首頁資訊環(huán)境污染與先天性心臟病的研究進(jìn)展

環(huán)境污染與先天性心臟病的研究進(jìn)展

來源：泰然健康網(wǎng) 時間：2024年11月23日 23:42

【摘要】先天性心臟病(簡稱先心病)的患病率已位居中國出生缺陷監(jiān)測的首位。一方面是由于產(chǎn)前篩查技術(shù)的提高，更多的先心病患兒在早期得以發(fā)現(xiàn)；另一方面，日益嚴(yán)重的環(huán)境污染也是造成先心病患病率升高的重要原因。目前環(huán)境中的一些物理、化學(xué)物質(zhì)對心臟的致畸作用受到廣泛關(guān)注。由于環(huán)境因素具有可控性，因此在先心病病因尚不明確的情況下，探討環(huán)境污染物與先心病的關(guān)系，對預(yù)防先心病，降低先心病患病率有著重要意義。本文根據(jù)國內(nèi)外的相關(guān)研究，對目前常見的環(huán)境污染物與先心病的關(guān)系進(jìn)行綜述。

先天性心臟病(congenital heart defects, CHD，簡稱先心病)是在胚胎發(fā)育的過程中出現(xiàn)了心臟和血管結(jié)構(gòu)的異常，從而導(dǎo)致的一組出生缺陷[1-2]。先心病是中國胎兒和新生兒期最常見的先天畸形，目前文獻(xiàn)報道最高發(fā)病率在活產(chǎn)嬰兒中為26‰[3]，位居出生缺陷監(jiān)測的首位。先心病患病率的上升一方面由于產(chǎn)前診斷水平的不斷提高，使得更多的先心病患兒在早期得以發(fā)現(xiàn)。同時，環(huán)境污染的日益嚴(yán)重也是先心病患病率增加的重要原因。先心病由于病因非常復(fù)雜，目前較普遍的觀點(diǎn)認(rèn)為先心病的發(fā)生絕大多數(shù)是遺傳因素和環(huán)境因素相互作用的結(jié)果，即多因子遺傳疾病或多基因遺傳疾病，強(qiáng)調(diào)在內(nèi)在多基因遺傳基礎(chǔ)上，胚胎在心管、血管形成過程中遇到各種外界環(huán)境致畸原所觸發(fā)而引起的。環(huán)境因素具有可控性，因此了解環(huán)境污染物對先心病的影響，是探索先心病病因，提高先心病一級預(yù)防水平的重要舉措，具有深遠(yuǎn)的公共衛(wèi)生學(xué)意義。本文回顧國內(nèi)外文獻(xiàn)，對環(huán)境污染物與先心病的關(guān)系研究進(jìn)展綜述。

一、環(huán)境污染物暴露與胎兒心臟發(fā)育

先天性心臟病是多因素共同作用的結(jié)果。大量動物實(shí)驗(yàn)和流行病學(xué)調(diào)查證實(shí)了物理、化學(xué)環(huán)境因素與CHD的發(fā)生存在相關(guān)性[4-5]。CHD與環(huán)境因素有著密切的關(guān)系，不同的環(huán)境因素會引起不同類型的先心病。常見環(huán)境污染物，如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的農(nóng)藥、化肥和工礦企業(yè)排放的廢渣、廢水及生活垃圾中的有毒化學(xué)物質(zhì)可以通過各種渠道進(jìn)入人體，給人類健康造成嚴(yán)重危害。調(diào)查顯示，妊娠時期胚胎暴露于有污染的環(huán)境下，可出現(xiàn)先天性心臟缺損、大動脈轉(zhuǎn)位、法洛四聯(lián)癥、肺靜脈異位和房室間隔缺損等心臟發(fā)育異常情況[6]。各種環(huán)境污染物可以作為外源性化學(xué)污染物模擬或阻斷內(nèi)源性激素的作用，感染生物體內(nèi)分泌系統(tǒng)，例如有機(jī)氯化合物、鄰苯二甲酯、雙酚等可以直接作用于人體生殖器官[7]，進(jìn)而產(chǎn)生多種離子或分子影響孕期胎兒正常發(fā)育。綜合國內(nèi)外文獻(xiàn)，根據(jù)暴露環(huán)境不同將污染物分為四類，即大氣污染、食物污染、職業(yè)接觸污染和重金屬污染，探討四個方面的主要污染物及其相關(guān)臨床影響。危險度用比值比(odd ratio，即OR值=病例組中暴露人數(shù)與非暴露人數(shù)的比值除以對照組中暴露人數(shù)與非暴露人數(shù)的比值)表示。

1.大氣污染：近年來，隨著工業(yè)化的進(jìn)程，越來越多的化學(xué)物質(zhì)應(yīng)用于工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，環(huán)境污染日益嚴(yán)重。大氣環(huán)境造成的污染給人們的健康帶來了極大的危害。大氣污染物是由諸多污染物組成的復(fù)雜混合物，主要污染物有氣態(tài)類的二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物和臭氧及氣溶膠類的大氣顆粒物等[8-9]。各類污染物與先天性心臟病有不同程度的關(guān)聯(lián)。(1)二氧化硫(SO2)。1991—1999年Dolk等[10]研究發(fā)現(xiàn)孕期接觸SO2與胎兒患法洛四聯(lián)癥存在關(guān)聯(lián)，該研究發(fā)現(xiàn)母體懷孕期間暴露于空氣污染物可以引起特定的先天性心臟缺陷。意大利Brindisi市一項(xiàng)病例對照研究顯示2001—2010年出生的先心病患兒母親孕3～8周居住地暴露于SO2的濃度遠(yuǎn)高于對照組，且暴露濃度呈劑量反應(yīng)關(guān)系(OR=3.21；95%CI為1.42～7.25，P-trend=0.014)，尤其是室間隔缺損病例(OR=4.57；95%CI為1.31～15.96，P-trend=0.048)[11]。(2)一氧化碳(CO)。1987—1993年加利福尼亞州的一項(xiàng)研究顯示，通過監(jiān)測環(huán)境中一氧化碳、氮氧化物、臭氧和可吸入顆粒物PM10(空氣動力學(xué)直徑小于等于10 μm)的含量，計算并估計母體的平均每月接觸量，發(fā)現(xiàn)孕婦妊娠第2個月暴露于CO與室間隔缺損的發(fā)生危險呈劑量反應(yīng)關(guān)系[12]。1997—2000年Gilboa等[13]的一項(xiàng)以人群為基礎(chǔ)的病例對照研究調(diào)查母體暴露于空氣中的特定污染物與先心病之間存在關(guān)聯(lián)，CO暴露導(dǎo)致法洛四聯(lián)癥風(fēng)險增加(OR=2.04)；可吸入顆粒物PM10與房間隔缺損的發(fā)生風(fēng)險有關(guān)(OR=2.27)；SO2和室間隔缺損的發(fā)生風(fēng)險有關(guān)(OR=2.16，P<0.05)。2006年中國關(guān)于兒童CHD發(fā)病狀況監(jiān)測結(jié)果顯示，妊娠早期孕婦居室距馬路的距離是兒童患病的一個重要影響因素，居室距馬路距離<50 m，會增加暴露于高水平CO的機(jī)會，從而與心室瓣膜缺陷有關(guān)，提示妊娠期尤其是妊娠早期應(yīng)盡可能在遠(yuǎn)離馬路的地區(qū)居住[14]。(3)氮氧化物(NO2和NO)。2013年天津市一項(xiàng)關(guān)于市內(nèi)六區(qū)圍妊娠期婦女空氣污染物的暴露與出生缺陷相關(guān)性的研究顯示，氮氧化物與出生缺陷發(fā)生之間存在相關(guān)性。先天性心臟病患兒組的產(chǎn)婦在妊娠前的3個月及妊娠初3個月暴露于NO和NO2的量均高于對照組(P<0.05)。肢體短縮畸形患兒組的產(chǎn)婦在妊娠前的3個月及圍妊娠期暴露于NO的量高于對照組(P<0.05)。多指(或趾)患兒組的產(chǎn)婦在妊娠前的3個月暴露于NO2的量高于對照組(P<0.05)[15]。英國的一項(xiàng)研究也指出NO2可以增加法洛四聯(lián)癥的患病風(fēng)險[10]。(4)臭氧(O3)、可吸入顆粒物(PM10)。美國福羅里達(dá)州一項(xiàng)研究表明，孕期中不同時段暴露于NO2、SO2、PM2.5、O3和CO污染物環(huán)境中可對胎兒發(fā)育產(chǎn)生不同影響[16]。孕期對臭氧(O3)暴露與主動脈弓及瓣膜缺陷、肺動脈缺陷及瓣膜異常及永存動脈干缺陷的發(fā)生相關(guān)。英國一項(xiàng)研究表明指出，PM10可以增加法洛四聯(lián)癥的患病風(fēng)險[10]。(5)室內(nèi)空氣污染。室內(nèi)家具、涂料等可以揮發(fā)有毒物質(zhì)使室內(nèi)空氣污染。室內(nèi)空氣污染物對健康會產(chǎn)生重大影響，是先心病的重要危險因素[17]。秘魯一項(xiàng)關(guān)于孕婦暴露于室內(nèi)空氣污染與妊娠結(jié)局的研究，主要分析了室內(nèi)空氣中的顆粒物(PM2.5)、一氧化碳(CO)和二氧化氮(NO2)，結(jié)果顯示這些污染物會造成孕期胎兒發(fā)生異常，其中包括胎兒心臟等多器官的病變，并建議家中使用燃燒更清潔的燃?xì)猓瑴p少污染物的產(chǎn)生[18]。另有研究表明，懷孕早期在室內(nèi)接觸有害物質(zhì)，如油漆、涂料、染料等與圓錐動脈干畸形發(fā)生關(guān)系密切(OR=5.0，95% CI為1.3～16.7)[17]。目前室內(nèi)空氣污染物主要包括甲醛、氨氣、氡、苯及其化合物、自然揮發(fā)的有機(jī)化合物[19]。研究表明有機(jī)化合物可以增加先心病的發(fā)病率[20]，尤其是芳香族化合物[17]。

2.食物污染：(1)飲水污染。氯化消毒是近百年來消滅水中病菌和微生物的有效處理方法。滅菌消毒過程中會伴有消毒副產(chǎn)物的產(chǎn)生，如三氯乙烯、三鹵甲烷和鹵乙酸，其中以三氯乙烯為代表[4]。研究指出三鹵甲烷和鹵乙酸可以引起室間隔缺損[5]。以三氯乙烯為代表說明，三氯乙烯可以影響分裂期的內(nèi)皮細(xì)胞(如血管)代謝，減少熱休克蛋白90與內(nèi)皮一氧化氮合酶的結(jié)合，從而抑制刺激狀態(tài)下一氧化氮的產(chǎn)生和增加刺激狀態(tài)下的一氧化氮合酶依賴的超氧陰離子自由基的產(chǎn)生，抑制內(nèi)皮生長因子刺激內(nèi)皮細(xì)胞分裂。這些內(nèi)皮功能的改變可能導(dǎo)致許多心血管疾病的發(fā)生。美國一項(xiàng)結(jié)合妊娠年齡、三氯乙烯暴露地區(qū)與胎兒先心病發(fā)生關(guān)系的研究表明，年齡超過38歲并在孕期暴露三氯乙烯的孕婦胎兒患先心病的風(fēng)險是正常孕婦的3.2倍(95%CI為1.2～8.7)[21]。(2)有機(jī)農(nóng)藥污染。懷孕早期接觸農(nóng)藥在各種因素中危險最高，可增加子代發(fā)生先心病的危險。有動物實(shí)驗(yàn)用除草醚成功誘導(dǎo)小鼠胚胎發(fā)生CHD[22]。目前，某些農(nóng)藥的成分已被毒理實(shí)驗(yàn)證實(shí)具有致畸作用，流行病學(xué)調(diào)查表明母親孕早期暴露于除草劑和滅鼠劑與胎兒發(fā)生大動脈錯位有關(guān)[19]。接觸農(nóng)藥的主要方式是農(nóng)藥污染環(huán)境通過食物鏈的方式進(jìn)入人體并蓄積，繼而以化合物的形式影響胚胎心血管系統(tǒng)發(fā)育。那些在無保護(hù)措施下經(jīng)呼吸道或皮膚黏膜直接吸收農(nóng)藥進(jìn)入人體的孕婦較未接觸農(nóng)藥的母親娩出CHD患兒的風(fēng)險高出8.6倍[23]。(3)持續(xù)性有機(jī)污染物(POPs)。北美環(huán)境合作委員會以墨西哥10所城市的240名孕婦為研究對象，探討各種持久性有機(jī)污染物與胎兒畸形的關(guān)系，研究顯示有機(jī)氯農(nóng)藥，如殺蟲劑、滅鼠劑等可導(dǎo)致胎兒圓錐動脈干畸形[24]。持久性有機(jī)污染物主要經(jīng)胎盤傳遞給胎兒。

3.職業(yè)污染：(1)以往研究也表明CHD和職業(yè)接觸有機(jī)溶劑的幾種亞型之間具有關(guān)聯(lián)[20]。(2)暴露于有機(jī)溶劑可能增加先心病的患病率，日常生活中，燃料、油漆、涂料中都含有有機(jī)溶劑。1997—2002年美國一項(xiàng)全國出生缺陷預(yù)防研究，以生有先天性心臟病患兒的母親為病例組，共有2 047人，2 951例為對照組，研究顯示職業(yè)暴露于有機(jī)溶劑與多種類型CHDs有關(guān)聯(lián)[25]。鄰苯二甲酸鹽塑膠行業(yè)中常用的增塑劑是鄰苯二甲酸鹽，因充氣方便而被大量工廠使用。Wang等[26]實(shí)驗(yàn)中，母親孕期職業(yè)暴露于鄰苯二甲酸鹽，病例組是59人，對照組40人，最終調(diào)整后OR值為1.9，且研究表明含有C3435T堿基排列順序基因的胎兒在污染物暴露相同情況下OR值上升至3.4。

2006—2009年重慶市三峽庫區(qū)市級病殘兒醫(yī)學(xué)鑒定的5 645例患兒中，共篩查先心病患兒319例，患兒年齡為2～16歲[27]。該地區(qū)部分孕婦可接觸到皮革廠，皮革制造過程中可以產(chǎn)生苯酚類、多環(huán)芳烴類、酸類、酰胺類和脂類，有機(jī)顆粒相濃度較大，真皮飾車間以鄰苯二甲酸二辛脂含量最高[28]。另有研究顯示，母親孕期接觸鞋廠工作與CHD的發(fā)病率有顯著相關(guān)性[29]。

4.重金屬污染：環(huán)境因素影響人體健康主要包括地球化學(xué)本底特征和人類活動影響下的環(huán)境要素變動，如環(huán)境污染等，這其中土壤、糧食和水作為地球化學(xué)和環(huán)境污染共同作用載體，其組成尤其是微量元素含量差異對人群疾病的發(fā)生水平有重要影響。動物研究提示，砷和鎘具有胚胎毒性和致畸性，而人群資料也顯示砷、鎘元素在孕期暴露可能會導(dǎo)致早產(chǎn)、死產(chǎn)、低體重兒的發(fā)生。意大利一項(xiàng)關(guān)于孕期接觸重金屬污染物的研究表明在胎盤組織中，羊水和臍帶血中均可以檢測出重金屬，孕早期母體暴露于鉛、汞、鎘等重金屬污染物與胎兒患先天性疾病之間成正相關(guān)，如心臟發(fā)育不全、神經(jīng)發(fā)育異常等[30]。

二、發(fā)展與展望

近年來，隨著人們的生活水平不斷提高，健康意識逐漸加強(qiáng)，關(guān)于環(huán)境污染與先心病關(guān)系的研究逐漸增多。大多數(shù)研究采用病例對照研究，通過環(huán)境污染物的自我報告或者客觀測量，分析與先心病的關(guān)系，但是其中基因和環(huán)境因素相互作用對先心病關(guān)系研究非常不足。因此，在未來的發(fā)展中，應(yīng)建立相關(guān)暴露指標(biāo)和量化體系，增加對個體水平上的調(diào)查研究，注重對母親體內(nèi)污染物暴露水平的檢測分析，更加準(zhǔn)確的評價環(huán)境污染物與先心病的關(guān)系，為先心病的一級預(yù)防提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

參考文獻(xiàn)

1 Head CE,Thorne SA.Congenital heart disease in pregnancy.Postgrad Med J,2005,81:292-298.

2 申昆玲,主編.兒科學(xué).第2版.北京:北京大學(xué)醫(yī)學(xué)出版社,2009:229-238.

3 Zhao QM,Ma XJ,Jia B,et al.Prevalence of congenital heart disease at live birth:an accurate assessment by echocardiographic screening.Acta Pdiatrica,2013,102:397-402.

4 施淼，洪新如，孫慶華.先天性心臟病病因?qū)W的研究進(jìn)展.國際婦產(chǎn)科學(xué)雜志,2012,39:183-185.

5 劉珍.先天性心臟病的環(huán)境與遺傳高危因素研究進(jìn)展.使用婦產(chǎn)科雜志,2011,27:260-263.

6 Elizabeth WT,Nazli H.Environmental Factors Implicated in the Causation of Adverse Pregnancy Outcome.Semiars in perinatology,2007,31:240-242.

7 金建遠(yuǎn),倪崖,呂建新,等.有機(jī)環(huán)境污染物對男性生育力的影響.環(huán)境與職業(yè)醫(yī)學(xué),2008,25:496-499.

8 劉勇,蘆茜,黃志軍,等.大氣污染物對人體健康影響的研究.中國現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志,2011,21:87-91.

9 蔡健,馮春艷.汽車尾氣污染的危害及防治對策探究.茂名學(xué)院學(xué)報,2008,18:40-43.

10 Dolk H,Armstrong B,Lachowycz K,et al.Ambientsir pollution andrisk of congenital anomalies in England,1991-1999．Occup Environ Med,2010,67:223-227.

11 Emilio A,Luca G,Cristina M,et al.Congenital anomalies among live births in a high environmental risk area-A case-control study in Brindisi (southern Italy).Environmental Research,2013,128:9-14.

12 Ritz B,YuF,FruinS,et a1.Ambient air pollution and risk of birth defects in Southern California.Am J Epidemiol,2002,155:172-175．

13 Gilboa SM,Mendola P,Olshan AF,et al.Relation between ambient air quality and selected birth defects,seven county study,Texas,1997-2000.Am J Epidemiol,2005,162:238-242.

14 袁雪,王慧珊,閆淑娟,等.10665名兒童先天性心臟病發(fā)病狀況監(jiān)測結(jié)果和環(huán)境危險因素分析.中國婦幼保健,2006,21:781-783.

15 鄭金艷,惠武利,蘭曉霞,等.圍妊娠期暴露于空氣污染物SO2、NO2與出生缺陷的相關(guān)性研究.國際婦產(chǎn)科學(xué)雜志,2013,40:71-75.

16 Xu XH,Hu H,Ha SD,et al.Ambient air pollution and hypertensive disorder of pregnancy.J Epidemiol Comm Heal,2014,68:13-20.

17 候佳,桂永浩,奚立,等.先天性心臟病環(huán)境危險因素的病例對照研究.復(fù)旦學(xué)報,2007,34:652-656.

18 Helen GS,Aguilar-Villalobos M,Adetona O,et al.Exposure of Pregnant Women to Cookstove Related Household Air Pollution in Urban and Peri-Urban Trujillo,Peru.Arch Environ Occup Health,2013,12.

19 民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范.GB50325-2001.中華人民共和國建設(shè)部公告.

20 Gilboa SM,DesrosiersTA,LawsonC,et al.Association between maternal occupational exposure to organic solventand congenital heart defects,National Birth Defects Prevention Study,1997-2002.Occup Environ Med,2012,69:628-635.

21 Yauek JS,Malloy ME,Blair K,et a1.Proximity of residence to trichloroelhylene-emitting sites and increased risk of offspring congenital heart defects among older women.Birth Defects Res A clin mol teratol,2004,70:808-814．

22 Kim WG,Suh JW,Chi JG.Nitrofen - induced congenitalmalformat ions of the heart and great vessels in rats:an animal model.J Pediatr Surg,1999,34:1782 -1786.

23 仇小強(qiáng),鐘秋安,曾小云,等.MTRHFR基因、CBS基因、環(huán)境因素與先天性心臟病的病例對照研究.中華流行病學(xué)雜志,2006,27:260-263.

24 Loffredo CA,Silbergeld EK,Ferencz C,et al.Association of tsposition of the great arteries in infants with maternal exposures to herbicides and rodenticides.Am J Epidemiol,2001,153:529-536．

25 Shaw GM,NelsonV,Iovannisci DM,et al.Maternal occupational chemical exposures and biotransformation genotypes as risk factors for selected congenital anomalies.Am J Epidemiol,2003,157:475-484．

26 Wang C,Xie L,Zhou K,et al.Increased Risk for Congenital Heart Defects in Children Carrying the ABCB1 Gene C3435T Polymorphism and Maternal Periconceptional Toxicants Exposure.PLoS One,2013,8:1-10.

27 楊皓,李川海,呂靜.重慶三峽庫區(qū)先天性心臟病與環(huán)境因素的相關(guān)性.中國婦幼保健,2010,26:3771-3773.

28 王伯光,周炎,馮志誠.皮革廠顆粒相污染物中有機(jī)成分譜的研究.環(huán)境科學(xué)雜志,2009,30:993-996.

29 呂興,鄧慧延,廖偉強(qiáng),等.先天性心臟病及環(huán)境因素的病例對照研究.國際醫(yī)藥衛(wèi)生導(dǎo)報,2010,16:2817-2819.

30 CasertaD,Graziano A,Lo MG,et al.Heavy metals and placental fetal-maternal barrier:a mini-review on the major concerns.Eur Rev Pharmacol Sci,2013,17:2198-206.

網(wǎng)址: 環(huán)境污染與先天性心臟病的研究進(jìn)展 http://www.u1s5d6.cn/newsview41937.html