必需微量金屬元素的胎盤傳輸效能及影響因素分析

王燕俠，劉 倩，毛寶宏，劉 青，劉婧婷，李亞梅

(甘肅省婦幼保健院科研中心，甘肅 蘭州 730050)

鋅(zinc，Zn)、硒(selenium，Se)、銅(copper，Cu)、鉬(molybdenum，Mo)、鉻(chromium，Cr)、鈷(cobalt，Co)、鐵(iron，F(xiàn)e)、碘(iodine，I)是8種人體必需微量金屬元素，是人體生理活性物質和有機結構中的必需成分，該類元素主要通過食物攝入[1]；與非孕期婦女不同，妊娠婦女生理狀態(tài)及代謝有較大的改變，必需微量元素對胚胎生長發(fā)育和母體代謝活動均有重要作用[2]。胎盤是保護胚胎和胎兒免受危害的屏障，通過采集母血及臍血并進行全血微量元素分析，是深入了解胎盤傳輸效能、母兒代謝和營養(yǎng)互換的必要手段。

胎盤傳輸效能(placental transfer efficiency，PTE)又被稱為胎盤通透性，是產(chǎn)前金屬元素暴露水平風險評估指標，通過某元素臍血濃度/母血濃度的比值獲得，以前主要用于環(huán)境健康研究[3-5]。本研究依托于蘭州地區(qū)2012年前瞻性出生隊列研究，分析母血及新生兒臍血中鋅、鐵、銅、硒、鉬、鉻和鈷水平，利用產(chǎn)時母胎PTE評價母胎必需微量金屬元素營養(yǎng)傳遞狀況，以期為預防母嬰不良妊娠結局及母胎界面營養(yǎng)素失衡提供基礎科學依據(jù)。

1資料與方法

1.1資料來源及收集方法

研究對象資料信息及生物樣本均來源于2012—2014年在甘肅省婦幼保健院成功建立的“蘭州地區(qū)出生隊列研究項目”，該隊列既往通過“孕婦健康調查問卷”(包括一般人口學特征、婚育史、個人生活習慣、環(huán)境狀況等)對1萬名孕婦于孕期開展流行病學調查，隨訪記錄妊娠結局，產(chǎn)時采集住院分娩孕婦外周靜脈血樣本和新生兒臍帶血樣本，使用不含微量元素的注射器并轉移到肝素涂層中通過反轉管混合抗凝管，所有樣本分裝于凍存管后規(guī)范凍存于-80℃深低溫冰箱(DW86L626，海爾)，保存在醫(yī)院科研中心生物樣本庫。項目經(jīng)甘肅省婦幼保健院倫理委員會批準實施，所有調查對象均簽署知情同意書。

本研究依托于隊列研究，調取了孕婦的一般人口學特征、產(chǎn)時情況、分娩結局等記錄信息以探討胎盤傳輸效能及其影響因素。

1.2必需微量金屬元素檢測

2020年10月至2021年4月，在生物樣本庫系統(tǒng)抽樣隨機選擇出院確診為正常妊娠，無任何基礎疾病、妊娠合并癥及并發(fā)癥，單胎且足月、產(chǎn)時無異常狀況的母外周靜脈血及臍血全血生物樣本各100對，冷鏈運輸至中國科學院蘭州化學物理研究所采用電感耦合等離子質譜系統(tǒng)(inductively coupled plasma-mass spectrometry，ICP-MS，Thermo Scientifici CAPRQ，美國賽默飛公司)進行金屬元素檢測[6]，檢測前樣本經(jīng)BHW-09A型微波消解儀(上海博通化學科技有限公司)處理，精確量取200μL全血樣品放入四氟內膽中，加入1mL 68%優(yōu)級純硝酸經(jīng)過酸純化儀純化后搖勻，密閉入175℃烘箱保持6～8h，冷卻后將提取液轉移至10mL試管中，用去離子水稀釋至10mL搖勻后等待上機測定，將200μL去離子水按照與血液相同的方法處理后所得為空白溶液。

PTE計算[3-5]：個體PTE=臍帶全血個體金屬元素濃度(μg/L)對應的母體血全血金屬元素濃度(μg/L)。

1.3統(tǒng)計學方法

2結果

2.1母全血和臍血中鋅、鐵、銅、硒、鉬、鉻、鈷濃度檢測情況

母血的血鋅、銅濃度高于臍血，差異有統(tǒng)計學意義(t值分別為80.30、66.64，P<0.05)；母血的血硒、鉻中值濃度均低于臍血，差異有統(tǒng)計學意義(Z值分別為-5.44、-4.66，P<0.05)。139份母血鈷的中值濃度為0.85μg/L，而對應的樣本臍血鈷濃度檢測值低于下限；160例母血和臍血的鉬濃度檢測值均低于下限，見表1。

表1 母血和臍血中鋅、鐵、銅、硒、鉬、鉻、鈷濃度(μg/L)

2.2母血和臍血中必需微量金屬元素PTE分析

個體間母血和臍血中必需微量金屬元素PTE值差異大。血鋅、鐵、銅、硒、鉻元素的PTE(中值)分別為0.35、1.40、0.50、1.27、1.47，血鋅、銅元素PTE低(<1)，而血鐵、硒、鉻元素PTE高(>1)，見表2。

表2 母血和臍血中必需微量元素PTE分析表

2.3血鋅、鐵、銅、硒、鉻元素PTE影響因素分析

因血中鉬和鈷元素低于檢測下限值較多，故僅就產(chǎn)時因素對血鋅、鐵、銅、硒、鉻元素PTE的影響進行了分析，結果發(fā)現(xiàn)分娩時孕婦體重指數(shù)(body mass index，BMI)、分娩方式、是否使用了縮宮素、羊水顏色、羊水量及胎盤重量、胎盤娩出方式等因素與血鋅、鐵、銅、硒、鉻元素PTE無關，是否存在胎膜早破與血鋅、鐵、銅、鉻元素PTE無關，但與血硒的PTE有關(Z=-3.12，P<0.05)，見表3。

表3 必需微量金屬元素PTE的影響因素分析

續(xù)表

3討論

隨著孕程進展，妊娠婦女通過胎盤轉運供給胎兒生長發(fā)育所需營養(yǎng)，胎盤作為母胎循環(huán)的界面，可調節(jié)必需金屬微量元素等營養(yǎng)物質的運輸，也阻止重金屬等有毒物質傳遞給胎兒[7]。然而，由于胎兒器官的快速發(fā)育，比成人有更高的吸收需求，加之免疫系統(tǒng)發(fā)育不成熟，胎盤對各類物質的吸收和阻斷效能是值得深入探討的重要問題[8]。另一方面，在胎盤發(fā)揮傳輸和屏障作用的過程中，必需金屬微量元素間的吸收也存在協(xié)同或抑制作用，如改善孕婦的銅和硒營養(yǎng)狀況，可能會增強胎盤對鎘的屏障作用等[9]。產(chǎn)時必需金屬微量元素在母、胎血中的濃度差異能夠說明PTE及相互作用，故此，本研究通過對6種必需金屬微量元素的PTE及影響因素評價，希望為母胎營養(yǎng)等相關研究提供科學依據(jù)。

3.1必需金屬微量元素檢測濃度及PTE水平探討

Chen等[10]報道，紅細胞比血漿更能反映某些微量元素從母親到胎兒的胎盤轉移，本研究也采用全血而非血漿樣本進行必需微量金屬元素檢測，具有一定的科學性和可靠性。本研究共測試194對母血和臍血樣本，母外周全血和臍帶血的鋅、鐵、銅、硒、鉻檢出率達100%，部分血樣鈷和鉬檢測值低于下限值導致血鈷檢出率為71.60%，而血鉬中檢出率僅17.50%。其中，母血與臍血血鋅濃度均值分別為4 809.27μg/L和1 713.27μg/L，母血與臍血血鐵濃度均值分別為317 811.07μg/L和436 418.53μg/L，母血與臍血血銅濃度均值分別為1 063.45μg/L和535.69μg/L。母血鋅、銅濃度均高于臍帶血(P<0.05)，母血鐵濃度比臍血低，與既往文獻報道“孕婦血清中鐵濃度低于臍帶血”一致[11]。研究還發(fā)現(xiàn)，母全血的硒、鉻中值濃度均低于臍血。母血與臍血的硒、鉻濃度差異也有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。血鉬和鈷因低于檢測限低限值較多無法統(tǒng)計中值濃度，上述檢測結果與既往文獻報道數(shù)據(jù)結果一致[9]。本文使用PTE作為產(chǎn)前金屬元素暴露水平風險評估指標，結果發(fā)現(xiàn)，血鋅、鐵、銅、硒、鉻元素PTE(中值)分別為0.35、1.40、0.50、1.27、1.47，血鋅、銅元素PTE低(<1)，而血鐵、硒、鉻元素PTE高(>1)。血鐵、硒、鉻存在高度的母體-胎兒轉移，提示胎盤對血鐵、硒、鉻的保護作用有限，血鐵、鉻胎盤屏障作用較其他元素差，母嬰轉移可能也是早期生命中鐵、硒和鉻暴露的主要來源，Horan等人[12]的研究顯示，臍帶血中的硒水平高于孕婦，血硒檢測結果與Chen等[10]報道的“硒的母嬰轉移是早期生命中硒暴露的主要來源”結論也一致，應多關注這3種必需微量元素的日均攝入量的問題，以防止攝入過量導致的危害效應。盧婍等[5]研究報道硒的PTE為0.91，而本研究硒PTE為1.27，不排除個體間檢測值離散度差異較大的原因。未來的研究需要進一步擴大樣本量進行深入研究。

3.2必需金屬微量元素PTE的影響因素探討

胎盤是母胎物質交換、傳輸和屏障的關鍵樞紐，對于孕晚期母體因素、羊水量及性狀、產(chǎn)時狀況是否會影響PTE鮮有相關文獻報道，本項目也進行了一定的分析，結果顯示，分娩時孕婦BMI、分娩方式、是否使用了縮宮素、是否胎膜早破、羊水顏色、羊水量及胎盤重量、胎盤娩出方式等因素與血鋅、鐵、銅、鉻元素經(jīng)胎盤轉移效率(transplacental transfer efficiencies，TTEs)均無關(P>0.05)，僅胎膜早破因素與血硒PTE有關。可見，PTE受機體內環(huán)境及產(chǎn)時因素影響不顯著，當然，考慮到樣本量較小、地理環(huán)境差別、生活習慣、飲食、空氣、季節(jié)等諸多因素，該結論的嚴謹和可靠性仍需要進一步的深入研究。

總之，鋅、鐵、硒、銅、鉬、鉻、鈷和碘是人體必需微量金屬元素，母體體內微量金屬元素的缺乏和過量都會影響妊娠結局，孕婦體內必需微量金屬元素水平增高或降低都與多種妊娠合并癥風險增加有關系，并對子代發(fā)育產(chǎn)生負面影響[3]。了解胎盤傳輸功能及其影響因素有助于為促進母嬰安全提供有效保障，母體必需微量元素向胎兒的有效轉換是需要繼續(xù)深入探討的話題，期待更為深入和大樣本、多中心的研究結果誕生，以期為生殖健康促進提供更精準的預防方向。