Association between ambient ultrafine particle and neurodevelopmental delay in preschoolers in Shanghai, China

环境超细颗粒物暴露与中国上海学龄前儿童神经发育迟缓间的关联

Mengxun Rong (戎梦寻), Yang Shen (沈洋), Yihui Ge (葛懿辉), Wenchong Du (杜雯翀), Haidong Kan (阚海东), Jing Cai (蔡婧)*, Yan Zhao (赵岩)* , Jing Hua (花静)*

复旦大学公共卫生学院环境卫生学教研室；英国诺丁汉特伦特大学；复旦大学附属妇产科医院；同济大学附属妇产科医院

背景介绍

神经发育迟缓 (neurodevelopmental delay) 是学龄前儿童常见的神经发育障碍性疾病，五岁以下儿童中患病率高达10-23%。学龄前儿童患有发育迟缓不仅对他们的认知、语言、运动以及社会适应能力产生不良的影响，甚至会导致成年期额外的疾病负担。识别儿童神经发育迟缓的危险因素并对其进行控制与干预对促进儿童健康和未来发展至关重要。大气颗粒物污染造成的神经系统健康危害不容忽视，其中超细颗粒物（空气动力学直径< 0.1 μm, ultrafine particles, UFP），因其高表面积体积比（可吸附更多环境毒物）及其微小的尺寸（可穿过气血屏障进入心肺系统并穿透血脑屏障），可能造成更加严重的健康损害。

尽管目前部分动物实验已经报道了UFP暴露对生命早期神经发育的不良影响。然而，相关的人群证据仍十分有限。本研究基于中国儿童运动发育队列上海子队列分析了生命早期UFP暴露对学龄前儿童神经发育迟缓的影响。

文章亮点

1. 本研究纳入了11230名学龄前儿童，并全面、详细地收集了儿童的基本人口学信息以及父母的社会经济水平指标。这使得我们在统计分析中能够充分考虑并控制潜在的混杂因素。此外，我们利用高空间分辨率（50 m × 50 m）的土地利用回归模型评估了研究对象在家庭地址水平上的UFP暴露浓度。

2. 研究发现，学龄前儿童UFP暴露浓度的增加与其粗大动作及精细动作发育领域的评分下降以及神经发育迟缓的风险升高均存在显著的关联。暴露-反应关系的结果显示，UFP暴露浓度的增加与学龄前儿童总体发育迟缓、粗大动作发育迟缓以及精细动作发育迟缓等的发病风险增加呈近似的线性关联。这一研究发现提示大气UFP的持续管控以及减排对于保护学龄前儿童神经发育健康的重要公共卫生意义。

图文解读

表1 室外环境UFP暴露水平与学龄前儿童各发育维度ASQ-3评分的关联

在调整协变量的模型中，大气UFP暴露浓度每增加一个四分位间距 (IQR: 4884 N/cm3)，粗大动作和精细动作发育的ASQ-3评分分别下降0.22 (95% CI: 0.02, 0.42) 和0.30 (95% CI: 0.07, 0.52)。进一步调整空气污染物PM2.5和NO2后，上述关联仍保持显著且稳健。

表2 室外环境UFP暴露浓度与学龄前儿童总体及各维度发育迟缓风险的关联

在统计描述结果中，我们发现被筛查为总体发育迟缓、粗大动作发育迟缓以及精细动作发育迟缓组的学龄前儿童UFP暴露浓度水平显著高于正常组儿童 (P value: 0.04, < 0.01, 0.03)。在调整协变量的模型中，大气UFP的暴露浓度每增加一个四分位间距 (IQR: 4884 N/cm3)，学龄前儿童出现粗大动作和精细动作发育迟缓的风险分别增加8% (OR: 1.08; 95% CI: 1.02, 1.15) 和12% (OR: 1.12; 95% CI: 1.02, 1.22)。进一步调整空气污染物PM2.5和NO2的双污染物模型中，UFP暴露与发育迟缓发生风险的关联同样保持显著且稳健。

图1 室外环境UFP浓度与神经发育迟缓暴露-反应关系曲线

通过GAMM模型拟合的UFP浓度与神经发育迟缓暴露-反应关系曲线显示，随着UFP暴露浓度的增加，学龄前儿童发生总体发育迟缓、粗大运动发育迟缓以及精细动作发育迟缓的风险呈单调上升趋势。这一结果表明了UFP暴露水平增加可能对儿童神经发育产生的持续不良影响。

总结与展望

综上所述，这项研究发现了大气UFP暴露与学龄前儿童神经发育迟缓间的关联，为揭示UFP暴露对儿童神经发育的潜在影响提供了新的流行病学证据。未来研究仍需进一步识别UFP暴露影响儿童神经发育的敏感暴露窗口并揭示相关的生物分子机制，为公共卫生干预、环境政策制定以及精准病因识别提供更加全面的科学依据。