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7岁儿童行为障碍与全氟烷基物质发育暴露的关系

期刊:Environment InternationalDOI:10.1016/j.envint.2016.09.015

这是一份针对7岁儿童全氟烷基物质(PFASs)暴露与行为问题关联性的前瞻性队列研究,由Youssef Oulhote(哈佛大学陈曾熙公共卫生学院环境健康系)、Philippe Grandjean(哈佛大学与丹麦南丹麦大学联合团队)等学者合作完成,于2016年12月在《Environment International》期刊发表(最终版DOI:10.1016/j.envint.2016.09.015)。以下是研究的系统性报告:


一、研究背景与目的

全氟烷基物质(Perfluorinated Alkyl Substances, PFASs)是一类广泛应用于工业品(如防水涂料、食品包装)的持久性有机污染物。动物实验显示其具有神经毒性(neurotoxicity)和内分泌干扰特性,但人类发育期暴露对行为影响的研究匮乏。本团队基于法罗群岛出生队列(1997-2000年),首次同时评估产前、5岁和7岁三个关键窗口期PFASs暴露对儿童行为的影响,填补了纵向研究的空白。研究重点聚焦五种PFASs:全氟辛酸(PFOA)、全氟壬酸(PFNA)、全氟癸酸(PFDA)、全氟辛烷磺酸(PFOS)及全氟己烷磺酸(PFHxS)。

二、研究设计与方法

队列构建与样本采集
研究对象为法罗群岛656名单胎儿童,最终纳入分析样本量为产前539名、5岁508名、7岁491名。关键实验流程如下:
1. 暴露评估
- 血清PFASs检测:采用在线固相萃取-高效液相色谱串联质谱法(HPLC-MS/MS),检测母亲孕32周血清及儿童5岁、7岁血清中PFASs浓度。方法灵敏度高(批内变异系数<3.0%,批间<5.2%)。
- 其他污染物控制:同步检测多氯联苯(PCBs)和甲基汞(MeHg),以排除混杂效应。

  1. 行为评估
    使用家长版《优势与困难问卷》(SDQ)评估7岁儿童行为,涵盖情绪症状、品行问题、多动/注意力不集中、同伴关系及亲社会行为5个子量表,并计算总分(0-40分)。新增理论构建的内化问题(情绪+同伴)、外化问题(品行+多动)及自闭症筛查复合分数。

  2. 统计模型

    • 多变量回归:以对数转换的PFASs浓度为自变量,负二项回归分析子量表,线性回归分析总分及复合分数。
    • 结构方程模型(SEM):构建潜变量模型,整合产前及 postnatal(产后)暴露数据,关联PFASs与行为问题(模型拟合优度CFI=0.921–0.999,RMSEA=0.06–0.01)。

三、关键结果

  1. 暴露水平动态变化

    • PFOS与PFHxS浓度随年龄下降,PFOA、PFNA、PFDA呈上升趋势(如5岁PFOA几何均值4.09 μg/L,7岁升至4.51 μg/L)。
    • 性别差异:7岁时,PFOS、PFNA、PFHxS与SDQ总分呈正相关(女孩)或负相关(男孩)(交互作用p<0.05)。
  2. 行为问题关联性

    • 5岁暴露窗口最显著:PFOA、PFNA、PFDA浓度每增加一倍,SDQ总分分别升高1.03(95%CI: 0.11–1.95)、0.72(0.07–1.38)、0.78(0.01–1.55)分;外化问题(β=0.34 SD, p=0.05)与自闭症筛查分数(β=0.56 SD, p=0.06)显著升高。
    • 产前暴露无关联:母亲血清PFASs浓度与7岁行为问题无统计学显著关联。
  3. 亚组分析
    PFNA与品行问题(AMR=1.19)、PFDA与多动(AMR=1.23)的关联性提示特定化合物可能靶向不同行为维度。

四、结论与意义

研究首次证实儿童期(非产前)PFASs暴露与行为问题存在剂量-反应关系,尤其是外化问题和自闭症相关行为。科学价值体现在:
1. 机制提示:PFASs可能通过干扰甲状腺激素信号(如Wang等2014年研究)或突触发育蛋白(Johansson等2009年动物实验)影响神经发育。
2. 公共卫生意义:尽管法罗群岛人群暴露水平与欧美普通人群相近,但轻微的行为偏移可能增加临床障碍(如ADHD)风险,支持对PFASs的 stricter 监管。

五、研究亮点

  1. 方法创新:首次将SEM应用于PFASs多时间点暴露与行为的多维度关联分析,解决传统回归的共线性问题。
  2. 纵向设计:覆盖产前至学龄期的连续暴露评估,增强因果推断力度。
  3. 性别差异发现:7岁女孩对PFASs的行为敏感性更高,与Stein等(2014)的性别二态性结论一致。

六、局限性

未能检测短链PFASs(如PFHxA)在脑组织中的蓄积(Perez等2013年尸检研究提示其神经毒性潜在更强),且样本量限制了对PCBs/PFASs交互作用的分析。

(注:全文引用文献详见原文档,此处从略)


该研究为PFASs的发育神经毒性提供了强有力的人类证据,推动了学术界对持久性污染物行为影响的认知边界。

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