早产作为全球重大公共卫生问题，指妊娠37周之前出生的活婴儿，其不仅是5岁以下儿童死亡的主要危险因素，还会使早产儿面临呼吸疾病、慢性病症、神经系统障碍等长期健康风险。监测数据显示，2012-2018年早产发生率年均上升1.3%，2020年全国早产病例达75.29万例，占活产数的6.1%。随着工业化与城市化发展，环境金属污染成为新兴健康威胁，已有研究发现金属暴露与早产存在关联，但二者间的潜在作用机制尚未明确，孕早期金属暴露如何导致早产的发生，成为亟待阐明的关键科学问题。

近日，安徽医科大学公共卫生学院黄斌斌副教授、张键研究员（beat365在线体育app医药所代谢生殖中心、深圳市代谢与生殖靶向递送概念验证中心）与安徽省儿童医院邓芳主任医师/教授团队合作，在Journal of Hazardous Materials发表最新研究"Association between serum metal exposure in early pregnancy and preterm birth: Mediation by inflammatory blood cell parameters"的研究论文。研究团队依托前瞻性队列研究，通研究团队招募了719名孕妇，纳入104例早产病例和615例足月对照，采集孕10-12周的血清样本，采用电感耦合等离子体质谱技术检测砷、镉、铝、钡、汞、铅六种金属的血清浓度，并测定孕妇血常规相关指标。通过多种高级统计模型及中介效应分析，结合贝叶斯核机器回归（BKMR）和分位数g计算（Q-gcomp）两种混合暴露分析模型，系统分析了孕早期金属暴露与早产发生的关联及炎症血细胞参数在其中的介导作用，首次揭示“孕早期金属暴露—炎症血细胞参数—早产”的作用通路，为早产的早期防控提供了全新的理论依据和干预靶点。

研究发现，孕早期血清金属镉、钡、铅浓度与早产风险呈显著正相关，其中钡暴露的关联效应最为显著（OR=4.258,95%CI:2.262-8.014）。混合暴露分析显示，六种金属的联合暴露会显著增加早产风险（OR=2.628，95%CI:1.64-4.21），其中铅（63%）和钡（27.5%）是推动混合暴露效应的主要阳性贡献金属。限制性立方样条分析进一步发现，金属暴露与早产存在非线性剂量-反应关系，钡、铅暴露超过一定阈值后，早产风险会呈显著上升趋势，且这种关联在早发型早产中更为明显，钡暴露与早发型早产的关联OR值高达9.860。更为关键的是，中介效应分析明确了白细胞和中性粒细胞在钡暴露与早产关联中的关键介导作用，介导比例分别为8.48%和9.63%。线性回归结果证实，孕早期血清钡浓度与白细胞、中性粒细胞计数呈显著正相关，提示钡暴露可能通过激活母体全身炎症反应，升高炎症血细胞水平，进而打破妊娠免疫稳态，诱发早产。分层分析还发现，金属暴露与早产的关联存在胎儿性别差异，镉暴露仅与男性胎儿早产风险相关，钡和铅暴露则对男女胎儿均有影响，这一发现为早产的精准防控提供了性别特异性视角。

为验证研究结果的可靠性，团队开展了一系列敏感性分析，包括排除妊娠期糖尿病、妊娠期高血压患者后重新分析，将上述并发症作为协变量纳入模型，以及以母亲身高为阴性对照的中介分析，结果均证实孕早期血清钡暴露通过白细胞、中性粒细胞介导早产发生的核心结论具有稳健性。该研究系统揭示了“孕早期钡暴露—白细胞/中性粒细胞—早产”的关键通路，首次阐明炎症血细胞参数在环境金属暴露致早产中的介导作用，具有重要的科学意义和公共卫生价值。

研究不仅将早产防控的干预窗口从妊娠晚期提前至孕早期，还提出可将孕早期炎症血细胞参数作为早产风险筛查的辅助生物标志物，为早产的早期预警和干预提供了可行思路，同时明确了钡、铅、镉等环境金属为早产防控的重点污染物，为制定针对性的环境污染物管控政策、保护母婴健康提供了关键的数据支撑。

安徽医科大学姚文君（硕士研究生），张罗丹（博士研究生）和王子怡（硕士研究生）为论文并列第一作者。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、安徽医科大学博士人才启动基金、安徽省环境与人口健康重点实验室开放课题、南沙区民生科技项目、广东省基础与应用基础研究基金、深圳市医学研究专项资金、深圳代谢健康重点实验室等多个项目的联合资助。

论文链接

孕早期金属钡暴露经炎症血细胞（WBC和NE）介导增加早产发生风险机制示意图