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中国学龄前儿童发育性协调障碍与早期细颗粒物暴露的关联研究

期刊:The InnovationDOI:10.1016/j.xinn.2022.100347

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研究作者及机构

本研究的主要作者包括Jing Cai、Yang Shen、Xia Meng、Yan Zhao、Yue Niu、Renjie Chen、Wenchong Du、Guangbin Quan、Anna L. Barnett、Gary Jones、Haidong Kan和Jing Hua。他们分别来自复旦大学公共卫生学院、上海第一妇婴保健院、诺丁汉特伦特大学心理系、牛津布鲁克斯大学心理研究中心、复旦大学附属儿童医院等机构。该研究于2022年11月4日在线发表在期刊*The Innovation*上,DOI为10.1016/j.xinn.2022.100347。

学术背景

本研究属于环境健康与儿童神经发育领域,重点关注细颗粒物(PM2.5)暴露与儿童发育性协调障碍(Developmental Coordination Disorder, DCD)之间的关系。DCD是一种神经发育障碍,影响儿童执行协调运动的能力,导致动作缓慢、笨拙或不准确,其患病率在5-11岁儿童中约为5%-6%。已有研究表明,空气污染,尤其是PM2.5,可能对儿童神经发育产生不利影响,但关于PM2.5暴露与DCD之间关系的研究仍较少,且样本量小、结果不一致。因此,本研究旨在通过大样本、全国性的队列研究,探讨PM2.5暴露对学龄前儿童运动发育和DCD风险的影响,并识别易感人群。

研究流程

研究流程包括以下几个主要步骤:

  1. 研究设计与参与者
    研究基于中国儿童运动发育全国队列,采用分层整群抽样策略,从中国551个县级市的2403所公立幼儿园中招募了188,814名3-5岁儿童。最终纳入分析的样本量为109,731名儿童。通过电子问卷收集了儿童的基本信息、医疗史、神经发育风险因素等数据。

  2. 暴露评估
    使用基于卫星数据的混合模型评估PM2.5暴露水平。该模型结合了气溶胶光学深度、气象参数、土地利用、人口密度等数据,以1 km×1 km的空间分辨率预测PM2.5浓度。暴露时间窗口包括孕期(整个孕期及三个孕期阶段)和出生后(出生至36个月及出生至调查时)。

  3. 运动发育评估
    使用《小发育性协调障碍问卷》(Little DCD Questionnaire, LDCDQ)评估儿童的运动表现。LDCDQ包含15个项目,分为运动控制、精细运动功能和整体协调功能三个子量表。总分范围为15-75分,分数越高表示运动能力越强。根据年龄和性别的特定标准,将LDCDQ得分≤第15百分位的儿童定义为疑似DCD。

  4. 数据分析
    采用线性混合效应模型分析PM2.5暴露与LDCDQ总分及子量表得分的关系;使用广义线性混合模型(二项分布)分析PM2.5暴露与DCD风险的关系。模型调整了儿童性别、年龄、体重指数、分娩方式、母乳喂养、新生儿重症监护室(NICU)入院史、母亲年龄、教育水平、孕期并发症等混杂因素。

主要结果

  1. PM2.5暴露与LDCDQ得分的关系
    研究发现,孕期和出生后PM2.5暴露水平越高,LDCDQ总分越低,表明运动表现越差。例如,出生至36个月期间PM2.5浓度每增加一个四分位距(IQR),LDCDQ总分下降0.19(95% CI: 0.05, 0.33)。这种影响主要体现在运动控制和整体协调功能子量表上,而精细运动功能子量表的影响较小。

  2. PM2.5暴露与DCD风险的关系
    PM2.5暴露与DCD风险显著相关。例如,第一孕期PM2.5浓度每增加一个IQR,DCD风险增加6%(调整后OR=1.06, 95% CI: 1.01, 1.10);出生至36个月期间PM2.5浓度每增加一个IQR,DCD风险增加6%(调整后OR=1.06, 95% CI: 1.01, 1.13)。

  3. 易感人群
    农村地区儿童、NICU入院儿童以及母乳喂养不足6个月的儿童对PM2.5暴露更敏感。例如,农村儿童在出生至36个月期间PM2.5浓度每增加一个IQR,LDCDQ总分下降0.39(95% CI: 0.09, 0.70),而城市儿童的下降幅度为0.24(95% CI: 0.07, 0.41)。

结论

本研究首次通过大样本、全国性队列研究证实,生命早期PM2.5暴露与儿童运动发育不良和DCD风险增加显著相关。这一发现为PM2.5暴露对儿童神经发育的负面影响提供了强有力的证据,并揭示了易感人群的特征。研究结果对制定公共卫生干预措施和环境政策具有重要意义。

研究亮点

  1. 大样本与全国性覆盖:研究样本量超过10万,覆盖中国551个县级市,提供了具有代表性的数据。
  2. 高分辨率暴露评估:使用基于卫星数据的模型,以1 km×1 km的空间分辨率评估PM2.5暴露,提高了暴露评估的准确性。
  3. 易感人群识别:研究发现农村儿童、NICU入院儿童和母乳喂养不足6个月的儿童对PM2.5暴露更敏感,为针对性干预提供了依据。
  4. 生物学合理性:研究结果与PM2.5通过神经炎症、神经血管损伤等机制影响神经发育的生物学假设一致。

其他有价值的内容

研究还发现,母乳喂养超过6个月可能减轻PM2.5对儿童运动技能的负面影响,提示母乳喂养在保护儿童神经发育方面的潜在作用。此外,研究为未来探索基因与环境风险因素的交互作用对神经发育的影响提供了基础。


以上是本研究的详细学术报告。

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