了解環(huán)境對母嬰健康的影響

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

越來越多的證據表明，兒時的生活環(huán)境可能對慢性疾病的發(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耗費更多的時間來對抗疾病[5]。我們知道，兒童的健康和發(fā)育是生物和環(huán)境影響之間復雜相互作用的結果[6]。

許多慢性疾病被認為是由于營養(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]。

人類表型是一個人受基因和環(huán)境影響的外在表現(xiàn)。這種復雜的相互作用對健康和患慢性疾病的風險有著至關重要的影響?？梢詫z傳、環(huán)境和基因-環(huán)境 (GxE) 相互作用進行表征和測量，以識別相關的疾病生物標志物和生物機制。這可能令人驚訝，但目前的研究已經確定，遺傳因素并不是慢性疾病的主要原因。多達 90% 的慢性疾病風險因素是由非遺傳因素引起的[10,11]。

我們的基因在受孕時便已固定，但它們的表達方式會受到化學修飾和突變等變化的影響。這些修飾通常由一個人一生中所經受的環(huán)境暴露導致。

安捷倫戰(zhàn)略技術科學家 Anthony Macherone 博士指出：“大多數(shù)人聽到‘環(huán)境’這個詞時，通常只考慮空氣和水污染等外部因素。而對于疾病來說，環(huán)境因素要復雜得多。包括空氣、水、藥物和食品等外部因素，以及基礎疾病、氧化應激和微生物群活性（尤其是腸道中）等內部因素。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)境對應概念，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，我們體內的生物化學反應，包括微生物組的生物合成活動，甚至是我們工作和生活的環(huán)境。然而，對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險，應在暴露組范式的概念中對影響健康以及與基因組相互作用的環(huán)境因素加以考慮。

認為許多妊娠問題和兒童慢性健康狀況不可預測、是隨機事件和/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其后代的健康有著深遠的影響，無論是在兒童時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)境因素的共同結果。

了解環(huán)境因素如何影響健康是一項非常復雜的工作，需要測量個體隨時間經歷的無數(shù)次暴露，并了解它們如何影響疾病。這些測量不可能是一次性事件，因為這些暴露處于不斷變化的狀態(tài)，并對人類健康和生物過程產生短期和長期影響。評估暴露組范式的一種方法是在出生、1 歲、5 歲、12 歲、21 歲時以及一生中的后續(xù)每 10 年收集大量個體的生物樣本。利用如此龐大的樣本庫，研究人員可以將生物標志物和化學預測因子與各種疾病相關聯(lián)。

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

P2i 項目由非營利組織 The Forum 發(fā)起，旨在監(jiān)測和測量妊娠前、妊娠期間和妊娠后的母嬰狀況，并追蹤參與者產后前五年的進展。P2i 項目將確定母嬰的環(huán)境暴露（甚至從孕前開始），并通過產前護理方案、補充營養(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)會和自閉癥研究所的執(zhí)行副主席兼委員會成員 David Humphrey 律師指出：“在過去的 50 年里，我們看到妊娠期間孕產婦死亡率急劇上升，因此，我們開始研究導致這一切的原因。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，因為不存在遺傳流行病一說。遺傳需要很長的時間才能改變健康狀況?！?/p>

這些測量可進行更準確的評估，幫助準媽媽們通過適當補充營養(yǎng)提升健康狀況，避免不利的環(huán)境因素，并減輕身體負擔。了解環(huán)境、飲食和生活方式等暴露是如何與我們獨特的遺傳學、生理學和表觀遺傳學特性相互作用，從而影響健康，將能夠幫助我們對暴露組進行解讀。

新興的暴露組學技術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)用的高分辨率質譜 (MS)，可以在檢測實驗室中對生物樣本（血漿或血清）進行分析。通過多變量統(tǒng)計可識別表征暴露組的代謝特征，并進行適當?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，可使用已知生物標志物的數(shù)據庫或真實參比標樣驗證這些代謝物。

暴露組學和遺傳學的結合將為更深入地了解兒童慢性疾病提供途徑。讓科學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展。

如需了解更多信息，請查看此信息圖：從孕前到嬰兒期 (P2i) 項目

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Anthony Macherone 博士是安捷倫科技公司的戰(zhàn)略技術科學家，與 Sonia Dagnino 共同主編“解密暴露組：一種實用觀點”（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、The Forum、ACT Today! 的國家委員會成員，也是自閉癥治療網絡 (ATN) 的聯(lián)合創(chuàng)始人。他還是美國特需兒科醫(yī)學院 (MAPS) 醫(yī)生培訓小組的聯(lián)合創(chuàng)始人兼主任，以及美國自閉癥協(xié)會和自閉癥研究所的執(zhí)行副主席兼委員會成員。

參考文獻：

1 Wilcox AJ, Weinberg CR, O'Connor JF, Baird DD, Schlatterer JP, Canfield RE, Armstrong EG, Nisula BC. Incidence of early loss of pregnancy. N Engl J Med. 1988 Jul 28;319(4):189-94.

2 Walani, S. R. (2020, June 10). Global burden of preterm birth. International Journal of Gynecology and Obstetrics. https://obgyn.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ijgo.13195.

3 Behrman, R. E. (1970, January 1). Mortality and acute complications in preterm infants. Preterm Birth: Causes, Consequences, and Prevention. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK11385/.

4 Margolis R. Childhood morbidity and health in early adulthood: life course linkages in a high morbidity context. Adv Life Course Res. 2010;15(4):132–146. doi:1016/j.alcr.2010.10.001

5 Sears ME, Genuis SJ. Environmental determinants of chronic disease and medial approaches: recognition, avoidance, supportive therapy, and detoxification. J Environ Public Health. 2012;2012:356798. doi:1155/2012/356798

6 Sege RD, Harper Browne C. Responding to ACEs with HOPE: health outcomes from positive experiences. Acad Pediatr. 2017;17(7S):S79–S85.

7 Siegel, D. A., Richardson, L. C., Henley, S. J., Wilson, R. J., Dowling, N. F., Weir, H. K., Tai, E. W., & Lunsford, N. B. (2020, July 29). Pediatric cancer mortality and survival in the United STATES, 2001‐2016. American Cancer Society Journals. https://acsjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/cncr.33080.

8 News Medical: Study: Children with Type 1 diabetes have lower brain volume, verbal IQ, and overall IQ – https://www.news-medical.net/news/20210210/Study-Children-with-Type-1-diabetes-have-lower-brain-volume-verbal-IQ-and-overall-IQ.aspx Retrieved September 2021

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

11 Rappaport SM (2016) Genetic Factors Are Not the Major Causes of Chronic Diseases. PLoS ONE 11(4): e0154387. doi:10.1371/journal. pone.0154387

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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