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为探究孕期暴露于空气污染物对后代大脑发育的影响，研究人员借助 GUSTO 纵向出生队列研究数据开展研究。结果发现，孕晚期暴露于 PM2.5会使后代海马体生长放缓，右海马体体积增长快与更多行为问题相关。这为防控污染保护母婴健康提供依据。
在全球气候危机的大背景下，环境毒素对发育中的大脑会产生怎样的影响，成为备受关注的焦点。尤其是孕期暴露在空气污染中，是否会影响胎儿大脑结构，以及这种影响何时出现，一直是科学界亟待解开的谜题。毕竟，大脑发育关乎个体一生的健康与发展，若能明晰空气污染与大脑发育的关系，就能为保障母婴健康、制定相关政策提供有力依据。
为了攻克这些难题，来自一项未明确具体单位的研究人员，借助 GUSTO（Growing Up Toward Healthy Outcomes in Singapore）纵向出生队列研究展开探索。他们深入分析孕期暴露于空气污染物与儿童时期大脑发育之间的联系，这项研究成果发表在《Biological Psychiatry Global Open Science》上，为该领域带来了新的曙光。
研究人员运用了多种关键技术方法。首先，利用新加坡国家环境局提供的数据，通过时空插值法获取个体层面的 PM2.5日均暴露量。其次，对 4.5 - 10.5 岁的儿童进行磁共振成像（MRI）扫描，并用 FreeSurfer 7.1 软件对海马体和杏仁核进行分割以获取体积数据。最后，运用潜在增长模型和分布式滞后模型进行数据分析。
研究结果
- 参与者特征：研究涉及 325 对母婴，收集了不同年龄段儿童的海马体体积（HCV）数据。经分析，不同数据时间点在儿童性别、孕周、种族和家庭月收入等方面无显著差异，且 Little’s 缺失完全随机检验也不显著，这表明数据缺失较为随机，不会对研究结果产生系统性偏差。
- 潜在增长模型：研究人员对每个半球的 HCV 增长估计了 4 种不同模型。结果显示，左半球数据最适合用潜在增长模型（模型 4），虽该模型饱和；右半球则是二次模型（模型 3）略胜一筹。总体而言，HCV 随时间呈正增长，但并非线性。以潜在基础模型来看，左半球 4.5 - 6.0 岁增长 15.5%，6.0 - 7.5 岁增长 55.0%，7.5 - 10.5 岁增长 29.5%；右半球在相应年龄段的增长分别为 20.1%、31.2% 和 48.7%。
- 分布式滞后模型预测 HCV 增长：在预测左 HCV 增长的模型中，调整相关因素后发现，孕早期（第 1 周和第 25 周）暴露于 PM2.5与更快的增长有关，而孕晚期（第 36、38 - 40 周）暴露则与增长放缓相关。预测右 HCV 增长的模型也呈现类似趋势，孕早期（第 1 周和第 13 周）暴露促进增长，孕晚期（第 36 - 40 周）暴露抑制增长。此外，参与者性别、孕周和家庭收入也与 HCV 增长存在关联。
- 分布式滞后模型预测情绪和行为问题：研究人员进一步预测孕期 PM2.5暴露对儿童内化、外化和注意力问题的影响，调整相关因素后发现，PM2.5对这些问题无显著直接影响。
- 从 HCV 预测情绪和行为问题：研究发现，右 HCV 增长能显著预测更多注意力问题（B = 3.677），增长越快问题越多；同时也能预测更多外化问题（B = 5.072）。而左 HCV 增长与这些问题无显著关联。此外，家庭收入与注意力、内化和外化问题均相关。
- 敏感性分析：潜在基础模型对杏仁核体积增长数据拟合最佳。但研究发现，孕期 PM2.5暴露对杏仁核体积增长无显著影响。不过，右杏仁核体积增长快与更多注意力、内化和外化问题相关，左杏仁核增长快则与这些问题呈负相关。
研究结论与讨论
这项研究揭示了孕期暴露于 PM2.5与后代 4 - 10 岁 HCV 增长轨迹之间的紧密联系。孕晚期暴露于 PM2.5会使双侧 HCV 增长放缓，这一结果符合此前关于空气污染与较小 HCV 关联的报道。同时，右 HCV 增长较快与 10 岁时更多的外化和注意力问题相关，尽管与内化问题的关系未达统计学显著水平。敏感性分析表明，这些影响似乎特定于 HCV，杏仁核发育与孕期 PM2.5暴露无关。
然而，研究也存在一些局限性。一是 PM2.5暴露测量仅基于居住地，无法涵盖其他暴露地点，且缺乏家庭空气过滤系统使用数据，未来应研究多种污染物对大脑发育的影响；二是未调整温度因素，无法确定极端高温对胎儿海马体发育的作用，且未排除其他可能影响海马体发育的混杂因素；三是未研究海马体亚区，而亚区发育速率不同，研究其受空气污染的影响有助于深入了解污染对行为和健康的影响。
尽管如此，该研究意义重大。它为后续探究孕期暴露于 PM2.5影响 HCV 发育的机制指明了方向，如空气污染引发的氧化应激和表观遗传改变可能影响胎儿大脑发育编程。同时，也为临床医生和政策制定者提供了参考，有助于制定措施保护孕妇和儿童免受污染危害，对保障公众健康具有重要的指导价值。
