了解環(huán)境對(duì)母嬰健康的影響

女性懷孕時(shí)，流產(chǎn)幾率約為 26%[1]，早產(chǎn)幾率約為 11%[2]，早產(chǎn)可能導(dǎo)致胎兒終身健康問題，例如過敏和/或嚴(yán)重的慢性疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病或發(fā)育障礙[3]。

越來越多的證據(jù)表明，兒時(shí)的生活環(huán)境可能對(duì)慢性疾病的發(fā)生有持久的影響[4]。年輕人慢性疾病發(fā)病率的升高意味著許多人一生中會(huì)耗費(fèi)更多的時(shí)間來對(duì)抗疾病[5]。我們知道，兒童的健康和發(fā)育是生物和環(huán)境影響之間復(fù)雜相互作用的結(jié)果[6]。

許多慢性疾病被認(rèn)為是由于營養(yǎng)不良、在妊娠期和嬰兒期暴露于毒素所致，其發(fā)病率不斷增加。這些疾病包括癌癥（現(xiàn)在是導(dǎo)致兒童死亡的第二大原因）、哮喘、自閉癥、過敏、乳糜瀉、ADHD 和糖尿病。平均而言，許多患有這些疾病的兒童的智商也明顯低于未受影響的兒童[7,8,9]。

人類表型是一個(gè)人受基因和環(huán)境影響的外在表現(xiàn)。這種復(fù)雜的相互作用對(duì)健康和患慢性疾病的風(fēng)險(xiǎn)有著至關(guān)重要的影響?？梢詫?duì)遺傳、環(huán)境和基因-環(huán)境 (GxE) 相互作用進(jìn)行表征和測(cè)量，以識(shí)別相關(guān)的疾病生物標(biāo)志物和生物機(jī)制。這可能令人驚訝，但目前的研究已經(jīng)確定，遺傳因素并不是慢性疾病的主要原因。多達(dá) 90% 的慢性疾病風(fēng)險(xiǎn)因素是由非遺傳因素引起的[10,11]。

我們的基因在受孕時(shí)便已固定，但它們的表達(dá)方式會(huì)受到化學(xué)修飾和突變等變化的影響。這些修飾通常由一個(gè)人一生中所經(jīng)受的環(huán)境暴露導(dǎo)致。

安捷倫戰(zhàn)略技術(shù)科學(xué)家 Anthony Macherone 博士指出：“大多數(shù)人聽到‘環(huán)境’這個(gè)詞時(shí)，通常只考慮空氣和水污染等外部因素。而對(duì)于疾病來說，環(huán)境因素要復(fù)雜得多。包括空氣、水、藥物和食品等外部因素，以及基礎(chǔ)疾病、氧化應(yīng)激和微生物群活性（尤其是腸道中）等內(nèi)部因素。因此，環(huán)境及其在慢性疾病中的作用是多方面的，需要重新界定?！?/p> 暴露組

暴露組[12] 是基因組的環(huán)境對(duì)應(yīng)概念，包括我們攝入的食物和水、我們呼吸的空氣、我們服用的藥物、太陽光和其他來源的電離輻射，我們體內(nèi)的生物化學(xué)反應(yīng)，包括微生物組的生物合成活動(dòng)，甚至是我們工作和生活的環(huán)境。然而，對(duì)于這些暴露如何影響人類或潛在地影響心血管疾病、糖尿病、哮喘、阿爾茨海默病、許多癌癥和其他慢性疾病的發(fā)病，我們知之甚少。為了更好地了解疾病風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)在暴露組范式的概念中對(duì)影響健康以及與基因組相互作用的環(huán)境因素加以考慮。

認(rèn)為許多妊娠問題和兒童慢性健康狀況不可預(yù)測(cè)、是隨機(jī)事件和/或可能源自遺傳的舊觀念受到了挑戰(zhàn)。母親的健康和妊娠期間的暴露對(duì)其后代的健康有著深遠(yuǎn)的影響，無論是在兒童時(shí)期還是在以后的生活中都是如此。在暴露組范式下，問題妊娠和兒童嚴(yán)重慢性疾病的高發(fā)生率在很大程度上是環(huán)境因素的共同結(jié)果。

了解環(huán)境因素如何影響健康是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，需要測(cè)量個(gè)體隨時(shí)間經(jīng)歷的無數(shù)次暴露，并了解它們?nèi)绾斡绊懠膊?。這些測(cè)量不可能是一次性事件，因?yàn)檫@些暴露處于不斷變化的狀態(tài)，并對(duì)人類健康和生物過程產(chǎn)生短期和長期影響。評(píng)估暴露組范式的一種方法是在出生、1 歲、5 歲、12 歲、21 歲時(shí)以及一生中的后續(xù)每 10 年收集大量個(gè)體的生物樣本。利用如此龐大的樣本庫，研究人員可以將生物標(biāo)志物和化學(xué)預(yù)測(cè)因子與各種疾病相關(guān)聯(lián)。

如果女性在妊娠前和妊娠期間減少毒素暴露并適當(dāng)補(bǔ)充營養(yǎng)，則可顯著降低孩子不良妊娠結(jié)局和慢性疾病的發(fā)生率?，F(xiàn)在，研究妊娠及其與兒童慢性健康狀況之間關(guān)聯(lián)的科學(xué)家產(chǎn)生了這種思維模式轉(zhuǎn)變，從而催生了從孕前到嬰兒期 (Preconception to Infancy, P2i) 項(xiàng)目構(gòu)想。

P2i 項(xiàng)目由非營利組織 The Forum 發(fā)起，旨在監(jiān)測(cè)和測(cè)量妊娠前、妊娠期間和妊娠后的母嬰狀況，并追蹤參與者產(chǎn)后前五年的進(jìn)展。P2i 項(xiàng)目將確定母嬰的環(huán)境暴露（甚至從孕前開始），并通過產(chǎn)前護(hù)理方案、補(bǔ)充營養(yǎng)以及選擇健康的生活方式來抵御和減少環(huán)境因素暴露。

美國自閉癥協(xié)會(huì)和自閉癥研究所的執(zhí)行副主席兼委員會(huì)成員 David Humphrey 律師指出：“在過去的 50 年里，我們看到妊娠期間孕產(chǎn)婦死亡率急劇上升，因此，我們開始研究導(dǎo)致這一切的原因。我們過去可能將其歸咎于遺傳，但隨著死亡率的增加，我們發(fā)現(xiàn)這不合理，因?yàn)椴淮嬖谶z傳流行病一說。遺傳需要很長的時(shí)間才能改變健康狀況?！?/p>

這些測(cè)量可進(jìn)行更準(zhǔn)確的評(píng)估，幫助準(zhǔn)媽媽們通過適當(dāng)補(bǔ)充營養(yǎng)提升健康狀況，避免不利的環(huán)境因素，并減輕身體負(fù)擔(dān)。了解環(huán)境、飲食和生活方式等暴露是如何與我們獨(dú)特的遺傳學(xué)、生理學(xué)和表觀遺傳學(xué)特性相互作用，從而影響健康，將能夠幫助我們對(duì)暴露組進(jìn)行解讀。

新興的暴露組學(xué)技術(shù)可用于定性和定量分析母嬰從孕前到嬰兒期的暴露。借助與超高效液相色譜 (UPLC) 或氣相色譜 (GC) 系統(tǒng)聯(lián)用的高分辨率質(zhì)譜 (MS)，可以在檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室中對(duì)生物樣本（血漿或血清）進(jìn)行分析。通過多變量統(tǒng)計(jì)可識(shí)別表征暴露組的代謝特征，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)男Ｕ?，然后鑒定可區(qū)分的代謝物和生物通路。完成鑒定后，可使用已知生物標(biāo)志物的數(shù)據(jù)庫或真實(shí)參比標(biāo)樣驗(yàn)證這些代謝物。

暴露組學(xué)和遺傳學(xué)的結(jié)合將為更深入地了解兒童慢性疾病提供途徑。讓科學(xué)家得以研究基因與環(huán)境毒素影響的相互作用，為研究疾病的來源掃清道路，從而采取措施防止疾病進(jìn)展。

如需了解更多信息，請(qǐng)查看此信息圖：從孕前到嬰兒期 (P2i) 項(xiàng)目

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Anthony Macherone 博士是安捷倫科技公司的戰(zhàn)略技術(shù)科學(xué)家，與 Sonia Dagnino 共同主編“解密暴露組：一種實(shí)用觀點(diǎn)”（斯普林格國際出版社，2019 年）。

David Humphrey 是一名律師，也是多家公司的首席執(zhí)行官。他是西北自閉癥基金會(huì)、The Forum、ACT Today! 的國家委員會(huì)成員，也是自閉癥治療網(wǎng)絡(luò) (ATN) 的聯(lián)合創(chuàng)始人。他還是美國特需兒科醫(yī)學(xué)院 (MAPS) 醫(yī)生培訓(xùn)小組的聯(lián)合創(chuàng)始人兼主任，以及美國自閉癥協(xié)會(huì)和自閉癥研究所的執(zhí)行副主席兼委員會(huì)成員。

參考文獻(xiàn)：

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9 Autism Speaks: Autism Statistics and Facts - https://www.autismspeaks.org/autism-statistics-asd Retrieved September 2021

10 US National Library of Medicine: Comparison of intelligence quotient in children surviving leukemia who received different prophylactic central nervous system treatments - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3544107/ Retrieved September 2021

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12 Rappaport, S. Implications of the exposome for exposure science. J Expo Sci Environ Epidemiol 21, 5–9 (2011). https://doi.org/10.1038/jes.2010.50

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