上海地區(qū)學(xué)齡前兒童對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)暴露與肺功能的相關(guān)性研究

戶 宜，丁國(guó)棟

1.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬兒童醫(yī)院生物醫(yī)學(xué)信息研究中心，上海 200040；2.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬兒童醫(yī)院呼吸科，上海 200040

對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)，因其廣譜抗菌、安全性能好、低毒性和低成本的優(yōu)勢(shì)，作為防腐劑被廣泛地應(yīng)用到食品、藥品和個(gè)人護(hù)理品當(dāng)中［1-2］。常用的對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)包含羥基苯甲酸甲酯（methyl 4-hydroxybenzoate，MeP）、對(duì)羥基苯甲酸乙酯（ethyl 4-hydroxybenzoate， EtP）、 對(duì) 羥 基 苯 甲 酸 丙 酯（propyl 4-hydroxybenzoate，PrP）、對(duì)羥基苯甲酸丁酯（butyl 4-hydroxybenzoate，BuP）和對(duì)羥基苯甲酸芐酯（benzyl 4-hydroxybenzoate，BzP）等［3］。

在日常生活中，對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)可通過(guò)消化道、呼吸道和皮膚接觸等多種途徑進(jìn)入人體［4］。對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)在人體代謝后主要經(jīng)由尿液排出，檢測(cè)其在尿液樣本中的濃度常用于評(píng)估人體對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)的內(nèi)暴露水平［5］。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外多篇文獻(xiàn)報(bào)道［6-8］指出，包括兒童在內(nèi)的普通人群尿液樣本中對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)檢出率高，引發(fā)對(duì)其潛在健康風(fēng)險(xiǎn)的擔(dān)憂。兒童對(duì)環(huán)境污染物易感性高、呼吸系統(tǒng)發(fā)育尚不成熟、免疫功能較低，對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)對(duì)其健康的影響受到廣泛關(guān)注［9］。國(guó)外流行病學(xué)研究［10-12］發(fā)現(xiàn)兒童對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)暴露可能會(huì)損害呼吸系統(tǒng)，增加兒童哮喘發(fā)作風(fēng)險(xiǎn)等，但國(guó)內(nèi)尚無(wú)相關(guān)報(bào)道。肺功能是呼吸系統(tǒng)生理功能的真實(shí)反映［13］，其定量檢測(cè)結(jié)果是兒童呼吸系統(tǒng)疾病臨床診斷的重要依據(jù)之一，并在呼吸生理科學(xué)研究中占據(jù)重要地位［14］?；诖?，本研究擬通過(guò)檢測(cè)上海市學(xué)齡前兒童對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)暴露水平，測(cè)定其肺功能指標(biāo)，分析對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)暴露與兒童肺功能的相關(guān)性，以期為探討對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)毒性效應(yīng)及對(duì)兒童健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供參考依據(jù)。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

選取2019年8月—2020年1月在上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬兒童醫(yī)院兒童保健科門診招募的學(xué)齡前健康兒童為研究對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn)：5～7 歲身體健康的兒童；父母至少一方為上海市常住人口。排除標(biāo)準(zhǔn)：兒童有嚴(yán)重心腦血管疾病、遺傳代謝性疾病及外傷史；近2 周內(nèi)有發(fā)熱、咳嗽、喘息等呼吸系統(tǒng)癥狀；有哮喘疾病史及相關(guān)用藥史；監(jiān)護(hù)人拒絕簽署知情同意書，不愿意參加此次調(diào)查。在取得兒童家長(zhǎng)同意后，對(duì)家長(zhǎng)進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查。問(wèn)卷內(nèi)容包括兒童和父母基線資料、家庭環(huán)境情況等信息。最終，研究納入136 名5～7歲學(xué)齡前兒童。

1.2 尿液樣本收集和對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)檢測(cè)

用無(wú)菌無(wú)酶的聚丙烯杯收集學(xué)齡前兒童隨機(jī)尿液50 mL，分裝至15 mL 無(wú)菌無(wú)酶的聚丙烯凍存管（美國(guó)Corning公司），后立即放置于-80 ℃超低溫冰箱冷凍保存。采用Ao 等［15］建立的高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法（high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry，HPLC-MS/MS）檢測(cè)兒童尿液中5 種對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)（MeP、EtP、PrP、BuP和BzP）的水平。尿樣解凍后經(jīng)β-葡萄糖醛酸酶水解，用乙酸乙酯液液萃取方法進(jìn)行提取，使用Agilent Poroshell 120 EC-C18 色譜柱進(jìn)行梯度分離，最終用HPLC-MS/MS進(jìn)行進(jìn)樣分析。

對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)檢測(cè)時(shí)，隨機(jī)選擇2 名兒童的尿液混合均勻，作為空白質(zhì)控樣本。在檢測(cè)過(guò)程中每間隔25 個(gè)樣本設(shè)置1 個(gè)空白質(zhì)控樣本、1 個(gè)低濃度質(zhì)控樣本（1 μg/mL） 和一個(gè)高濃度質(zhì)控樣本（100 μg/mL），用以檢測(cè)分析性能。所有批次的質(zhì)控樣本對(duì)應(yīng)的目標(biāo)化合物回收率的范圍均在80%～120%內(nèi)。MeP、EtP、PrP、BuP 和BzP 的檢出限（limit of detection， LOD） 分 別 為0.002、 0.005、 0.000 5、0.002 和0.003 μg/L。尿液中對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)水平低于LOD 時(shí)用LOD/ 2 表示對(duì)應(yīng)物質(zhì)的水平［15］；根據(jù)LOD 計(jì)算檢出率，檢出率＜75%的對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)不納入統(tǒng)計(jì)分析。

為減少尿液濃稀程度對(duì)對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)檢出水平的影響，使用尿肌酐對(duì)對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)水平進(jìn)行校正。尿樣樣本從-80 ℃冰箱中取出后室溫溶解，8 947×g離心1 min；取0.2 mL上清液，放入全自動(dòng)生化分析儀（7100 Hitachi，日本）進(jìn)行尿液肌酐的檢測(cè)。

1.3 肺功能檢測(cè)

采用肺功能儀（型號(hào)MasterScreen PFT System，JAEGER，德國(guó)）進(jìn)行兒童肺功能檢測(cè)。檢測(cè)前對(duì)家長(zhǎng)詳細(xì)講解肺功能檢測(cè)的方法及注意事項(xiàng)，檢測(cè)過(guò)程中確保兒童情緒穩(wěn)定、周圍環(huán)境安靜，在兒童良好配合的情況下完成肺功能檢測(cè)。檢測(cè)指標(biāo)包括：用力肺活量（forced vital capacity，F(xiàn)VC）、1 s用力呼氣容積（forced expiratory volume in one second， FEV1）、FEV1/FVC 和最大呼氣流量（peak expiratory flow，PEF）、呼氣中段流速（forced expiratory flow between the 25th and 75th percentile of forced vital capacity，F(xiàn)EF25-75）。肺功能檢測(cè)結(jié)果重復(fù)測(cè)定3次，3次結(jié)果差異＜5%為合格；選取3 次結(jié)果的最佳值（呼吸曲線最平穩(wěn)）作為最終檢測(cè)結(jié)果。

1.4 敏感性分析

為驗(yàn)證結(jié)果穩(wěn)定性，依據(jù)2007 世界衛(wèi)生組織頒布的5～19 歲兒童生長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)［16］，參照“同年齡、同性別兒童體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）＞生長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)中位數(shù)2 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差為肥胖”標(biāo)準(zhǔn)排除肥胖兒童后，在正常體質(zhì)量?jī)和羞M(jìn)行敏感性分析。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用Epidata 3.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入，應(yīng)用SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。符合正態(tài)分布的定量資料使用描述，符合偏態(tài)分布的定量資料使用百分位數(shù)P25、P50、P75、P90或者P50（P25，P75）描述；定性資料使用n（%）進(jìn)行描述。使用Spearman 相關(guān)性分析計(jì)算對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)之間的關(guān)聯(lián)強(qiáng)弱。采用秩和檢驗(yàn)比較不同性別兒童之間肺功能指標(biāo)的差異。由于肌酐校正后，對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)水平和肺功能指標(biāo)為偏態(tài)分布，在納入多元回歸前先進(jìn)行l(wèi)og 轉(zhuǎn)化，然后采用多元線性回歸探討對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)暴露與兒童肺功能的相關(guān)性。參考相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道［9-10，17-18］，選取年齡、性別、身高、體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）、早產(chǎn)和家庭年收入作為混雜因素。P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 學(xué)齡前兒童人口學(xué)信息

在納入研究的136 名5～7 歲兒童中，5 歲67 名（49.3%），6 歲34 名（25.0%），7 歲35 名（25.7%），平均年齡（5.76±0.84）歲；男性59 名（43.4%），早產(chǎn)兒11 名（8.1%），肥胖兒童13 名（9.6%）；在家庭年收入方面，16 名（11.8%）兒童家庭年收入＜10 萬(wàn)元/年，51 名（37.5%）兒童家庭年收入10～30 萬(wàn)元，66 名（48.5%）兒童家庭年收入≥30 萬(wàn)元/年，此外有3 名（2.2%）兒童家長(zhǎng)拒絕回答該問(wèn)題。兒童身高和BMI分別為（117.29±8.15）cm和（15.78±2.86）kg/m2。

2.2 學(xué)齡前兒童對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)的暴露水平

學(xué)齡前兒童尿液中對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)MeP、EtP、PrP、BuP 和BzP 的 檢 出 率 分 別 為97.8%、86.8%、99.3%、77.9%和11.8%（表1）。其中，肌酐校正前MeP、EtP、PrP 和BuP 水平的中位數(shù)（P50）分別16.42、2.08、0.64 和0.04 μg/L。經(jīng)肌酐校正后，MeP、EtP、PrP和BuP水平的中位數(shù)（P50）為36.12、3.88、1.50 和0.06 μg/g。BzP 因檢出率僅為11.8%而不納入后續(xù)統(tǒng)計(jì)分析。

2.3 學(xué)齡前兒童肺功能檢測(cè)結(jié)果

136 名學(xué)齡前兒童肺功能檢測(cè)結(jié)果見表2。其中，F(xiàn)VC、FEV1、FEV1/FVC、PEF 和FEF25-75的P50（P25，P75）分別為1.16（1.01，1.39）L、1.02（0.84，1.20）L、86.65%（80.89%，91.04%）、1.96（1.60，2.30）L/s和1.06（0.75，1.38）L/s。通過(guò)秩和檢驗(yàn)比較不同性別兒童肺功能指標(biāo)是否存在差異，結(jié)果顯示男性的FVC 和FEV1顯著高于女性（P＜0.05），但不同性別兒童FEV1/FVC、PEF 和FEF25-75差異未發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

表2 學(xué)齡前兒童肺功能指標(biāo)結(jié)果（n=136）Tab 2 Distributions of pulmonary function measures in preschool children（n=136）

2.4 學(xué)齡前兒童對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)的Spearman相關(guān)性

通過(guò)Spearman相關(guān)性分析計(jì)算各種對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)之間相關(guān)性（表3）。結(jié)果顯示，4種對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)之間均呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），其中MeP與PrP正相關(guān)最強(qiáng)（rs=0.56），然后依次為EtP與BuP（rs=0.38）、MeP與EtP（rs=0.28）、PrP與BuP（rs=0.20）、MeP與BuP（rs=0.16）和EtP與PrP（rs=0.15）。

表3 學(xué)齡前兒童對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)的Spearman相關(guān)性（n=136）Tab 3 Spearman's correlation among parabens in preschool children（n=136）

2.5 學(xué)齡前兒童對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)暴露與肺功能的相關(guān)性

在校正年齡、性別、身高、BMI、早產(chǎn)和家庭年收入等混雜因素后，多元線性回歸的結(jié)果顯示，兒童尿 液 中MeP 與FVC （β=-0.018，95%CI-0.035～-0.001）、PrP 與FEV1（β=-0.032，95%CI-0.051～-0.013）、BuP 與FVC（β=-0.018，95%CI-0.034～-0.002）以及BuP與FEV1（β=-0.021，95%CI-0.041～-0.001）均呈顯著負(fù)相關(guān)（表4）。排除13 名肥胖兒童后，在123 名正常體質(zhì)量?jī)和兄匦路治鰧?duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)暴露與肺功能的相關(guān)性作為敏感性分析，結(jié)果與表4基本保持一致。

表4 學(xué)齡前兒童對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)暴露與肺功能的相關(guān)性（n=136）Tab 4 Association between paraben exposure and pulmonary function in preschool children（n=136）

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn)上海地區(qū)學(xué)齡前兒童尿液對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)檢出率高，其中MeP 和PrP 檢出率達(dá)到97.8%和99.3%，提示上海地區(qū)學(xué)齡前兒童可能普遍暴露于對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)。其中，兒童MeP、EtP、PrP 和BuP 的中位數(shù)水平分別為16.42、2.08、0.64、0.04 μg/L。經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)，本研究檢出的對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)的水平高于任璐等［8］報(bào)道的廣州幼兒園兒童的水平（MeP 和EtP 的尿液中位數(shù)水平分別為4.42 和1.39 μg/L），但是低于美國(guó)產(chǎn)前維生素D 降低哮喘試驗(yàn)（Vitamin D Antenatal Asthma Reduction Trial，VDAART） 研 究［19］中460 名 兒 童 的 水 平（MeP 和PrP 中位數(shù)為62.8 和6.8 μg/L），以及美國(guó)國(guó)家健康與營(yíng)養(yǎng)調(diào)查（National Health and Nutrition Examination Survey，NHANES）研究［20］中1 324 名兒童的水平（MeP 和PrP 中位數(shù)為52.4 和5.5 μg/L）。與國(guó)外研究相比，我國(guó)兒童尿液中對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)水平相對(duì)較低，這可能與不同國(guó)家地區(qū)在防腐劑使用量存在差異有關(guān)［2］。此外，本研究發(fā)現(xiàn)4種對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)之間均呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），其中MeP 與PrP 正相關(guān)最強(qiáng)（rs=0.56），這與一項(xiàng)歐洲研究［21］中發(fā)現(xiàn)兒童尿液中MeP 與PrP 呈強(qiáng)正相關(guān)（rs=0.79）保持一致，這一現(xiàn)象可能跟MeP 和PrP 經(jīng)常以聯(lián)合的方式加入食品、藥品和化妝品有關(guān)［2，8］。

對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)因?yàn)槠湓谌梭w代謝快、不易蓄積而一度被認(rèn)為對(duì)人類相對(duì)安全［22］。然而，越來(lái)越多的動(dòng)物研究證據(jù)［23］表明對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)具有潛在的環(huán)境內(nèi)分泌干擾作用，可通過(guò)雌激素和抗雄激素作用損害人體健康。近年來(lái)，有流行病學(xué)研究［9，12，23-25］指出兒童對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)暴露與呼吸系統(tǒng)不良結(jié)局有關(guān)，但研究相對(duì)較少且結(jié)論不一致。例如，Quirós-Alcalá 等［9］基于NHANES 開展的橫斷面研究發(fā)現(xiàn)兒童尿液中MeP 和PrP 濃度每增加10 倍，男孩出現(xiàn)哮喘急診就診行為的風(fēng)險(xiǎn)分別增加2.61 （95%CI1.40～4.85） 倍 和2.18 （95%CI1.22～3.89）倍。但是，美國(guó)［24］和日本［25］的2項(xiàng)病例對(duì)照研究卻未發(fā)現(xiàn)兒童對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)暴露與哮喘的關(guān)聯(lián)?，F(xiàn)有研究大多關(guān)注兒童哮喘，不同研究之間哮喘定義和分組方式不同可能與結(jié)論不一致有關(guān)。因此，在兒童對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)暴露對(duì)呼吸系統(tǒng)影響的研究中引入具有定量檢測(cè)結(jié)果的肺功能十分必要。據(jù)我們所知，目前僅有歐洲一項(xiàng)名為人類生命早期暴露組（Human Early-Life Exposome，HELIX）的研究［12］分析兒童對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)暴露對(duì)肺功能的影響，該研究者發(fā)現(xiàn)兒童EtP 暴露與FEV1呈顯著負(fù)相關(guān)（β=-0.05，95%CI-0.10～-0.01）。本研究發(fā)現(xiàn)兒童MeP 和BuP 暴露與FVC 呈顯著負(fù)相關(guān)，PrP和BuP 暴露與FEV1呈顯著負(fù)相關(guān)。本研究與歐洲HELIX 研究結(jié)果均提示兒童對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)暴露與肺功能指標(biāo)呈負(fù)相關(guān)。盡管現(xiàn)有肺功能證據(jù)較少，考慮到兒童普遍暴露于對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)且其呼吸系統(tǒng)發(fā)育尚不成熟，仍需高度重視對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)對(duì)兒童呼吸系統(tǒng)特別是肺功能指標(biāo)的影響。

本研究選取上海地區(qū)小樣本學(xué)齡前兒童為研究對(duì)象，通過(guò)檢測(cè)尿液樣本中對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)水平、探討其與兒童肺功能指標(biāo)的相關(guān)性，為了解上海地區(qū)學(xué)齡前兒童該類物質(zhì)暴露水平及評(píng)估其對(duì)兒童健康風(fēng)險(xiǎn)提供了參考依據(jù)。但本研究尚存在一定局限性。首先，樣本量相對(duì)較少，人群代表性有限。其次，采集的是兒童隨機(jī)尿液樣本。盡管對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)水平已進(jìn)行尿肌酐校正，但仍可能存在暴露偏倚。最后，本研究為橫斷面研究，在確定因果關(guān)聯(lián)時(shí)受限，未來(lái)仍需進(jìn)一步驗(yàn)證對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)暴露與兒童肺功能的關(guān)系。

綜上所述，本研究發(fā)現(xiàn)上海地區(qū)學(xué)齡前兒童對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)檢出率較高，對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)暴露與兒童肺功能指標(biāo)呈負(fù)相關(guān)。未來(lái)開展大樣本、多中心和多時(shí)點(diǎn)的對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)暴露評(píng)估，可更精準(zhǔn)地反映其在我國(guó)學(xué)齡前兒童的實(shí)際暴露情況；此外，通過(guò)前瞻性隨訪兒童肺功能指標(biāo)，探討兒童對(duì)羥基苯甲酸酯類物質(zhì)暴露對(duì)呼吸系統(tǒng)的影響，可為評(píng)估兒童健康風(fēng)險(xiǎn)提供更多參考依據(jù)。

利益沖突聲明/Conflict of Interests

所有作者聲明不存在利益沖突。

All authors disclose no relevant conflict of interests.

倫理批準(zhǔn)和知情同意/Ethics Approval and Patient Consent

本研究涉及的所有試驗(yàn)均已通過(guò)上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬兒童醫(yī)院倫理委員會(huì)的審核批準(zhǔn)［審批號(hào)2019R046-E02，日期2019-08-05］。研究對(duì)象的監(jiān)護(hù)人已經(jīng)簽署知情同意書。

All experimental protocols in this study were reviewed and approved by Shanghai Children's Hospital，Shanghai Jiao Tong University School of Medicine （approval letter No.2019R046-E02，dated 08/05/2019）. Consent letters have been signed by the guardian of research participants.

作者貢獻(xiàn)/Authors'Contributions

丁國(guó)棟、戶宜參與研究設(shè)計(jì)；戶宜、丁國(guó)棟參與論文寫作和修改；所有作者均閱讀并同意了最終稿件的提交。

The study was designed by DING Guodong and HU Yi. The manuscript was drafted by HU Yi and revised by DING Guodong.All the authors have read the last version of paper and consented for submission.

·Received：2022-03-29

·Accepted：2022-07-06

·Published online：2022-08-08

參·考·文·獻(xiàn)

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