空气污染物能穿透母体屏障，进入胎儿大脑、肺、肝等多个器官！

导语：早先已有多项研究表明，如果母体在怀孕期间遭受空气污染便会产生多种不良分娩结果，并可能影响到胎儿的健康。但迄今为止关于空气污染颗粒物是否能够直接进入胎儿体内，以及如何影响胎儿器官发育的机制，却鲜有相关研究数据。

近日，一项发表于The Lancet Planetary Health的研究,题为“Maternal exposure to ambient black carbon particles and their presence in maternal and fetal circulation and organs: an analysis of two independent population-based observational studies”（图1），研究人员收集了来自比利时和苏格兰两个研究项目的胎盘、血液和胎儿组织样本，并分析了其中碳纳米颗粒（主要由化石燃料燃烧产生，是一种主要的空气污染颗粒物）的含量。

图1 研究成果（图源：[1]）

该研究结果显示，暴露于空气污染的妊娠期妇女，其吸入的碳颗粒可以穿过胎盘，进入发育中胎儿的肺、肝脏和脑等多个器官。在每立方毫米大小的胎儿组织中，可含有数千个碳颗粒。研究人员表示，未出生的胎儿正处于人类发育过程中最脆弱的阶段，进入胎儿器官的空气污染颗粒物很可能会导致胎儿发育异常。

研究随机抽取了60对母婴，已排除了有吸烟史的母亲。研究纳入了36个胎龄7-20周的胎儿，其可替宁浓度呈不吸烟状态。研究人员在飞秒脉冲照明下使用白光检测在母胎的中的黑碳颗粒。研究人员已对所有样本进行了验证实验，用以确认所识别的颗粒的碳质性质。

研究目的是确定在真实的暴露条件下，母亲吸入的黑碳颗粒是否会转移到胎盘并到达胎儿循环系统和器官。为开展这项工作，在两项独立研究的框架内收集了产妇-围产期和胎儿样本：一项是比利时母婴环境对早期生命衰老的影响胎儿出生但队列；另一项是苏格兰胎儿研究终止正常进展妊娠的队列。

研究发现：

01

污染颗粒能穿透胎盘进入胎儿的循环系统

研究发现脐带血中存在黑碳颗粒的证据，证实了污染颗粒能够穿过胎盘进入胎儿循环系统。已确定的颗粒聚集物由各种较小的颗粒组成，这些污染颗粒从母亲的循环系统转移到胎儿循环和组织内的不同位置。

图2 研究结果（图源：[1]）

燃烧产生的微粒物质，包括黑碳，是在燃料和生物质不完全燃烧时产生的，在人类呼吸的空气中无处不在，因此加重了非传染性疾病的负担。孕妇在怀孕期间接触燃烧衍生的污染颗粒物属于被污染空气中的一个重要组成部分，并对妊娠和分娩结果产生不利影响，而且会影响婴儿后期患病的风险。产生不良影响包括妊娠期间胎盘颗粒向胎儿循环系统的转移。

02

污染颗粒穿透胎盘，入侵胎儿的肺、肝脏和脑等多个器官

研究人员在另一项独立研究中发现选择性终止妊娠和正常妊娠的妊娠早期和中期组织（胎儿肝脏、肺、大脑和早产胎盘）中存在黑碳颗粒（图3）。进一步证实了上述的观察结果。

图3 胎儿样本组织内的黑碳颗粒（图源：[1]）

研究人员在胎儿脐带血中发现了黑碳颗粒，为其转移到胎儿循环系统提供了证据。研究还发现通过在选择性终止、正常进展妊娠的胎儿组织样本中识别到这些污染颗粒，同样证实了污染颗粒会影响胎儿到这一发现。

黑碳颗粒存在于母体血液、足月胎盘组织、脐带血和妊娠早期和中期组织（即胎儿肝脏、胎儿肺、胎儿大脑和早产胎盘）中;脐带血中黑碳颗粒计数与妊娠期相对较低的居住环境黑碳暴露呈正相关；脐带血黑碳浓度与足月母黑碳负荷有关;早产儿胎盘黑碳负荷与相应的胎儿组织样本（即大脑、肺和肝脏）中黑碳颗粒计数的增加有关。上述的发现尤其令人担忧，因为污染颗粒的入侵的时期是胎儿器官发育的关键阶段。妊娠期是发育中的胎儿最脆弱的时期，在此期间，器官系统的细胞增殖率增加，代谢能力发生变化，DNA修复能力受到限制。

胎盘是一个多功能和分层的器官，是母亲和胎儿之间的保护联结。然而，一系列外来生物制剂，如药物、酒精、和香烟化合物皆可穿过胎盘，影响胎儿发育。空气污染颗粒不仅能穿透胎盘并积累在胎盘中，还能直接进入胎儿身体系统，到达发育中的器官。

综上所述，上述研究在人类脐带血和人类胎儿器官中发现了黑碳颗粒，这表明这种环境污染物无处不在，并证明环境颗粒可以直接运输到子宫内的胎儿体内。因此，脐带血黑碳负荷可在人类胎儿规划研究中用作产前空气污染暴露的一种新的可获得的标记，并将有助于揭示与颗粒空气污染相关的早期生命健康影响的复杂性。因此，黑碳在胎儿循环系统和器官中的积累可能直接导致在生命早期观察到的不利健康影响，并可能在健康和疾病的发育起源中起作用。

总之，该研究提供了充分的试验数据和结论，证明来自环境空气污染的黑碳颗粒在妊娠期间的胎儿循环系统中存在。证明胎儿器官接触这些微粒发生在生命中最易受影响的时期：孕期子宫内胎儿发育时期。并表明胎儿在第一次呼吸之前就有黑碳负荷。

颗粒向胎儿转移是解释所观察到的环境颗粒空气污染对胎儿发育的有害影响的一个关键因素，而不仅仅是孕妇肺部颗粒积累引起的系统性炎症的增加。后续的研究需要进一步阐明污染颗粒进入胎儿后，由此产生的胎儿器官黑碳积累是如何对早期生命产生不良的健康影响。

撰文|乔维钧

排版|文竞择

参考资料：

[1]Bongaerts E, Lecante LL, Bové H, et al. Maternal exposure to ambient black carbon particles and their presence in maternal and fetal circulation and organs: an analysis of two independent population-based observational studies. Lancet Planet Health. 2022 Oct;6(10):e804-e811. doi: 10.1016/S2542-5196(22)00200-5. PMID: 36208643; PMCID: PMC9553674.

[2]https://mp.weixin.qq.com/s/RjCZB7euBZ--b7kgTQy35Q

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