浙江省嘉善地区孕妇全氟化合物暴露水平及影响因素

牛金波，方广虹，梁红，纪红蕾，杨岚，宋秀霞，苗茂华

1.浙江省嘉兴市嘉善人民医院妇产科，浙江 嘉兴 314100

2.上海计生所医院，上海 200237

3.上海市计划生育科学研究所流行病与社会医学研究室，上海 200237

全氟化合物（perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl substances，PFASs）是一类主要由人工合成的碳原子与氟原子组成的有机化合物，包括氟烷烃类、氟醚类、氟叔胺、氟胺次氟酸盐、氟烯烃类等。这类化合物作为表面防污处理剂和表面活性剂等，被广泛应用于工业生产和日常生活用品，如纺织品、皮革制品、家具、地毯、家用洗涤剂、纸制食品包装材料、不粘锅涂层等。PFASs疏水疏油，具有高稳定性、环境持久性、显著的生物富集和生物链累积效应。人群可通过污染的食物［1-2］、饮用水、空气以及灰尘等［3］多种途径广泛暴露于PFASs。PFASs 可通过胎盘屏障，使胎儿直接暴露于PFASs［4］。动物实验和人群研究提示PFASs 对生物具有肝脏毒性、发育毒性、生殖毒性和免疫毒性等多种毒性作用。孕期PFASs暴露可导致子代出生体重降低［5］、免疫力低［6］、神经行为问题等［7］，并与子代成年后多种疾病风险的增加有关，包括高血压、肥胖［8-9］、心血管疾病和糖尿病［10］，严重威胁人类健康。

因长链PFASs 的这些危害性逐渐被发现和证实，国内外工业企业和监管机构采取了一系列措施以减少全氟辛烷磺酸（perfluorooctane sulfonic acid，PFOS）和全氟辛酸（perfluorooctanoic acid，PFOA）及相关化合物的使用［11］。2000年3M 公司开始逐步淘汰PFOS及相关材料的生产，2009年PFOS 和全氟辛基磺酰氟（perfluorooctane sulfonyl fluoride，PFOSF）被列入斯德哥尔摩公约附件B，2013年我国宣布到2020年将淘汰PFOS 及其相关化合物［12-13］。但因工业和生活需求，一些新型的PFASs 作为其替代品被广泛生产和使用，例如全氟壬酸（perfluorononanoic acid，PFNA）、全氟庚酸（perfluoroheptanoic acid，PFHpA）、十一氟己烷磺酸（perfluorohexanoic acid，PFHxA）等［13］。

了解孕妇PFASs 暴露水平及影响因素是科学防控PFASs 宫内暴露的前提。国内此类研究尚在开始阶段，且不同研究报道的PFASs 暴露水平存在明显地区差异，如江苏金湖地区PFASs 浓度低于上海或唐山地区［4，14-17］。食物和饮水是普通人群PFASs 暴露的主要来源，识别PFASs 暴露的膳食来源，可有针对性地制定孕期膳食指导，从而进一步降低PFASs 暴露及潜在健康风险。

嘉善县位于浙江省嘉兴市，属于沿海经济开发区，其工业格局以轻纺、服装、机械、电子、化工、建材、仪表、塑料和食品行业为主，潜在PFASs 污染不可忽视。本研究旨在利用浙江嘉善出生队列，了解嘉善地区孕妇外周血中PFASs 的暴露水平，探讨孕妇外周血PFASs 暴露与社会人口学特征及膳食因素的关系，为科学防控孕妇PFASs暴露提供依据。

1 对象与方法

1.1 研究设计和研究对象

本研究基于2016年9月—2018年4月在嘉善开展的嘉善出生队列。以2016年9月—2018年4月所有在嘉善县第一人民医院和嘉善县妇幼医院进行第一次产前检查且符合纳入标准的孕妇为研究对象。纳入标准：①长期居住在嘉善县者（不限户籍），未来5年内无计划离开嘉善县；②无医院诊断的重大慢性病史：高血压、高脂血症、胆囊疾病、甲状腺疾病、糖尿病、肝炎、心脏病等；③拟在嘉善县第一人民医院分娩；④在怀孕期间和分娩后愿意接受预定的问卷调查并提供血样，同意其婴儿出生后接受体格检查；⑤怀孕未满16 周。排除标准：非单胎活产。研究期间共有1 398 名符合条件的孕妇纳入嘉善出生队列，其中942 名（67.38%）妇女在纳入时提供了足够的血样进行PFASs 测量，被纳入本次分析。该研究通过上海市计划生育科学研究所伦理委员会的批准（编号：PJ2018-19），每位参与的孕妇均自愿签订知情同意书。

1.2 问卷调查

研究对象纳入时，由经过培训的接诊医生发放结构式问卷并指导研究对象填写问卷，获得研究对象的社会人口学特征、生活方式、健康状态、饮食方式以及怀孕期间环境污染物接触史等信息。调查内容包括：①孕妇的年龄、受教育程度、职业、身高、体重等一般人口学特征；②孕妇既往生育史、疾病史、被动吸烟情况、生活中其他毒物接触情况；③通过食物频率问卷了解研究对象过去3个月内食用某类食物的频率（5～7次·周-1、3～4次·周-1、1～2次·周-1、1～3次·月-1和从不），包括红肉（猪、牛、羊肉）、动物内脏（肝、肾、心脏和血）、禽肉（鸡、鸭）、鱼类、蛋类、油炸食品、小麦、粗粮（高粱、小米和玉米等）、薯类（马铃薯、红薯、山药等）、豆制品、坚果及饮用水来源等。942 名研究对象的基本人口学特征问卷均收集到；因完成整个问卷调查用时较长，出于可行性的考虑，在2017年6月之后纳入的研究对象没有再调查食物频率，本次研究共收集到330 份食物频率问卷。

1.3 相关定义

孕前主动吸烟：怀孕前孕妇本人每天至少吸1支烟，连续6个月以上。孕前被动吸烟：怀孕前孕妇在家庭和/或工作场所与其他吸烟者共处至少每天15 min。孕期饮酒：孕妇本人在怀孕期间每周至少饮酒3 次。职业：将研究对象分为4 组，即脑力劳动为主（机关、事业单位人员，专业技术人员等）、体力劳动为主（农林牧渔业生产人员和生产运输设备操作人员）、自由职业/个体老板和全职在家。

1.4 PFASs检测

在研究对象孕16～24 周来医院产前检查时收集其外周肘静脉血，将采集到的血样以4 000 r·min-1离心10 min（离心半径为14 cm），分离血浆，-80℃保存备用。进行PFASs 检测前，用干冰将血浆运送至湖北省疾病预防与控制中心二噁英参比实验室检测。

本研究在孕妇外周血中共检测了13种常见的PFASs，包括PFOS、全氟己烷磺酸（perfluorohexane sulfonate，PFHxS）、PFOA、全氟十一烷酸（perfluoroundecanoic acid，PFUdA）、PFNA、全 氟 癸 酸（perfluorodecanoic acid，PFDA）、PFHpA、全氟十二烷酸（perfluorododecanoic acid，PFDoA）和全氟十三烷酸（perfluorotridecanoic acid，PFTrDA）、全氟十四烷酸（perfluorotetradecanoic acid，PFTeDA）、PFHxA、全氟癸烷磺酸（perfluorodecane sulfonate，PFDS）和全氟十六烷酸（perfluorohexadecanoic acid，PFHxDA）。所有PFASs 标准原液（PFACMXB0913）和定量内标溶液（MPFACMXA0214）购自Wellington 实验室（加拿大Guelph）。血浆前处理、PFASs 萃取方法及高效液相色谱-串联质谱分析严格按照已建立方法步骤进行，详见Tian 等［17］和Liu 等［18］已发表文献。

PFASs质量浓度（后称“浓度”）检测的质量控制：使用同位素内标法对PFASs检测进行定量分析。在每批样品中使用超纯水作为空白对照，检测到的同源物数量应超过空白数量的3倍，通过检测到的同源物的浓度减去本批样本中空白对照的水平来校正同源物的浓度。使用五点标准曲线（浓度范围为0.02～20.00 µg·L-1）对每种分析物进行定量，且所有化合物的校准曲线在浓度范围内表现出良好的线性，相关系数均大于等于0.99。PFASs 的回收率范围为71.50%～112.30%。PFASs的检测限（limits of detection，LOD）定义为信噪比等于或大于3的浓度，范围为0.01～0.02 µg·L-1。

1.5 统计学分析

利用EpiData 3.1 进行数据双录入，SAS9.4 进行统计分析。分析时使用几何均值（标准差）［GM（GSD）］和百分位数来描述母亲孕期外周血中13 种PFASs 的浓度及其分布。对检出率超过90%的9 种PFASs 及它们的浓度之和（∑PFASs）进行统计分析；在PFASs浓度低于LOD时，采用代替。由于PFASs的浓度属于偏态分布，因此对其进行自然对数转换，实现近似正态分布后再行统计分析。在分析影响PFASs浓度的膳食因素时，将每个食物组的原始频率（5～7次·周-1、3～4 次·周-1、1～2 次·周-1、1～3 次·月-1和从不）重新分组为≥1～2 次·周-1和≤1～3 次·月-1，以确保每组中都有足够的样本且具有可比性。采用Pearson 相关分析检出率超过90%的9 种PFASs 浓度的相关性，采用单因素方差分析和t检验比较不同社会人口学特征、生活方式以及膳食因素组别的对数转换后的PFASs 浓度的差异。采用多因素线性回归，以对数转换后的PFASs浓度为应变量，计算影响PFASs 浓度的相关因素的β值及其95%可信区间，并对估计值（β）进行指数转换（eβ），以代表自变量每变化一个单位后PFASs 浓度几何均数的比值（GMratio）。在分析膳食因素与孕妇外周血PFASs 浓度关系时，结合本研究的统计分析结果和文献［16-17］报道的影响孕妇外周血PFASs 浓度的因素，选择孕妇年龄、受教育程度、孕前体重指数（body mass index，BMI）和产次纳入模型进行调整。

2 结果

2.1 研究对象基本情况

本研究共纳入942名研究对象，纳入时的年龄为（28.31±4.38）岁，孕前BMI为（21.43±3.17）kg·m-2。43.84%的研究对象接受过大学及以上教育，29.09%的研究对象为体力劳动者。391 例为初产妇，438 例为经产妇。孕前主动吸烟者较少（9 例），但290 例研究对象有被动吸烟史。不同年龄、孕前BMI、受教育程度、职业和工作场所孕妇组间外周血中∑PFASs 浓度差异有统计学意义。见表1。

表1 研究对象的基本特征（n=942）Table 1 Demographic characteristics of study subjects (n=942)

续表1

2.2 孕妇外周血中PFASs 的主要种类、检出率及浓度

13 种PFASs 检出率及浓度如表2 所示，共检出11 种PFASs。PFHxS、PFOS、PFOA 和PFUdA 在 全 部研究对象中均有检出，PFNA、PFDA、PFHpA、PFDoA和PFTrDA 的检出率均超过90%，PFTeDA 和PFHxA 的检出率分别为29.19%和9.24%，PFDS 和PFHxDA 未检出。∑PFASs 的中位浓度为37.95 µg·L-1，各类PFASs中，PFOA 的中位浓度最高，为11.99 µg·L-1，其次为PFOS、PFHxS、PFDA、PFUdA、PFNA、PFDoA、PFTrDA 和PFHpA。

表2 浙江省嘉兴市嘉善地区孕妇外周血中PFASs的检出情况Table 2 Detection of PFASs in peripheral blood of pregnant women in Jiashan, Zhejiang Province

孕妇外周血中PFHxS、PFOS、PFOA、PFUdA、PFNA、PFDA、PFHpA、PFDoA 和PFTrDA 的浓度之间呈不同程度的相关性（r=0.35～0.94，P< 0.001，图1）；其中PFDA和PFUdA之间的相关性最强（r=0.94），其次是PFOS和PFDA（r=0.90）。

图1 浙江省嘉兴市嘉善地区孕妇外周血中各种PFASs的Pearson相关关系Figure 1 Pearson correlations of PFASs' concentrations in peripheral blood of pregnant women in Jiashan, Zhejiang Province

2.3 不同人口学特征与孕妇外周血中各种PFASs 浓度的关系

多元线性回归分析发现：与怀孕年龄<25 岁组相比，25～<35 岁年龄组孕妇外周血中PFHxS、PFOS、PFOA、PFNA、PFDA、PFUdA、PFDoA、PFTrDA和∑PFASs浓度增加至1.42（95%CI：1.05～1.93）～2.28（95%CI：1.52～3.41）倍，35岁及以上年龄组孕妇外周血中PFHxS、PFOS、PFOA和∑PFASs浓度增加至1.81（95%CI：1.03～3.19）～2.46（95%CI：1.16～5.23）倍，而几种新型PFASs（PFNA、PFDA、PFUdA、PFDoA、PFTrDA和PFHpA）在两个年龄组的浓度差异无统计学意义；孕前BMI≥25 kg·m-2组的PFHxS、PFOS、PFOA、PFNA、PFDA、PFUdA、PFHpA和∑PFASs浓度均高于孕前BMI < 18.5 kg·m-2组，分别是孕前BMI <18.5 kg·m-2组的1.67（95%CI：1.05～2.64）～3.45（95%CI：1.74～6.85）倍；与孕妇受教育程度为初中及以下组相比，大学及以上组外周血中各种PFASs浓度均增加，为参照组的1.61（95%CI：1.15～2.24）～10.06（95%CI：5.01～20.20）倍；经产妇外周血中PFOA的浓度低于初产妇（GMratio=0.73，95%CI：0.57～0.93）。见表3。

表3 浙江省嘉兴市嘉善地区孕妇不同人口学特征与外周血中PFASs 浓度的关系（n=942）Table 3 Linear associations between demographic characteristics and concentrations of PFASs in peripheral blood of pregnant women in Jiashan, Zhejiang Province (n=942)

续表3

2.4 孕期膳食因素对孕妇外周血PFASs浓度的影响

多元线性回归显示，在调整孕妇年龄、受教育程度、孕前BMI、产次后，摄入较多粗粮、小麦及薯类的孕妇外周血中PFASs的浓度大多呈降低趋势。与粗粮摄入较少者相比，摄入较多粗粮的孕妇，其外周血中PFOA的浓度降低（GMratio=0.67，95%CI：0.46～0.99）。摄入鱼类频率较高的孕妇其外周血中PFOS、PFNA、PFDA、PFUdA、PFDoA、PFTrDA 和∑PFASs浓度均增加，分别是鱼类摄入频率较低孕妇的1.87（95%CI：1.22～2.85）～5.28（95%CI：2.40～11.58）倍。摄入较多动物内脏的孕妇，其外周血中PFTrDA 的浓度增加至2.61（95%CI：1.06～6.42）倍。摄入较多蛋类的孕妇，其外周血中的PFNA、PFDA、PFUdA、PFDoA和PFTrDA浓度增加至2.06（95%CI：1.03～4.13）～3.67（95%CI：1.27～ 10.66）倍。摄入较多豆制品的孕妇，其外周血中的PFOS、PFDA、PFUdA、PFDoA 和∑PFASs 的浓度增加至1.56（95%CI：1.01～2.43）～2.46（95%CI：1.16～5.24）倍。摄入较多红肉和坚果类食物的孕妇，其外周血中的PFTrDA浓度分别增加至2.53（95%CI：1.18～5.41）倍和2.32（95%CI：1.18～4.55）倍。本研究未发现孕妇外周血中PFASs 的浓度与油炸类食物和禽肉的摄入有关。与直接饮用自来水的孕妇相比，饮用桶装纯净水的孕妇外周血中各种PFASs的浓度均降低，差异有统计学意义（GMratio：0.15～0.50）。见表4。

表4 浙江省嘉兴市嘉善地区孕妇不同膳食因素对外周血中PFASs 水平的关系（n=330）Table4 Linear associations between dietary factors and concentrations of PFASs in peripheral blood of pregnant women in Jiashan, Zhejiang Province (n=330)

续表4

3 讨论

本研究发现嘉善地区孕妇广泛暴露于11 种PFASs，且PFOA 和PFOS 的浓度最高。孕妇PFASs 暴露水平可能与孕妇年龄、孕前BMI、受教育程度等社会人口学特征相关。孕期摄入鱼类、蛋类和豆制品频率较高的孕妇大部分PFASs 浓度较高，摄入红肉、动物内脏和坚果频率较高的孕妇PFTrDA浓度较高，而摄入粗粮频率较高及饮用桶装纯净水的孕妇部分PFASs 浓度较低。

本研究首次报道了浙江省嘉善地区孕妇外周血中PFASs的暴露情况。PFOS、PFHxS、PFOA、PFUdA、PFNA、PFDA、PFHpA、PFDoA 和PFTrDA 的中位浓度分别为8.71、5.44、11.99、3.07、2.36、4.42、0.10、0.27 和0.17 µg·L-1。本研究中孕妇外周血中PFOA和PFOS的浓度最高，与上海新华医院2013—2015年开展的上海出生队列的孕妇暴露水平（11.6、8.2 µg·L-1）基本一致，但PFHxS和PFDA浓度（0.63、1.82 µg·L-1）显著增加［15］；本研究中PFHxS、PFDA 和PFNA 的浓度也略高于上海闵行队列的孕妇暴露水平（2.77、2.04、1.76 µg·L-1）［17］。本研究检出率较高的PFHxS、PFOS、PFOA和PFNA的中位浓度远高于同时期美国新泽西州成人外周血检测水平（0.89、4.00、1.77、0.68 µg·L-1）［19］，也高于唐山地区孕妇外周血PFASs的水平［16］。本次研究与其他研究结果一致［17］，发现不同PFASs的浓度之间呈不同程度的相关性，其中PFDA和PFUdA之间的相关性最强，其次是PFOS和PFDA，表明这些化合物可能来源于相同的暴露源。

欧洲和美国自2000年陆续禁止了PFOS、PFOA 和PFHxS 的生产和使用，各种新型PFASs 作为替代物开始使用［11，20］。自2003年以来，PFASs 开始在中国大量生产和使用，特别是在纺织、制革和造纸行业［13］。本研究所在的研究现场嘉善县位于沿海经济开放区，其主要工业均是可能使用各类PFASs 的纺织、服装、机械、电子、化工、建材、仪表、塑料和食品加工等行业，其潜在环境PFASs 暴露较高。人体中的PFASs 主要来自食物、饮用水或接触含有各种PFASs 的物品等，再加上PFASs 的环境持久性，该地区研究人群呈现出传统和新型PFASs暴露水平均较高的特点。

PFASs 具有高蓄积性和生物半衰期长的特点，例如PFOA 和PFOS 在人体内半衰期约4～5年，PFHxS 生物半衰期可达8.5年。本研究中孕妇年龄与多数PFASs浓度增加有关，反映了PFASs 的时间蓄积效应，这与既往研究报道结果一致［21］。但在35 岁及以上年龄组只有PFHxS、PFOS、PFOA 和∑PFASs 浓度增加有统计学意义，而几种新型PFASs（PFNA、PFDA、PFUdA、PFDoA、PFTrDA 和PFHpA）浓度差异无统计学意义，可能与新型PFASs 开始使用时间较晚有关［22］。与之前的孕妇和普通成年人的研究一样，本研究中也观察到孕 前BMI 是 影 响PFHxS、PFOS、PFOA、PFNA、PFDA、PFUdA、PFHpA 和∑PFASs 浓度的可能因素［22-23］。虽然单因素分析结果提示在纺织、纽扣厂工作的孕妇外周血∑PFASs 浓度增加，但在纺织、纽扣厂工作的孕妇的样本量太小（n=12），调整混杂因素后，本次研究未发现在纺织、纽扣厂工作的孕妇外周血中各种PFASs浓度升高，需扩大样本量后继续研究分析。

在人类暴露于PFASs的多种途径中，食物和饮水摄入被认为是普通成年人群的主要摄入途径，约占总暴露的90%［24］。人类饮食中PFASs含量的数据较少［25-26］，但研究报道肉制品、内脏（肝脏）、蛋类食品中PFASs含量高［3］。本研究发现孕妇外周血中某些种类的PFASs的浓度随着红肉、蛋类和动物内脏摄入量的增加而增加。此外，鱼类似乎是造成PFASs食物暴露的主要因素［27］。波兰的一项研究显示鱼类消费量高的人的PFOS血清水平比对照人群高2.6倍［28］。本研究结果也显示日常摄入鱼类较多的孕妇，其外周血中PFOS、PFNA、PFDA、PFUdA、PFDoA、PFTrDA和∑PFASs的浓度均升高，进一步验证了前述研究。有研究报道，对于典型谷物大豆、玉米和小麦而言，PFASs在大豆中的生物蓄积较高［25］。本研究发现食用较多豆制品的孕妇，其外周血多种PFASs（PFOS、PFDA、PFUdA、PFDoA）浓度增加。豆制品作为中国传统食物，食用量较多，由此引起的PFASs暴露和对当地居民构成的健康风险不容忽视。另外，本研究发现与饮用自来水的孕妇相比，饮用桶装纯净水的孕妇外周血中PFASs的浓度降低，提示嘉善地区自来水来源的PFASs暴露也不容忽视，家庭饮用桶装纯净水可能对降低人群PFASs 暴露水平有一定作用［29］。

在中国现有非职业人群的PFASs 暴露水平的研究中，本研究较全面地分析了嘉善地区孕妇体内PFASs 暴露水平，及社会人口学特征、孕期膳食因素的影响，但也存在一些不足之处。和原计划纳入人群（1 398 例）相比，本次研究对象（942 例）失访较多，尤其是在探讨血浆中PFASs 浓度与膳食因素关系的研究中（330 例），样本量损失更多，纳入本次研究的对象可能存在选择偏倚，但食物频率问卷缺失是因为问卷调查时间过长，出于可行性的原因，在研究后期纳入的研究对象没有再调查食物频率，在研究过程中不存在研究对象的主观筛选，本研究人群可能有一定的代表性。同时，本研究未采集孕妇生活和工作环境中的空气、灰尘、水等环境介质中PFASs 的污染情况，以及炊具、食品加工方式和烹饪方式等可能对孕期PFASs 暴露水平存在影响的相关信息，可能会对结果产生影响，有待进一步的研究予以完善。

综上，嘉善地区PFASs污染较严重，除传统PFOA、PFOS 的污染外，各种新型的PFASs 在该地区也污染严重，呈现出多种PFASs 共存且浓度高、来源多样的特点。孕妇体内广泛的高浓度PFASs 暴露提示亟须评价PFASs 对孕妇及其子代的健康效应。另外，孕期PFASs暴露的不同膳食来源，提示研究者在为孕妇制定膳食指导时应考虑PFASs暴露风险。