嶺回歸法分析孕期鄭州市大氣污染物暴露與新生兒出生形態特征的關系

賀同坤，周郭育，王 佳，段雷振，李志遠，朱靜媛，黃 輝，張瑞芹，巴 月

1)鄭州大學公共衛生學院環境衛生學教研室 鄭州 450001 2)鄭州大學環境科學研究院 鄭州 450001

隨著環境污染與健康關系研究的深入及流行病學新方法的應用，大氣污染已成為社會公共衛生問題，大氣污染對新生兒出生形態特征的影響也受到廣泛關注。多項研究[1-4]發現，母親孕期大氣SO2、NO2、PM10暴露可對新生兒出生體重、身長、頭圍等出生形態特征產生影響，但研究結果不盡一致，且較少考慮不同污染物之間的共線性對結果的可能影響。有研究[5]發現，大氣污染物PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO濃度之間存在正相關。嶺回歸是一種有偏估計方法，能夠消除多重共線性對模型的影響，其回歸系數穩定性強，計算精度高，且嶺回歸的回歸系數顯著性往往高于普通回歸。因此，本研究采用嶺回歸法分析新生兒出生形態特征(出生體重、身長、腹圍和頭圍)與母親孕期大氣污染物(SO2、NO2和PM10)暴露的關系，為相關研究提供更具代表性的模型。

1 對象與方法

1.1研究對象以2010年1月至2012年1月于鄭州市某衛生院分娩的健康產婦及新生兒為研究對象，排除臨床診斷患有高血壓、冠心病、糖尿病和乙肝等的孕婦。告知調查對象研究內容及研究意義，征得研究對象同意并簽署知情同意書后，由經過統一培訓的調查員采用統一編制的調查表，對研究對象進行面對面問卷調查。共計582例產婦及其單胎活產新生兒接受調查，排除信息缺失較多的55例，共527例納入本研究。調查內容包括人口學特征、產婦飲食情況、吸煙飲酒史、職業史、家族史、生育史、就醫服藥史等。該研究經鄭州大學倫理委員會批準后實施。

1.2父母體格及新生兒出生形態特征測量采用身高體重測量儀進行母親身高、孕前體重、分娩前體重及父親身高、體重的測量。待新生兒安靜時，采用電子秤測量新生兒出生體重，采用臥式身長計測量仰臥位時的身長，用軟皮尺經新生兒肚臍上緣處平行繞一周測量腹圍，用軟皮尺經顱骨兩眼眉弓和枕骨結節處繞一周測量頭圍。所有數據均測量兩次后取平均值作為最終測量值。

1.3大氣污染物的測定大氣污染物監測數據來自鄭州大學環境科學研究院和鄭州市環境保護監測中心站，其中分別用紫外熒光法SO2自動監測儀、化學發光法NO2空氣質量自動監測儀、 射線法可吸入顆粒物監測儀檢測大氣SO2、NO2和PM10濃度。收集2009年2月到2011年2月(從納入研究的第1位孕婦懷孕到最后1位孕婦分娩)當地24 h實時平均污染物濃度，并計算每個孕婦孕早期(妊娠前12周)、孕中期(妊娠13～27周)、孕晚期(妊娠28周至分娩)各時期，以及全孕期各污染物暴露平均濃度。

1.4數據處理采用EpiData 3.1對調查問卷進行雙人雙機獨立錄入，采用SPSS 21.0進行數據分析。采用兩獨立樣本t檢驗比較男嬰、女嬰人口學特征；采用Pearson相關分析新生兒出生形態特征與父母體格的關系；用多重線性回歸(強制進入)分析新生兒出生形態特征的可能影響因素，并診斷SO2、NO2和PM10之間的共線性后，采用嶺回歸法分析不同孕期大氣污染物暴露與新生兒出生形態特征的關系。檢驗水準α=0.05。

2 結果

2.1調查對象人口學特征父母人口學特征及新生兒出生形態特征分別見表1、表2，高齡產婦、孕前超重或肥胖產婦比例分別為9.36%(48/513)、16.13%(85/527)。新生兒男女比例為1.31，低出生體重兒(<2.5 kg)和超重兒(≥4.0 kg)比例分別為2.47%(13/527)和6.45%(34/527)，早產兒(<37周)和過期產兒(≥42周)比例分別為1.14%(6/527)和2.28%(12/527)，男嬰、女嬰的出生體重和孕齡差異有統計學意義。

表1 父母人口學特征

表2 新生兒出生形態特征

*：1例女嬰腹圍數據缺失

2.2新生兒出生形態特征與父母體格的關系兩者的Pearson相關系數見表3。由表3可知，新生兒出生體重與母親孕前BMI相關，新生兒出生體重、腹圍和頭圍分別與母親孕期體重增加量相關，未觀察到出生身長、腹圍和頭圍與父母BMI的相關性。

表3 新生兒出生形態特征與父母體格的相關系數(P)

2.3調查對象當地大氣污染物水平大氣中SO2、NO2和PM10濃度測定結果見表4。依據環境空氣質量標準(GB3095-2012)，調查對象當地環境空氣質量監測SO2年平均濃度在一級和二級限值之間，NO2和PM10年平均濃度均大于二級限值。

表4 調查對象當地大氣中SO2、NO2和PM10濃度 μg/m3

2.4新生兒出生形態特征與孕期大氣污染物暴露的關系采用多重線性回歸(強制進入)法分析新生兒形態特征的影響因素，納入的可能影響因素有孕期平均SO2、NO2、PM10暴露，父親BMI、受教育程度(啞變量化，以初中及以下為參照)，母親年齡、孕前BMI、孕期體重增加量、受教育程度(啞變量化，以初中及以下為參照)、孕期被動吸煙，新生兒性別和孕齡,但共線性診斷結果發現SO2(VIF=2.553)、NO2(VIF=2.525)和PM10(VIF=1.038)之間存在共線性。因此，根據多重線性回歸分析結果，以母親年齡、母親孕前BMI、母親孕期體重增加量和孕齡為調整因素，選擇嶺回歸法分析大氣污染物SO2、NO2、PM10暴露與新生兒出生體重、身長、腹圍、頭圍的關系,結果見表5。

表5 新生兒出生形態特征與母親孕期大氣污染物暴露的嶺回歸分析的β(P)

調整因素有母親年齡、母親孕前BMI、母親孕期體重增加量和孕齡

3 討論

Rinaudo等[6]提出，胎兒宮內發育受阻可導致“程序性”的生長發育紊亂，尤其是宮內發育遲緩與成年后慢性病的發生(如冠心病、高血壓、2型糖尿病、骨質疏松癥、腎病等)有關，提示新生兒出生形態特征是成人健康的一個重要決定因素。以往研究[7-9]發現母親孕期大氣污染物暴露可導致宮內發育遲緩等不良出生結局，但結果不盡一致。孕早期胚胎發育主要體現在神經系統和器官的形成，而孕中、晚期胎兒發育主要表現在身長、體重的增加，不同孕期污染物暴露水平對新生兒出生形態特征的影響可能不同。因此，本研究進一步將孕期分為孕早期、孕中期、孕晚期，同時應用嶺回歸分析消除污染物之間的共線性，分析了新生兒出生形態特征和母親不同孕期SO2、NO2、PM10暴露水平之間的關系。研究結果顯示，新生兒出生形態特征易受母親孕期大氣污染物暴露水平的影響，且與不同孕期暴露有關，這為新生兒不良出生結局的預防和干預提供了理論基礎。

最近的一項meta分析[10]表明暴露于SO2與低出生體重有關。美國的一項病例對照研究[11]發現，高齡孕婦(年齡>35歲)高SO2暴露會導致新生兒低體重風險上升。本研究中嶺回歸分析結果顯示，孕期SO2暴露平均濃度每增加1 g/m3，新生兒出生體重減少0.37 g，出生身長減少0.371 cm，分層分析發現孕早、中、晚期SO2暴露水平增加均降低新生兒出生體重，這與以往研究[12-15]結果一致。已有研究[16]發現SO2暴露可增加低出生身長的風險。進一步分層分析發現SO2暴露對出生身長的影響主要體現在孕早期和孕中期，而未在孕晚期發現上述關系，其具體機制有待進一步研究。

NO2是交通相關污染的標志[17-18]。本次研究發現，隨著母親孕期NO2暴露平均濃度的增加，新生兒出生體重和身長均增加；且隨著母親孕中期和孕晚期NO2暴露水平的增加，出生體重亦增加；這與以往的研究結果不盡一致。有研究[15,19]發現母親孕期NO2暴露與新生兒出生體重減少有關；Bell等[2]發現孕早期NO2暴露與低出生體重有關，但未在孕中期和孕晚期發現上述關系。隊列研究[3]提示，與NO2暴露濃度<40 g/m3相比，母親孕早期NO2暴露濃度>40 g/m3與新生兒出生身長呈負相關。與上述研究相比，本次研究NO2暴露濃度較高，為38.23～48.14 g/m3；同時，各研究中污染物暴露時間不同、污染物濃度分類不同、研究方法不同，都可能造成結果差異。由于流行病學研究的復雜性，以往研究較少考慮其他污染物與NO2的共線性，因此，SO2、PM10對NO2作用的干擾也可能是結果不一致的重要原因。另外，影響新生兒出生形態特征的因素較多，如王晶瑩等[20]對901例新生兒出生身長和體重的研究表明，出生身長受孕齡、產檢次數、母親孕期增重的影響，出生體重受分娩孕周、母親孕期增重和父親文化程度的影響。因此，母親孕期NO2暴露對新生兒出生形態特征的影響程度和孕期階段還需深入研究。

前期研究[21]結果顯示，顆粒物暴露可導致早產、低出生體重兒、死產、出生缺陷等不良妊娠結局。本次研究未發現母親全孕期PM10暴露水平影響新生兒出生體重，但嶺回歸法分層分析結果顯示，隨著孕早期PM10暴露的增加，新生兒出生體重、身長和頭圍增加；而隨著孕晚期PM10暴露的增加，新生兒出生體重、身長和腹圍則減少；這與以往研究結果相似但不盡一致。前期研究[22-23]發現孕期PM10暴露增加可增加低出生體重兒的風險，但有研究[13]結果顯示孕早期PM10暴露與出生體重呈負相關，還有研究[2,24]發現孕晚期PM10暴露與低出生體重兒有關。最近的一項meta分析[25]結果顯示，全孕期和孕早、中、晚期PM10每升高10 g/m3，低體重兒出生風險的合并OR值分別是1.04、1.66、1.58、1.38，提示母親不同孕期顆粒物暴露對新生兒體重均有影響，且影響程度不同。最近還有研究[26-27]發現，母親長期顆粒物暴露與新生兒超重或肥胖有關。因此，孕期顆粒物暴露對新生兒出生體重的影響尚有待進一步研究。

總之，與以往研究相比，本研究中PM10暴露濃度較高，且由于不同地區3種污染物種類、濃度和比例以及分析方法等各具特點，因此，大氣污染物暴露對新生兒出生形態特征的作用方式、作用劑量及分子或遺傳機制仍需進一步深入研究。

本研究也存在一些局限性。首先，受調查現場、調查人群及調查時間的限制，本次調查的樣本量有限；其次，此次調查只監測了SO2、NO2和PM10這3種污染物，隨著復合型大氣污染的出現，臭氧、PM2.5和CO等大氣污染物對新生兒出生形態特征可能的影響也應引起關注；最后，由于人群的特殊性，本研究僅分析了孕期大氣污染物外暴露對新生兒出生形態特征的影響，更精確的個體暴露及內暴露劑量與相關效應之間的關系有待深入探討。

致謝：感謝參與現場調查工作的鄭州大學公共衛生學院、鄭州市侯寨中心衛生院的工作人員。

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