引用本文
孙颖, 靳蕾. 中国北方3县妊娠妇女血液锰浓度及其影响因素. 北京大学学报(医学版), 2018,50(3): 463-468
SUN Ying, JIN Lei. Blood manganese levels among pregnant women and the associated factors in three counties of northern China. Journal of Peking University(Health Sciences), 2018,50(3): 463-468.  
Doi: 10.3969/j.issn.1671-167X.2018.03.012
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中国北方3县妊娠妇女血液锰浓度及其影响因素
孙颖, 靳蕾Δ
北京大学公共卫生学院,北京大学生育健康研究所/卫生部生育健康重点实验室,北京 100191
收稿日期: 2018-02-19
摘要

目的:了解中国北方3县妊娠早、中期妇女血锰浓度,分析血锰水平的影响因素。方法:2010年4月至9月在山西省榆社县和代县、河北省香河县调查273例妊娠早、中期妇女,面对面问卷调查收集妇女一般人口学特征、室内燃煤污染暴露以及膳食摄入等信息,并采集其空腹静脉血,用电感耦合等离子质谱法(inductively coupled plasma mass spectrometry,ICP-MS)检测血锰浓度。用非参数检验、单因素及多因素二分类Logistic回归法进行数据分析。结果:3县妇女血锰浓度几何均数为16.78(95% CI:16.14~17.45) μg/L,中位数(四分位数间距)为16.59(13.68~20.44) μg/L。按照一般健康成年女性血锰浓度参考值范围(3.39~20.67 μg/L), 23.4%的妇女血锰浓度高于正常范围,未发现血锰浓度低于正常值范围的妇女。榆社县、代县、香河县妊娠妇女血锰浓度中位数分别为17.51(13.96~22.04)、16.92(13.78~21.45)和15.43(12.25~17.56) μg/L( P<0.05),多因素分析发现山西省榆社县的妇女血锰浓度异常偏高的发生风险是河北香河县的6.15(95% CI:1.21~31.35)倍;农民、低收入、食用肉类较少、食用醋较多、食用辣椒较少的妇女血锰水平较相应的对比组高( P值均小于0.05),但调整混杂因素后未见上述因素与妊娠妇女血锰浓度的关联有统计学意义。单因素分析和多因素分析中血锰水平与室内燃煤污染的关联性均无统计学意义( P>0.05)。结论:3县妇女血锰水平与国外妊娠妇女研究结果接近,与国内妊娠妇女研究结果差别较大,榆社县妊娠妇女血锰异常风险高于香河县,未发现妊娠妇女血锰浓度偏高与室内燃煤污染暴露和膳食暴露因素有关联。

关键词: 妊娠妇女; 血; 锰; 室内燃煤空气污染; 膳食
中图分类号:R127 文献标志码:A 文章编号:1671-167X(2018)03-0463-06
Blood manganese levels among pregnant women and the associated factors in three counties of northern China
SUN Ying, JIN LeiΔ
Institute of Reproductive and Child Health, Peking University/Ministry of Health Key Laboratory of Reproductive Health, Peking University School of Public Health, Beijing 100191, China
Δ Corresponding auther’s e-mail, jinlei@bjmu.edu.cn
Abstract

Objective:To explore the levels of blood manganese concentration in pregnant women in 1st and 2nd trimester and the associated factors in three counties of northern China.Methods:We carried out a cross-sectional investigation in three counties of northern China in 2010. Two hundred and seventy three pregnant women whose gestational age was less than 28 weeks were recruited, their demographic characteristics and information on exposure to indoor air pollution from coal combustion and dietary during one month before pregnancy till the date of investigation were collected with questionnaires by face-to-face interview, their fasting venous whole blood samples were collected with vacuum blood collection tube containing heparin lithium at the Maternal and Child Health Hospital in the three counties. Their blood manganese concentrations were measured with inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). Nonparametric tests were used to compare the concentrations among the groups and multivariate unconditional Logistic regression model was used to adjust the confounding factors.Results:The geometric mean of blood manganese of the women was 16.78 (95% CI: 16.14-17.45) μg/L, and the median (interquartile range) was 16.59 (13.68-20.44) μg/L. According to the reference range of general healthy adult female’s manganese concentration in the whole blood 3.39-20.67 μg/L, the proportion of manganese concentration lower than normal, normal, higher than normal were 0%, 76.6% and 23.4%, respectively. Medians of blood manganese concentrations among the women in Yushe, Dai and Xianghe were 17.51 (13.96-22.04), 16.92 (13.78-21.45) and 15.43 (12.25-17.56) μg/L, respectively ( P<0.05), and multivariate analysis found that the risk of higher than normal in Yushe County was 6.15 (95% CI: 1.21-31.35) times the risk in Xianghe county. Blood manganese concentrations were higher in women who were farmers, had lower income per month, and consumed more vinegar and less peppers, pork, beef and mutton during the month before investigation (all P<0.05), the adjusted odds ratio (AOR) between these factors and high blood manganese concentration were not statistically significant No statistical associations were found between blood manganese levels and indoor air pollution from coal combustion for both of crude odds ratrio (COR) and AOR ( P>0.05).Conclusion:The blood manganese concentration among pregnant women in the three counties is similar to the women in some other studies abroad and quite different from the findings of several domestic researches. The risk of blood manganese concentration higher than normal in Yushe county was higher than Xianghe county. The relationships between high manganese concentration and exposure to indoor air pollution from coal combustion or dietary need further research in the future.

Key words: Pregnant women; Blood; Manganese; Indoor air pollution from coal combustion; Dietary

锰为人体内必需微量元素, 广泛存在于自然界, 人类通过呼吸、消化、皮肤等多种途径接触到锰, 锰在体内发挥重要的生理功能, 锰缺乏时会影响糖和脂质代谢、骨骼生长发育及神经系统功能, 主要表现为糖类和脂类代谢紊乱、身体生长受阻、骨骼畸形、智能发育受损等; 锰过高同样对机体有害, 包括神经系统损伤行为改变、男性生殖系统损害[1]; 锰可以穿透血脑屏障, 还可以通过胎盘向胎儿移行, 本课题组前期在山西省的研究发现胎盘中锰浓度高胎儿神经管缺陷(Neural tube defect, NTDs)发生风险也高[2]。目前, 国内外对妊娠妇女, 尤其孕早、中期妇女血锰含量的研究报道较少, 且国内现有的研究多以城市妇女为研究对象[3, 4, 5, 6, 7], 对于农村妊娠妇女血锰浓度研究尚少见。妊娠早、中期是胚胎发育的关键时期, 对有害物质暴露更为敏感, 因此, 观察妊娠早、中期妇女的血锰水平更为重要。代县和榆社县分别属于忻州地区和晋中地区, 地处太原市的北部和南部, 经济条件分别处于山西省中等和中等偏下水平; 香河县属于廊坊地区, 经济条件处于河北省中等水平。这3个县对北方农村妇女有一定代表性, 且3个县均为本单位长期合作开展科学研究的地区, 合作单位人员配合好。以往研究发现空腹时血锰水平较稳定[8], 可以反映体内锰负荷, 故本研究旨在通过测定3县妊娠妇女空腹血锰水平以了解农村妇女的内暴露情况, 并探讨影响血锰水平的因素。

1 资料与方法
1.1 研究对象

选择在山西省代县、榆社县和河北省香河县当地居住一年以上、无相关职业暴露、调查时处于孕早期或孕中期的妇女。2010年4月至9月, 由经过统一培训的县妇幼保健院医护人员募集符合条件的各乡镇妊娠妇女, 直至达到研究方案要求的样本量(代县和榆社县各110人, 香河县60人, 实际采集标本人数3个县分别为107、108和58人)。

本研究开始前研究方案通过北京大学生物医学伦理审查委员会审查批准, 并获得全部研究对象的书面知情同意。

1.2 问卷调查与标本采集

采用面对面问卷调查收集妇女一般人口学特征、室内燃煤污染暴露、膳食摄入情况等信息, 一般人口学特征包括地区、年龄、文化程度、职业、人均每月可支配现金收入(以下简称为月收入)、孕周; 燃煤污染暴露相关问题详见本文“ 室内燃煤暴露程度的定义” 部分; 采用食物频率问卷调查怀孕前一个月到调查时蔬菜、猪牛羊肉、鸡鸭禽肉、鱼虾贝类、豆制品、奶及奶制品、食醋、水果、干果、辣椒和酸菜腌菜的摄入频率。用肝素锂抗凝真空采血管采集4 mL空腹静脉全血, 在县妇幼保健检验科-20℃冷冻保存。采集后1个月内用干冰储存箱将标本转运到北京大学进行分析。研究对象招募、采访和血液采集均由事先经过统一培训的调查员(县妇幼保健院医生和护士)完成。

1.3 血锰检测

在北京大学医药分析中心元素室以电感耦合等离子质谱法(inductively coupled plasma mass spectrometry, ICP-MS, Perkin-Elmer Sciex Elan DRC Ⅱ , Waltham, Massachusetts, USA)进行血锰浓度测定。样品预处理、检测以及质量控制方法参见本课题组既往研究[9], 该方法检测标准物质内锰含量与其真实值相符合, 平均回收率为93.30%, 方法检出限0.030 7 μ g/L。

1.4 血锰浓度的正常参考值范围

以2009年至2010年全国一般人群调查中女性全血锰浓度P2.5~P97.5为正常参考值范围, 即3.39~20.67 μ g/L[10]。

1.5 室内燃煤暴露程度的定义

调查问卷中燃煤污染暴露的问题见本课题组前期研究报道[11], 参考文献[11]对室内燃煤的暴露程度分3类进行量化, 即做饭暴露(以煤为做饭燃料, 若每天做饭则记2分, 若有时做饭记1分, 其余情况记0分)、厨房相关暴露(以煤为做饭燃料, 厨房卧室不分隔则记1分, 其余情况记0分)和取暖暴露(怀孕在取暖季、取暖燃料为煤和用火炉以及火炉在卧室, 若不通风则记2分, 若偶尔通风则记1分, 其余情况记0分), 将3类暴露途径的得分相加即得室内燃煤空气污染指数(indoor air pollution from coal combustion, IAPCC), 本研究中将IAPCC变量设定为二分类, 0分为无暴露, ≥ 1分为有暴露。

1.6 统计学分析

运用Epidata3.1录入数据, SPSS20.0分析数据。血锰浓度分布情况用几何均数(95%可信区间即95%CI)和中位数(四分位数间距, interquartile range, IQR)描述, 用非参数检验进行不同特征妇女锰浓度的比较, 两组间比较用Mann-Whitney U检验, 两组以上的比较用Kruskal-Wallis检验。按照上述正常参考值范围将研究对象血锰浓度分为正常组和异常偏高组(没有发现异常偏低妇女), 用单因素和多因素Logistic回归模型分析血锰浓度异常偏高的相关因素, 因变量为血锰浓度(“ 正常” = 0、“ 异常偏高” = 1), 自变量包括10个因素, 其中9个变量以二分类或多分类形式进入方程, 包括:县、年龄(岁)、文化程度、职业、孕周(周)、IAPCC、猪牛羊肉食用情况、食醋食用情况、辣椒食用情况, 月收入(元)以等级变量形式进入方程(赋值情况:“ < 100元” = 1, “ 100~500元” = 2, “ ≥ 501元” = 3, “ ≥ 1000元” = 4)。关联强度分别用粗比值比(crude OR, COR)和调整比值比(adjusted OR, AOR)及其95%CI进行表示。采用双侧检验, P< 0.05认为差异有统计学意义。

2 结果
2.1 一般人口学特征

共调查妊娠妇女273名(表1), 河北省香河县58人(21.2%), 山西省215人(78.8%), 其中榆社县108人(39.6%)、代县107人(39.2%); 平均年龄为25岁, 其中≤ 24岁、25~29岁、≥ 30岁分别有115(42.1%)、84(30.8%)、74(27.1%)人; 汉族271人(99.3%), 文化程度为高中以下者有207人(75.5%), 农民214人(78.4%)。

表1 妊娠妇女主要特征及血锰水平 Table 1 The characteristics and blood manganese levels of pregnant women
2.2 血锰浓度及异常率

妊娠妇女血锰水平几何均数为16.78(95%CI:16.14~17.45) μ g/L, 中位数(IQR)为 16.59(13.68~20.44) μ g/L, 最小值为3.35 μ g/L, 最大值为44.98 μ g/L。其中孕早期几何均数和中位浓度(IQR)分别为16.26(95% CI:15.23~17.45) μ g/L和15.88(13.38~19.23) μ g/L; 孕中期血锰浓度几何均数和中位浓度分别为16.98(95% CI:16.17~17.85) μ g/L和16.77(13.72~21.33) μ g/L; 榆社县、代县和香河县妊娠妇女几何均数分别为17.50(95% CI:16.26~18.73)、17.18(95% CI:16.20~18.20)、14.87(95% CI:13.85~16.06) μ g/L, 中位数(IQR)分别为17.51(13.96~22.04)、16.92(13.78~21.45)、15.43(12.25~17.56) μ g/L。所有研究对象中血锰浓度异常偏高者64(23.4%)人, 未发现低于正常范围的妊娠妇女。

2.3 妊娠妇女血锰浓度的影响因素分析

2.3.1 不同特征妇女的血锰浓度比较 妊娠妇女血锰浓度香河县、代县、榆社县依次增高, 农民高于非农民, 低收入者高于高收入者, 食用猪牛羊肉少、醋多和辣椒少者血锰浓度较相应对比组高(表1, 其中膳食情况只列出了有统计学差异的因素)。

2.3.2 血锰异常偏高的相关因素分析 用二分类Logistic回归模型探讨不同特征与血锰异常偏高的关联性, 分别进行单因素和多因素分析, 经过调整, 发现山西省榆社县的妇女血锰浓度异常偏高的发生风险是河北香河县的6.15(95%CI:1.21~31.35)倍, 其他因素与血锰异常偏高的关联性未见统计学意义(表2)。

表2 3县妊娠妇女血锰水平异常偏高的相关因素 Table 2 The associated factors of blood manganese concentration over the upper limit of reference among pregnant women in three counties
3 讨论

本研究发现山西榆社县、代县和河北香河县273名妊娠早、中期妇女血锰水平几何均数为16.78 μ g/L, P0、P25、P50、P75、P100分别为3.35、13.68、16.59、20.44、44.98 μ g/L。与国内外同类人群比较的结果见表3[3, 4, 7, 12, 13], 与Rollin等[12]、Arbuckle等[3]和Takser等[13]的研究结果接近, 但低于国内王沛等[7]和Huang等[4]对上海以及中国台湾妊娠妇女的研究结果。与国内研究差异较大的原因可能为地区差异较大(环境暴露或饮食差异等), 以及检测方法不同和受试者孕周不同等。

表3 3县妊娠期妇女血锰浓度与国内外其他研究对比 Table 3 Comparison of the blood manganese concentrations of pregnant women with other studies

本研究发现3县妇女血锰浓度由低到高依次为香河县、代县、榆社县, 3县妇女中血锰高于正常参考值范围的比例分别为5.2%、25.2%和31.5%, 调整混杂因素后, 榆社县妊娠妇女血锰浓度异常偏高发生风险是香河县的6.15(95%CI:1.21~31.35)倍。山西是煤炭大省, 煤炭储量居全国第一, 山西产煤、用煤较多, 污染严重, 有研究者报道[14], 山西主要的煤田中煤炭锰含量约为6.9~45.1 mg/kg, 处于全国煤中锰含量中等水平。

山西农村很多家庭做饭燃料是煤, 冬季会用火炉取暖, 燃料也主要是煤, 同时冬季气温低、室内通风较差, 以上情况均会导致室内煤烟污染较重, 另外, 中国农村妇女几乎承担了家庭的全部做饭工作, 即使怀孕期间也几乎不变, 女性暴露于室内空气污染的时间最长, 是最主要的受害者[15], 燃煤污染会导致环境中多种有害物质增多, 如重金属, 既往研究均发现室内燃煤污染是山西省出生缺陷高发(如NTDs)的一个重要的危险因素[11, 16], 所以推测室内燃煤污染的暴露可能与血锰水平相关, 根据本课题组前期研究的处理方法[11], 将调查问卷上8个变量综合成“ 燃煤室内空气污染(IAPCC)” 指数进行分析, 但未发现暴露组和非暴露组之间血锰水平有差异。究其原因可能是本研究采样时间为2010年4月至9月, 并不处于山西省冬季取暖的时间段, 燃煤污染来源少了一个重要途径(取暖), 可能致燃煤污染导致的血锰水平变动不明显, 所以血锰水平与燃煤污染是否有关还有待于进一步研究。

人类摄入锰的主要途径就是通过食物, 人每日从膳食中摄入锰2~5 mg, 吸收率为3%~15%[17]。锰广泛存在于各种食物中, 但锰含量不一, 谷类、坚果、叶菜类富含锰, 尤其是谷物锰含量很高, 而肉、鱼、奶类等动物性食物中锰含量较少, 调味品及香料锰含量很高[1]。本研究单因素分析发现, 食用猪牛羊肉少、醋多和辣椒少者血锰浓度较其对应组高, 但是调整混杂后未发现有统计学意义的膳食因素, 可能是因为本研究样本量有限, 且膳食调查所采用的是较粗略的食物频率法, 因此未能发现不同食物频率与妇女血锰水平有关联。

当然影响体内锰浓度的因素除了以上涉及的地区、人口学特征、环境污染和饮食外, 还应包括营养素之间的相互作用、膳食中影响锰吸收和利用的因素、基因缺陷、药物和营养素的作用等, 这些则是本研究未涉及的。

本研究依据一般成年女性血锰正常参考值范围[10], 发现273名研究对象中无低于正常者, 异常偏高者比例23.4%。Takser等[13]研究加拿大妊娠期妇女血锰水平, 与该地区20~40岁育龄期非妊娠妇女(血锰浓度3.8~13.9 μ g/L, 均数7.8 μ g/L, 几何均数7.46 μ g/L[18])相比, 发现妊娠期血锰浓度会增高, 一方面为满足胎儿生长发育的需要, 另一方面妊娠期雌激素和孕激素水平的变化改变了体内锰代谢, 导致血锰水平发生一定变化, 所以以一般人群的参考值范围衡量妊娠妇女血锰水平是否正常可能并不适宜, 但是目前尚无妊娠妇女的血锰浓度正常参考范围, 提示未来研究应针对妊娠期妇女制定参考值范围。

综上所述, 本研究通过调查北方3县妊娠早、中期妇女血锰浓度, 探讨其影响因素, 发现3县妇女血锰水平与国外妊娠妇女研究结果接近, 与国内妊娠妇女研究结果差别较大, 地区因素与妊娠妇女血锰水平存在关联, 榆社县血锰异常率高于香河县, 未发现妊娠妇女血锰浓度偏高与室内燃煤污染暴露和膳食暴露因素有关联。

The authors have declared that no competing interests exist.

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