孕期颗粒物与日照时长交互作用对新生儿高胆红素血症的影响：一项基于卫星模型的大规模队列研究

《Journal of Hazardous Materials Advances》：The impact of interaction between particulate matter and sunlight duration on neonatal hyperbilirubinemia

本研究针对孕期环境暴露与新生儿高胆红素血症（NHB）关联机制不明确的问题，通过分析上海两家产科医院2014-2020年155,970对母婴数据，首次揭示妊娠晚期PM2.5-10（aOR=1.081）和PM10（aOR=1.046）暴露可显著增加NHB风险，而日照时长具有保护作用（aOR=0.900）。创新性发现PM2.5与日照减少存在显著交互效应（P<0.001），为通过环境干预降低NHB发生率提供了新依据。

　　

每当新生儿皮肤泛起不正常的黄色，医生们就会警惕一种常见但可能危及健康的状况——新生儿高胆红素血症（Neonatal Hyperbilirubinemia, NHB）。虽然大部分生理性黄疸会自然消退，但当胆红素水平超过安全阈值时，这种橙黄色色素可能穿透血脑屏障，对新生儿神经系统造成不可逆的损伤。在探寻NHB的病因时，科学家的目光逐渐从遗传因素转向了环境暴露，特别是孕期这一关键窗口期。

空气污染作为现代城市面临的重大公共卫生挑战，其中悬浮的颗粒物（Particulate Matter, PM）能通过胎盘屏障直接影响胎儿发育。有趣的是，与有害暴露相对，自然界中最普通的阳光却可能成为保护性因素。虽然已知直接日照能帮助新生儿降低胆红素，但出于安全考量，医学界并不推荐婴儿直接暴晒。这就引出一个重要科学问题：母亲孕期接受的日照是否能为胎儿提供间接保护？更为复杂的是，空气中的颗粒物与日照时长之间存在明显的季节性负相关——污染严重的冬季往往日照不足，这种交织的环境因素如何共同影响NHB风险，尚未有研究系统阐明。

针对这一科学空白，复旦大学附属妇产科医院等团队在《Journal of Hazardous Materials Advances》发表了创新性研究成果。研究团队整合了卫星遥感、机器学习与多源数据融合技术，构建了高精度暴露评估模型。通过分析上海两家大型产科医院2014-2020年间155,970对母婴的临床数据，研究人员首次系统揭示了妊娠晚期特定粒径颗粒物暴露与日照时长对NHB的独立及交互影响。

关键技术方法包括：基于随机森林算法构建1km分辨率PM暴露模型，结合MAIAC气溶胶光学厚度与气象数据；运用XGBoost机器学习算法解析PM_2.5组分（硫酸盐、硝酸盐等）；采用广义线性模型评估环境暴露与NHB关联，并通过 Directed Acyclic Graph (有向无环图) 优化混杂因素控制。

3. 结果

3.1. 人群特征与暴露分布

在纳入的155,970名单胎新生儿中，NHB发生率为9.11%。与健康组相比，NHB组母亲有更高的孕前BMI（21.65 vs. 21.24 kg/m²）和妊娠并发症发生率。暴露分析显示，妊娠晚期PM_2.5-10和PM₁₀浓度与日照时长呈负相关。

3.2. 敏感窗口识别

通过分孕期分析发现，妊娠晚期是影响NHB的关键暴露窗口。PM_2.5-10每增加10μg/m³，NHB风险增加8.1%（aOR: 1.081）；PM₁₀每增加10μg/m³，风险增加4.6%（aOR: 1.046）。而日照每增加1小时，风险降低10.0%（aOR: 0.900）。

3.3. 组分特异性效应

虽然PM_2.5整体未显示显著关联，但其组分硫酸盐（SO₄^2–）在妊娠晚期暴露每增加1μg/m³，NHB风险增加2.7%（aOR: 1.027），提示不同化学组分的毒性差异。

3.4. 交互效应分析

研究首次发现PM_2.5与日照减少存在显著交互作用（P<0.001）。当高PM_2.5暴露与低日照同时存在时，NHB发生率呈现协同上升趋势。类似交互也在PM_2.5-10（P=0.030）和PM₁₀（P=0.032）中发现。

3.5. 人群异质性

分层分析显示，早产儿、适于胎龄儿和女婴对颗粒物暴露更为敏感。而日照的保护作用在所有亚组中保持一致，凸显其普适性防护价值。

4. 讨论与结论

本研究通过高精度暴露评估揭示了环境因素影响NHB的双重路径：一方面，颗粒物可能通过胎盘转移至胎儿肝脏，诱导氧化应激和炎症反应，干扰胆红素代谢关键酶UDP-葡萄糖醛酸转移酶（UDP-glucuronosyltransferase, UGT）的活性；另一方面，日照不足可能通过降低维生素D水平，间接影响胎儿肝脏功能发育。

特别值得关注的是，妊娠晚期恰逢胎儿UGT活性快速成熟期，此时环境暴露的干扰可能对胆红素代谢能力产生决定性影响。研究创新性地揭示了PM_2.5虽无独立效应，但与日照减少存在显著交互作用，解释了以往研究结果不一致的原因——未充分考虑环境因素的协同效应。

这项研究的公共卫生意义深远：首先，将NHB预防关口前移至孕期环境管理，为制定针对妊娠晚期的特异性防护措施提供了科学依据；其次，明确了日照作为可调节保护因素的价值，启示在空气污染治理的同时，需保障孕妇充足的日照接触；最后，建立的卫星遥感暴露评估模型为未来环境健康研究提供了方法学范本。

研究结果提示，通过降低妊娠晚期颗粒物暴露和确保充足日照，可能有效减少NHB发生率。这一发现不仅为个体化防护提供了指导，也为城市环境规划（如孕妇居住区的空气质量与采光设计）提供了科学依据，实现了从致病机制到干预策略的完整科学闭环。