岭回归法分析孕期郑州市大气污染物暴露与新生儿出生形态特征的关系

贺同坤，周郭育，王 佳，段雷振，李志远，朱静媛，黄 辉，张瑞芹，巴 月

1)郑州大学公共卫生学院环境卫生学教研室 郑州 450001 2)郑州大学环境科学研究院 郑州 450001

随着环境污染与健康关系研究的深入及流行病学新方法的应用，大气污染已成为社会公共卫生问题，大气污染对新生儿出生形态特征的影响也受到广泛关注。多项研究[1-4]发现，母亲孕期大气SO2、NO2、PM10暴露可对新生儿出生体重、身长、头围等出生形态特征产生影响，但研究结果不尽一致，且较少考虑不同污染物之间的共线性对结果的可能影响。有研究[5]发现，大气污染物PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO浓度之间存在正相关。岭回归是一种有偏估计方法，能够消除多重共线性对模型的影响，其回归系数稳定性强，计算精度高，且岭回归的回归系数显著性往往高于普通回归。因此，本研究采用岭回归法分析新生儿出生形态特征(出生体重、身长、腹围和头围)与母亲孕期大气污染物(SO2、NO2和PM10)暴露的关系，为相关研究提供更具代表性的模型。

1 对象与方法

1.1研究对象以2010年1月至2012年1月于郑州市某卫生院分娩的健康产妇及新生儿为研究对象，排除临床诊断患有高血压、冠心病、糖尿病和乙肝等的孕妇。告知调查对象研究内容及研究意义，征得研究对象同意并签署知情同意书后，由经过统一培训的调查员采用统一编制的调查表，对研究对象进行面对面问卷调查。共计582例产妇及其单胎活产新生儿接受调查，排除信息缺失较多的55例，共527例纳入本研究。调查内容包括人口学特征、产妇饮食情况、吸烟饮酒史、职业史、家族史、生育史、就医服药史等。该研究经郑州大学伦理委员会批准后实施。

1.2父母体格及新生儿出生形态特征测量采用身高体重测量仪进行母亲身高、孕前体重、分娩前体重及父亲身高、体重的测量。待新生儿安静时，采用电子秤测量新生儿出生体重，采用卧式身长计测量仰卧位时的身长，用软皮尺经新生儿肚脐上缘处平行绕一周测量腹围，用软皮尺经颅骨两眼眉弓和枕骨结节处绕一周测量头围。所有数据均测量两次后取平均值作为最终测量值。

1.3大气污染物的测定大气污染物监测数据来自郑州大学环境科学研究院和郑州市环境保护监测中心站，其中分别用紫外荧光法SO2自动监测仪、化学发光法NO2空气质量自动监测仪、 射线法可吸入颗粒物监测仪检测大气SO2、NO2和PM10浓度。收集2009年2月到2011年2月(从纳入研究的第1位孕妇怀孕到最后1位孕妇分娩)当地24 h实时平均污染物浓度，并计算每个孕妇孕早期(妊娠前12周)、孕中期(妊娠13～27周)、孕晚期(妊娠28周至分娩)各时期，以及全孕期各污染物暴露平均浓度。

1.4数据处理采用EpiData 3.1对调查问卷进行双人双机独立录入，采用SPSS 21.0进行数据分析。采用两独立样本t检验比较男婴、女婴人口学特征；采用Pearson相关分析新生儿出生形态特征与父母体格的关系；用多重线性回归(强制进入)分析新生儿出生形态特征的可能影响因素，并诊断SO2、NO2和PM10之间的共线性后，采用岭回归法分析不同孕期大气污染物暴露与新生儿出生形态特征的关系。检验水准α=0.05。

2 结果

2.1调查对象人口学特征父母人口学特征及新生儿出生形态特征分别见表1、表2，高龄产妇、孕前超重或肥胖产妇比例分别为9.36%(48/513)、16.13%(85/527)。新生儿男女比例为1.31，低出生体重儿(<2.5 kg)和超重儿(≥4.0 kg)比例分别为2.47%(13/527)和6.45%(34/527)，早产儿(<37周)和过期产儿(≥42周)比例分别为1.14%(6/527)和2.28%(12/527)，男婴、女婴的出生体重和孕龄差异有统计学意义。

表1 父母人口学特征

表2 新生儿出生形态特征

*：1例女婴腹围数据缺失

2.2新生儿出生形态特征与父母体格的关系两者的Pearson相关系数见表3。由表3可知，新生儿出生体重与母亲孕前BMI相关，新生儿出生体重、腹围和头围分别与母亲孕期体重增加量相关，未观察到出生身长、腹围和头围与父母BMI的相关性。

表3 新生儿出生形态特征与父母体格的相关系数(P)

2.3调查对象当地大气污染物水平大气中SO2、NO2和PM10浓度测定结果见表4。依据环境空气质量标准(GB3095-2012)，调查对象当地环境空气质量监测SO2年平均浓度在一级和二级限值之间，NO2和PM10年平均浓度均大于二级限值。

表4 调查对象当地大气中SO2、NO2和PM10浓度 μg/m3

2.4新生儿出生形态特征与孕期大气污染物暴露的关系采用多重线性回归(强制进入)法分析新生儿形态特征的影响因素，纳入的可能影响因素有孕期平均SO2、NO2、PM10暴露，父亲BMI、受教育程度(哑变量化，以初中及以下为参照)，母亲年龄、孕前BMI、孕期体重增加量、受教育程度(哑变量化，以初中及以下为参照)、孕期被动吸烟，新生儿性别和孕龄,但共线性诊断结果发现SO2(VIF=2.553)、NO2(VIF=2.525)和PM10(VIF=1.038)之间存在共线性。因此，根据多重线性回归分析结果，以母亲年龄、母亲孕前BMI、母亲孕期体重增加量和孕龄为调整因素，选择岭回归法分析大气污染物SO2、NO2、PM10暴露与新生儿出生体重、身长、腹围、头围的关系,结果见表5。

表5 新生儿出生形态特征与母亲孕期大气污染物暴露的岭回归分析的β(P)

调整因素有母亲年龄、母亲孕前BMI、母亲孕期体重增加量和孕龄

3 讨论

Rinaudo等[6]提出，胎儿宫内发育受阻可导致“程序性”的生长发育紊乱，尤其是宫内发育迟缓与成年后慢性病的发生(如冠心病、高血压、2型糖尿病、骨质疏松症、肾病等)有关，提示新生儿出生形态特征是成人健康的一个重要决定因素。以往研究[7-9]发现母亲孕期大气污染物暴露可导致宫内发育迟缓等不良出生结局，但结果不尽一致。孕早期胚胎发育主要体现在神经系统和器官的形成，而孕中、晚期胎儿发育主要表现在身长、体重的增加，不同孕期污染物暴露水平对新生儿出生形态特征的影响可能不同。因此，本研究进一步将孕期分为孕早期、孕中期、孕晚期，同时应用岭回归分析消除污染物之间的共线性，分析了新生儿出生形态特征和母亲不同孕期SO2、NO2、PM10暴露水平之间的关系。研究结果显示，新生儿出生形态特征易受母亲孕期大气污染物暴露水平的影响，且与不同孕期暴露有关，这为新生儿不良出生结局的预防和干预提供了理论基础。

最近的一项meta分析[10]表明暴露于SO2与低出生体重有关。美国的一项病例对照研究[11]发现，高龄孕妇(年龄>35岁)高SO2暴露会导致新生儿低体重风险上升。本研究中岭回归分析结果显示，孕期SO2暴露平均浓度每增加1 g/m3，新生儿出生体重减少0.37 g，出生身长减少0.371 cm，分层分析发现孕早、中、晚期SO2暴露水平增加均降低新生儿出生体重，这与以往研究[12-15]结果一致。已有研究[16]发现SO2暴露可增加低出生身长的风险。进一步分层分析发现SO2暴露对出生身长的影响主要体现在孕早期和孕中期，而未在孕晚期发现上述关系，其具体机制有待进一步研究。

NO2是交通相关污染的标志[17-18]。本次研究发现，随着母亲孕期NO2暴露平均浓度的增加，新生儿出生体重和身长均增加；且随着母亲孕中期和孕晚期NO2暴露水平的增加，出生体重亦增加；这与以往的研究结果不尽一致。有研究[15,19]发现母亲孕期NO2暴露与新生儿出生体重减少有关；Bell等[2]发现孕早期NO2暴露与低出生体重有关，但未在孕中期和孕晚期发现上述关系。队列研究[3]提示，与NO2暴露浓度<40 g/m3相比，母亲孕早期NO2暴露浓度>40 g/m3与新生儿出生身长呈负相关。与上述研究相比，本次研究NO2暴露浓度较高，为38.23～48.14 g/m3；同时，各研究中污染物暴露时间不同、污染物浓度分类不同、研究方法不同，都可能造成结果差异。由于流行病学研究的复杂性，以往研究较少考虑其他污染物与NO2的共线性，因此，SO2、PM10对NO2作用的干扰也可能是结果不一致的重要原因。另外，影响新生儿出生形态特征的因素较多，如王晶莹等[20]对901例新生儿出生身长和体重的研究表明，出生身长受孕龄、产检次数、母亲孕期增重的影响，出生体重受分娩孕周、母亲孕期增重和父亲文化程度的影响。因此，母亲孕期NO2暴露对新生儿出生形态特征的影响程度和孕期阶段还需深入研究。

前期研究[21]结果显示，颗粒物暴露可导致早产、低出生体重儿、死产、出生缺陷等不良妊娠结局。本次研究未发现母亲全孕期PM10暴露水平影响新生儿出生体重，但岭回归法分层分析结果显示，随着孕早期PM10暴露的增加，新生儿出生体重、身长和头围增加；而随着孕晚期PM10暴露的增加，新生儿出生体重、身长和腹围则减少；这与以往研究结果相似但不尽一致。前期研究[22-23]发现孕期PM10暴露增加可增加低出生体重儿的风险，但有研究[13]结果显示孕早期PM10暴露与出生体重呈负相关，还有研究[2,24]发现孕晚期PM10暴露与低出生体重儿有关。最近的一项meta分析[25]结果显示，全孕期和孕早、中、晚期PM10每升高10 g/m3，低体重儿出生风险的合并OR值分别是1.04、1.66、1.58、1.38，提示母亲不同孕期颗粒物暴露对新生儿体重均有影响，且影响程度不同。最近还有研究[26-27]发现，母亲长期颗粒物暴露与新生儿超重或肥胖有关。因此，孕期颗粒物暴露对新生儿出生体重的影响尚有待进一步研究。

总之，与以往研究相比，本研究中PM10暴露浓度较高，且由于不同地区3种污染物种类、浓度和比例以及分析方法等各具特点，因此，大气污染物暴露对新生儿出生形态特征的作用方式、作用剂量及分子或遗传机制仍需进一步深入研究。

本研究也存在一些局限性。首先，受调查现场、调查人群及调查时间的限制，本次调查的样本量有限；其次，此次调查只监测了SO2、NO2和PM10这3种污染物，随着复合型大气污染的出现，臭氧、PM2.5和CO等大气污染物对新生儿出生形态特征可能的影响也应引起关注；最后，由于人群的特殊性，本研究仅分析了孕期大气污染物外暴露对新生儿出生形态特征的影响，更精确的个体暴露及内暴露剂量与相关效应之间的关系有待深入探讨。

致谢：感谢参与现场调查工作的郑州大学公共卫生学院、郑州市侯寨中心卫生院的工作人员。

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