空气污染的影响从娘胎里就开始了？

相信在严重雾霾天，小伙伴一定有过在外散步半小时就喜提两个“黑鼻孔”的经历（图1）。这可能主要归功于黑碳，它是PM_2.5里的关键组分。一些化石燃料或木材燃烧不完全就会形成黑碳。由于黑碳在PM_2.5中含量高且颇为稳定，也常被用作指示PM_2.5行为归趋的一类组分。

图1：PM_2.5在鼻孔沉积

经调研得知孕期暴露于污染的空气不仅会对母体产生健康危害，也可能会影响腹中胎儿的生长发育，甚至会对出生后婴儿的发育产生持续性影响，例如影响孩童的免疫系统发育、增加呼吸系统发病率、引发认知和精神运动发育异常等[1]。经查阅相关文献得知，原来母亲的胎盘绒毛组织和子宫血窦间共同形成屏障，即“胎盘屏障”。胎盘屏障能够屏蔽有毒物质、大分子物质，还能屏蔽一些药物，对孩子起到保护作用。那么问题来了，胎盘屏障能不能拦住PM_2.5中的有害物质呢？

图2：颗粒物能从母体经胎盘进入胎儿体内吗？

关于这个问题，一直以来并没有直接证据可以表明细颗粒物能够通过母亲暴露进入胎儿体内。直到2019年，一篇发表于Nature Communications的研究在胎盘的胎儿侧发现了黑碳颗粒物，让人进一步确信细颗粒物很可能直接影响到胎儿健康[2]。 这项研究基于母体吸入的黑碳颗粒会从肺部转移到胎盘的假设展开，研究对象包括足月的胎盘以及自然终止妊娠的早产胎盘。通过一种特殊的光谱技术能够在母胎界面检测到黑碳颗粒的存在。简单来说，该技术能够将样本中存在的黑碳颗粒以白色的像素点进行可视化，直观反映出黑碳颗粒的数量与分布情况。结果发现，在足月与不足月的胎盘切片中均存在黑碳颗粒。同时研究人员还发现，胎盘中检测到的黑碳颗粒的载量与母体在整个怀孕期间住宅内黑碳的暴露量是成正比的。

图3：人胎盘胎儿侧存在黑碳颗粒的证据（白色，由白色箭头指示）

在2022年，该研究团队进一步补充了黑碳可能经胎盘转移至胎儿体内的证据[3]。研究人员收集了新鲜足月的胎盘，在胎盘绒毛模板附近的四个部位采集活检样本，还在分娩后立即收集了脐带血和分娩一天后的母体血液。同时收集了被终止妊娠的胎儿的肝脏、肺、脑和早产的胎盘，并处理用于组织学分析和黑碳检测。结果发现，在正常进展妊娠的胎盘、脐带血和选择性终止妊娠的早期和中期组织包括胎肝、肺和脑中均存在黑碳颗粒，其中胎儿体内黑碳颗粒的数量分布是脑>肺>肝（图4A）。他们认为这些碳质空气污染颗粒不仅会在妊娠期间到达胎盘，并且会穿过胎盘进入胎儿循环系统直接对胎儿产生危害。这项研究再次强调了所分析样品中的黑碳颗粒数量与母体所处环境中黑碳暴露浓度呈正相关关系（图4B, C）。

图4：（A）胎儿肝脏、肺、脑和早产胎盘中检测到的黑碳颗粒的转化数量。怀孕期间的黑碳暴露量与母血和脐带血（B）以及足月胎盘组织（C）中存在的黑碳颗粒量之间的关联。

尽管黑碳直接暴露胎儿的影响机制目前并不清楚，但妊娠期是胎儿器官发育的关键且脆弱的时期，因此备孕或者怀孕的人一定要注意防范空气污染。

参考文献：

[1] Manisalidis I, Stavropoulou E, Stavropoulos A, et al. Environmental and health impacts of air pollution: a review[J]. Frontiers in public health, 2020, 8, 14.

[2] Bové H, Bongaerts E, Slenders E, et al. Ambient black carbon particles reach the fetal side of human placenta[J]. Nature communications, 2019, 10, 1-7.

[3] Bongaerts E, Lecante L L, 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[J]. The Lancet Planetary Health, 2022, 6, e804-e811.

供稿：高雨柔、陈子谷

联系人：陆达伟（dwlu@rcees.ac.cn）