孕期野火相关PM2.5暴露与儿童自闭症谱系障碍风险的关联研究——基于2001–2019年加州出生队列分析

《Environment International》：Prenatal exposure to wildfire-related PM 2.5 and autism spectrum disorder in children born in California between 2001–2019

本研究针对日益严重的野火烟雾污染对神经发育的影响，首次在大规模人群水平探讨了孕期野火特异性PM2.5暴露与儿童自闭症谱系障碍（ASD）的关联。通过对860万加州出生儿童数据的分析发现，高浓度野火PM2.5暴露（>90百分位或≥35?μg/m3）可使ASD风险显著升高50%，尤其在低背景污染地区和农村区域更为明显。研究创新性地采用源解析技术区分生物质燃烧和城乡交界带（WUI）烟雾组分，为环境神经毒理学提供了重要证据。

　　

随着气候变化加剧，全球野火发生频率和强度持续攀升，野火烟雾已成为重要的空气污染源。野火排放的细颗粒物（PM_2.5）含有复杂的神经毒性成分，包括有机碳、多环芳烃等，可能通过炎症反应和氧化应激等机制影响胎儿神经发育。然而，野火烟雾暴露与自闭症谱系障碍（Autism Spectrum Disorder, ASD）之间的关联尚未得到系统研究。ASD作为一种神经发育性疾病，其特征包括社交沟通障碍、刻板行为和感官敏感，近年来患病率持续上升，在加州8岁儿童中已达4.5%。尽管已有研究表明交通相关空气污染物与ASD风险存在关联，但针对野火烟雾这一特殊污染源的研究仍属空白。

为填补这一研究空白，加州大学洛杉矶分校的研究团队在《Environment International》发表了这项开创性研究，首次基于大规模出生队列探讨了孕期野火相关PM_2.5暴露与儿童ASD风险的关联。研究分析了2001-2019年间加州860万出生儿童的数据，通过与加州发展服务部（Department of Developmental Services, DDS）的ASD诊断记录进行链接，构建了全州范围的流行病学队列。

研究人员采用多项关键技术方法开展研究：首先利用化学传输模型（Chemical Transport Model, CTM）结合随机森林回归（Random Forest Regression, RFR）技术，构建了高时空分辨率的野火烟雾暴露评估模型，能够区分生物质燃烧（Biomass Burning）和城乡交界带（Wildland-Urban Interface, WUI）等不同来源的PM_2.5；研究还创新性地定义了多种暴露指标，包括连续浓度、百分位分类和事件型暴露（如PM_2.5浓度≥35?μg/m3的野火烟雾事件）；统计分析采用逻辑回归模型计算优势比（Odds Ratio, OR），并针对人口学因素和背景污染水平等进行分层分析。

3.1. 研究人群特征

研究共纳入8,628,369名儿童，其中118,339名（1.37%）被诊断为ASD。ASD组中男性比例显著较高（79.9% vs. 50.8%），母亲年龄偏大、初产比例较高，且诊断率随出生年份增加而上升，2014年后出生的儿童ASD诊断率显著提高，这可能与DSM-5诊断标准的实施有关。

3.2. 野火相关空气污染暴露

孕期平均PM_2.5浓度为11.64?μg/m3，其中野火特异性PM_2.5平均为1.60?μg/m3。生物质燃烧组分占主导地位（1.57?μg/m3），而WUI相关组分浓度较低（0.02?μg/m3）。值得注意的是，野火PM_2.5暴露呈现明显的时空变异，某些孕期经历的野火烟雾事件天数最高可达112天。

3.3. 野火相关空气污染暴露与自闭症谱系障碍

连续暴露模型显示，整体野火PM_2.5与ASD风险关联较弱，但高分位暴露和高强度事件暴露呈现显著关联。>90百分位的野火PM_2.5暴露使ASD风险增加6%，而WUI相关暴露在>90百分位时OR达1.21。特别值得注意的是，≥35?μg/m3的高强度野火烟雾事件与ASD风险显著相关，且这种关联在调整背景污染后仍然存在。

分层分析揭示了重要的效应修饰作用。在背景PM_2.5最低四分位组（Q1）中，野火暴露与ASD的关联最强，>90百分位暴露使风险增加50%。相反，在高背景污染区域（Q4），关联减弱甚至呈负相关。城乡分层显示，农村地区野火暴露与ASD的关联更强（OR=1.71），而都市地区关联较弱。WUI相关暴露在都市地区显示出独特的毒性特征，提示其化学成分可能具有特殊神经毒性。

诊断时代分层发现，2014年后出生队列（DSM-5时代）中野火暴露与ASD关联更强，>90百分位暴露OR达1.20-1.21。种族/民族分析表明白人儿童中关联最明显，而西班牙裔儿童中关联较弱，这可能反映了诊断可及性的差异。性别分层显示男性对WUI相关暴露和高强度事件更为敏感。

研究结论表明，孕期野火烟雾暴露可能增加ASD风险，特别是在低背景污染环境和农村地区。高强度野火事件关联最强，强调了在野火频发背景下采取针对性防护措施的重要性。研究首次提供了野火烟雾与神经发育障碍关联的人群证据，为环境健康政策制定提供了科学依据。

讨论部分深入分析了可能的机制，包括野火烟雾通过炎症、氧化应激和内分泌干扰等途径影响胎儿脑发育。研究强调了暴露评估的复杂性，以及背景污染水平对效应估计的影响。作者指出，在高污染地区观察到的 attenuated 关联可能反映了生存偏倚，即易感胎儿在复合暴露下发生妊娠丢失，导致存活出生儿群体的风险估计偏低。

这项研究的主要意义在于将野火烟雾这一新兴环境威胁与神经发育健康联系起来，为理解环境因素在ASD病因中的作用提供了新视角。研究结果支持采取针对性的公共卫生措施，如植被管理、土地利用规划和室内空气过滤升级，以减轻野火烟雾对敏感人群的健康影响。随着气候变化导致野火活动加剧，这类研究对保护人口健康具有日益重要的现实意义。