对妊娠期舒张压的影响无统计学意义(P>0.05)。结论 PM1是妊娠期血压增高的独立危险因素，是较有价值的附加空气质量指标，孕期妇女应根据雾霾预警进行及时有效的防护。

大气细颗粒物；妊娠期血压；急性效应；上海

大气颗粒物(airborne particulate matter，PM)是指悬浮在大气中的固体、液体颗粒物的总称。空气动力学粒径小于2.5μm(PM2.5)或1μm(PM1)都称为大气细颗粒物。中国是PM2.5的重污染区之一，2015年的监测数据显示，我国366座城市均未达到世界卫生组织(WHO)设定的PM2.5空气质量准则值(10μm/m3)[1]。PM2.5粒径较小，对有机物和重金属等物质的吸附能力强，除在呼吸道沉积外，还可以穿过人体气血屏障进入循环系统，因此是大气成分中对人体健康影响最大的成分之一。WHO 2002年的估计表明，全球城市大气颗粒物污染造成每年至少100万居民死亡和740万失能调整生命年的损失，且这些损失的发生多在大气颗粒物污染较为严重的中国等国家。

国内外关于大气细颗粒物对心血管影响的研究正逐渐深入，孕期妇女由于血液动力学发生变化，在整个妊娠期血容量增加了33%，妊娠晚期达高峰，心输出量增加了38%，妊娠中晚期平均动脉压、心搏量等指标也明显增高。孕期妇女是大气细颗粒物对心血管系统损害的易感人群，近期正日益受到研究者的关注，不断有报道显示大气细颗粒物浓度的增加，可增加孕期妇女收缩压和脉压等指标[2-3]。

上海也属于大气细颗粒物的高污染区。然而，遗憾的是，目前关于大气细颗粒物对妊娠血压的影响研究较少，探讨大气细颗粒物对高血压疾病影响机制的研究更为鲜见。本研究采集了上海市三甲医院孕妇的课题数据，拟在控制个体健康状况的前提下，探讨大气细颗粒物对妊娠期血压的影响，为进一步探讨大气细颗粒物对妊娠期高血压疾病的作用机制提供依据。

1资料与方法

1.1调查对象和内容

本研究采用了2010年1月1日到2010年12月31日在上海市第一妇婴保健院和第一人民医院开展的孕期健康调查数据，以双向队列研究的方法，招募孕晚期妇女7 402例，纳入标准为既往无高血压病史，并在招募医院完成孕产期检查及分娩。本研究回顾性调查了被招募孕妇的一般情况、高血压家族史、孕产史、孕前体重和身高，以及孕期合并症和并发症，并且前瞻性调查其孕晚期血压和妊娠高血压疾病的发生情况。本研究将身体质量指数(BMI)≥24kg/m2定义为超重。

1.2体格检查方法

血压测量采用经校正的水银柱式血压计，受试者坐位安静状态下，测量其右上臂肱动脉血压。使右上臂与心脏处于同一水平面，袖带宽度能覆盖上臂长度的2/3，袖带气囊至少包裹上臂的80%。柯氏音开始出现时为收缩压(SBP)，柯氏音突然变弱定为舒张压(DBP)。

1.3大气污染物采集方法

本研究获得的每日PM2.5和PM1数据来自上海城市环境气象中心的固定站点，基本位于招募医院服务半径的中心。根据中国国家质量控制中心的规定，该站的位置不应该在工业源和主要交通干道的附近，以免受到当地污染源的影响，也应避免建筑物或房屋大量排放细颗粒污染物。因此，所需的数据反映了上海城市空气污染水平。在探讨大气污染物与妊娠期血压关联性的过程中，气象条件作为重要的混杂因素需要进行调整，本研究获得来自上海气象局的日平均气温和湿度的数据。此外，对于24h平均浓度的计算，至少需要80%的PM2.5和PM1每小时平均浓度。PM2.5的浓度用圆锥元振荡微天平(TEOM)测量。本研究只用实际收集到的PM2.5和PM1数据，没有对缺失值进行填充。

1.4统计学方法

本研究采用广义相加混合效应模型，为更好地刻画大气细颗粒物与妊娠期血压的关系，本研究采用了仅考虑气温、湿度、季节和长期趋势及周末效应的“单因素”分析，以及控制了个体因素(孕妇年龄、高血压家族史、孕产史、孕前BMI)的多因素模型。Bell等于2004研究认为空气污染颗粒物和健康结局的关系大多数是线性的，故本研究使用了滞后第0、1、3、5天的颗粒物暴露对妊娠高血压的影响。本研究采用了自然立方样条函数(Goldberg等，2011年)调整的温度和湿度非线性混杂的影响。此外，时间自然平滑函数，用每年7个自由度控制长期和季节性趋势。为控制周末效应，将一周中的每一天作为分类变量处理。

为确定时间趋势的最优自由度，进行了灵敏度分析，以测试不同时间趋势自由度对PM2.5、PM1在一个污染物模型中的妊娠期血压的影响效果。所有的分析使用R2.15.1GAMM4程序包进行。结果以每个四分位数间距(IQR)的妊娠期血压估计值的相对风险及其95%的置信区间(CI)来表示。

2结果

2.1一般情况分析

本研究共纳入7 402例孕晚期妇女，其一般情况见表1。研究期间大气细颗粒物及其气象条件见表2。

变量例数收缩压(mmHg)舒张压(mmHg)孕妇年龄(岁) <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孕产史 否6664(90．0)116．19±12．3972．54±13．91 是738(10．0)116．09±12．1972．39±12．26高血压家族史 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年上海市浦东地区环境因素和气象条件

2.2大气细颗粒物对孕妇收缩压的影响分析

在仅考虑气温、湿度、季节和长期趋势及周末效应的情况下，PM1每增加一个四分位数间距(滞后0天、1天、3天和5天)，妊娠期妇女收缩压可分别增加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)，差异均有统计学意义(均P<0.05)。调整气象条件、周末效应、季节因素、产妇年龄、孕产史、高血压家族史、孕前BMI的情况下，妊娠期妇女收缩压可分别增加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)，差异均有统计学意义(均P<0.05)。但PM2.5浓度对妊娠期收缩压的影响差异无统计学意义(均P>0.05)，见表3。

表3 大气细颗粒物对孕妇收缩压的影响

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

注：a仅调整气象条件、周末效应、季节因素；b调整气象条件、周末效应、季节因素、产妇年龄、孕产史、高血压家族史、孕前BMI;*P<0.05。

2.3大气细颗粒物对孕妇舒张压的影响分析

在仅考虑气温、湿度、季节、长期趋势及周末效应的情况下，PM1每增加一个四分位数间距，滞后3天妊娠期妇女舒张压可增加0.402mmHg(95%CI：0.027～0.777)，差异具有统计学意义(P<0.05)；PM2.5水平变化对妊娠期舒张压的影响差异无统计学意义(P>0.05)。调整气象条件、周末效应、季节因素、产妇年龄、孕产史、高血压家族史、孕前BMI的情况下，PM1、PM2.5水平变化对妊娠期舒张压的影响差异无统计学意义(P>0.05)，见表4。

2.4敏感性分析

敏感性分析结果显示在3～7个自由度的范围内，每年自由变化的时间趋势没有显著影响PM2.5和PM1的估计影响程度，见图1、图2，这表明本研究的分析结果是相对稳健的。

表4 大气细颗粒物对孕妇舒张压的影响

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

注：a仅调整气象条件、周末效应和季节因素；b调整气象条件、周末效应、季节因素、产妇年龄、孕产史、高血压家族史、孕前BMI；*P<0.05。

图1 不同时间趋势自由度PM2.5(lag0天)对妊娠期收缩压的影响

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

图2 不同时间趋势自由度PM1(lag0天)对妊娠期收缩压的影响

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

3讨论

比较美国国家环境空气质量标准(年平均15μg/m3和24h均值35μg/m3)(美国环保署，2006年)，和全球空气质量指南(1年平均0μg/m3和24h均值25μg/m3)(世界卫生组织，2006年)，本研究地区(中国上海)的大气细颗粒物水平较西方国家的报道水平高。目前，大气颗粒物与妊娠期血压的研究在国内仍较为鲜见。本研究结果表明，在调整或不调整个体因素的情况下，大气细颗粒物均与妊娠期血压增高有关。

3.1大气细颗粒物对妊娠期血压的效应分析

本研究结果显示比PM2.5粒径更小的PM1可导致妊娠期收缩压和舒张压增加，此结果与其他的研究报道结果一致。既往研究显示[2-3]，孕期妇女由于血液动力学的改变，是细颗粒物对心血管系统损害的易感人群，有报道显示增加每个对数单位的细颗粒物的浓度，收缩压可增加6.1mmHg[4]，长期暴露效应的分析亦显示当控制年龄、种族、家庭收入、BMI、吸烟等因素后，PM2.5月平均个体暴露浓度每增加一个四分位数间距，脉压增加1.13mmHg，收缩压增加0.66 mmHg[5]。

3.2大气细颗粒物对妊娠期血压影响的机制探讨

虽然本研究提供了流行病学证据，表明大气细颗粒物对妊娠期妇女的血压存在影响，但其发生机制仍不明确。有人群研究证实，一个四分位数间距粗颗粒物的增加可导致2.96mg/dL甘油三酯的增加、0.90mg/dL高密度脂蛋白的下降[6]，而更易进入人体的细颗粒物，可能作用效应更强。邓芙蓉等(2009年)的动物实验研究亦表明大气颗粒物可沉积在气道诱发全身性的氧化应激和炎症反应从而对心血管系统产生毒性作用，他们对自发性高血压大鼠(spontaneously hypertensive rats,SHR)气管灌注大气细颗粒物，发现在不引起明显组织病理改变的时间和剂量范围内，大气细颗粒物可引起心律失常发生频率的增加，心肌组织间隙连接蛋白Cx43分布和表达的异常可能是其机制之一。胡婧等2008年开展的大气细颗粒物对原代培养大鼠心肌细胞的毒性研究发现，大气细颗粒物亦可抑制心肌细胞的搏动频率，并存在剂量—反应关系。而国内有学者的研究结果提示PM2.5暴露可影响血管收缩及凝血功能，P-选择素(又称活化血小板依赖颗粒外膜分子，颗粒膜蛋白)是参与炎症反应的典型的黏附分子代表，可介导中性粒细胞、淋巴细胞在血小板或活化内皮细胞上滚动，参与凝血、血栓形成和炎症反应[7]。上述损伤途径除通过沉积于气道壁，导致氧化应激反应外，PM2.5更可穿透气血屏障对心血管系统产生直接的影响。有学者根据动物实验的结果，总结了细颗粒物可能对人群心血管系统造成损伤的途径，认为细颗粒物既可沉降于气道也可通过气血屏障导致全身的氧化应激反应，包括全身性炎症反应、血液高凝固性、心脏自主功能下降及动脉粥样硬化的加速进展等，从而对人体的心血管系统产生毒性作用[4-5,8-9]。然而，目前为止，有关大气细颗粒对妊娠期血压影响的潜在机制的人群研究仍存在不足。

总之，本研究结果说明了PM1是妊娠期血压增高的独立相关因素。与发达国家居民相比，上海市民使用空调的比例相对较低(空调可通过调节室内温度和湿度对空气PM2.5浓度造成影响)，空气PM2.5污染数据相对更接近于上海人均实际暴露水平，而根据本研究结果，PM1是一个较有价值的附加空气质量指标，可通过实时的预警预报，使孕期妇女进行及时的防护，对于提高孕期妇女健康水平甚至子代的健康水平具有一定的意义。

[1]绿色和平.绿色和平发布2015年度中国366座城市PM2.5浓度排名[EB/OL]. [2016-02-03].http://www.greenpeace.org.cn/pm25-city-ranking-2015/.

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[专业责任编辑：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

国家自然科学基金资助项目(81402687，81673179)；上海市公共卫生三年行动计划重点学科人才项目资助项目(15GWZK0401)，上海市松江区公共卫生三年行动计划资助项目

花 静(1974-)，女，副研究员，博士，主要从事儿童保健方面的研究。

王光花，副主任医师。

10.3969/j.issn.1673-5293.2017.04.010

R714

A

1673-5293(2017)04-0392-04