聯合國發布的《2023 年世界人口狀況》報告指出全球多個國家都在面臨生育焦慮，關注生育健康變得刻不容緩，它關乎未來人類社會的繁榮發展。
生育健康受到來自社會、經濟和環境等諸多方面的影響，然而，在關于生育的熱議中，有一個重要的環境因素往往被 " 輕視 "，未能獲得持久、廣泛的社會關注——那就是空氣污染！
越來越多的研究證據表明，孕期暴露于空氣污染物 PM2.5 會影響人類生育過程中的多個階段，使得受孕和正常妊娠變得困難，對母嬰的健康狀況甚至生命安全構成了嚴重威脅。
那麽從生命的最初孕育到新生兒的誕生，空氣污染會造成哪些不良生育結局呢？
出生率下降：
自然生育力下降和妊娠失敗
首先，空氣污染會損害生殖細胞，導緻相關功能的障礙，從而加大自然受孕難度。
具體來說，PM2.5 暴露會通過幹擾内分泌、誘發氧化應激等機制對男性精子數量、活力、形态造成不良效應；PM2.5 暴露也會擾亂女性生殖激素水平，造成卵巢功能損傷，與吸煙等不利影響因素類似，使得備孕難度更大 [ 1 ] [ 2 ] 。我國的研究顯示，PM2.5 每增加 10 µ g/m3，自然生育力就會下降 11% [ 3 ] 。
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其次，孕期暴露 PM2.5 還會增加妊娠失敗風險，造成自然流産和死胎。
有證據表明，細顆粒物能夠穿過胎盤屏障，其中的有害物質可能直接造成胎兒損傷，嚴重時引發胎兒緻畸、緻死。早在 2011 年，我國一項研究發現子宮内多環芳烴等有機成分暴露可增加無腦、脊柱裂等多種胎兒神經管畸形的發病風險 [ 4 ] 。
最新的一項研究發現 PM2.5 濃度每增加 10 µ g/m3、死胎風險将增加 11%，在包含中國在内的 137 個發展中國家當中，有近 40% 死胎發生可歸因于 PM2.5 暴露 [ 5 ] 。
最後，綜合環境暴露對自然生育力和妊娠失敗的影響，空氣污染與宏觀人口的出生率下降有關，來自歐洲、美國、中國的數據分析均發現了上述規律。
例如，巴塞羅那的一項研究揭示了生育率下降與交通相關空氣污染物（包括粗顆粒物、細顆粒物和氮氧化物）濃度升高之間的相關性 [ 6 ] ；基于美國數據的研究顯示，懷孕前 PM2.5 暴露每增加 5 µ g/m3、人口出生率下降 0.7% [ 7 ] ；在我國，PM2.5 暴露每增加 10 µ g/m3、人口出生率下降 3.3% [ 8 ] 。
損害孕婦健康：
更易患妊娠期高血壓和糖尿病
首先，妊娠期高血壓疾病是危害母嬰健康的首要因素之一，可導緻妊娠期縮短乃至産婦和胎兒死亡，在我國患病率約爲 5.2%~5.6%。
來自全球各地的人群研究均顯示孕期空氣污染暴露能夠顯著增加妊娠期高血壓的發病風險。比如基于美國數據的分析發現，孕期 PM2.5 暴露每增加 5 µ g/m3，妊娠期高血壓患病風險增加 10% [ 9 ] ；中國的研究也顯示，PM2.5 濃度每上升一個四分位間距，妊娠期高血壓患病風險增加 14% [ 10 ] 。
其次，孕期空氣污染暴露還可能導緻妊娠期糖尿病風險的增加。
一項包含中國、美國、澳大利亞等國家的荟萃研究顯示，多種空氣污染物，比如 PM2.5 、二氧化硫、一氧化氮及黑炭都可以顯著增加妊娠期糖尿病的患病風險。其中，暴露于 PM2.5 可使患病風險升高 6% [ 11 ] 。
不良出生結局：
間接增加新生兒早逝風險
首先，全球證據一緻表明孕期空氣污染暴露會增加早産和低出生體重風險。
比如基于美國數據的研究表明，在妊娠早期，PM2.5 濃度每上升 5 µ g/m3，多個州的新生兒都會出現不同程度的體重下降，波動範圍在 0.30～2.04 g [ 12 ] ；我國的一項研究顯示，PM2.5 的短期和長期暴露均可導緻早産風險增加，并且其長期健康影響更爲顯著 [ 13 ] 。全球疾病負擔研究報告，每年有 276 萬例低出生體重和 587 萬例早産可以歸因于室内外的 PM2.5 暴露 [ 14 ] 。
其次，生命早期的健康損傷會導緻兒童期乃至成人期疾病負擔的增加。
根據全球疾病負擔研究，孕期 PM2.5 暴露造成的低出生體重和早産與慢性肺部疾病、腦損傷、敗血症等多種嬰兒疾病有關，可間接導緻全球近 50 萬例新生兒在出生後的第一個月内夭折！
最後，兒童和老年人因生理狀态等原因而承受着較高的空氣污染所緻的疾病負擔。新生兒過早死亡同時意味着未來潛在的健康壽命損失，若換算成傷殘調整壽命年指标，新生兒将面臨遠高于其他年齡組的健康壽命損失風險。
圖 1. 空氣污染對不同年齡階段人群的影響 | 改編自圖源：State of Global Air 2020, Health Effects Institute
氣候變化加劇了空氣污染：
對生育産生間接不良影響
随着全球氣候變化仍在繼續，空氣污染對生育的不良影響将進一步加劇。一個重要的方面是由于氣候變化造成了全球溫度升高，從而帶來了次生災害——熱浪的發生頻率和強度明顯增強，加之部分地區幹旱加重，使得野火發生的頻率也大大增加 [ 15 ] 。
野火産生的煙霧是 PM2.5 的重要來源，使得大氣環境中的顆粒物濃度上升，從而對孕産婦和兒童身體造成毒害作用。
研究顯示，野火源 PM2.5 可增加孕婦妊娠失敗及兒童呼吸道急性感染風險 [ 16 ] [ 17 ] 。此外，來自 54 個國家的研究證據顯示，野火燃燒産生的 PM2.5 濃度每上升 1 µ g/m3，新生兒出現低出生體重的風險将增加 2.8% [ 18 ] 。
野火源 PM2.5 暴露還會顯著增加兒童的死亡風險。據估算，全球每年約有 86 萬例兒童死亡可歸因于野火源 PM2.5 污染 [ 19 ] 。另一項全球性的研究顯示，自 2004 到 2018 年，野火燃燒與全球每年近 13 萬例的兒童死亡增加有關 [ 20 ] 。
值得一提的是，PM2.5 污染造成的不良生育結局在地域分布上仍存在着不均衡性，相較而言，南亞、非洲等中低收入水平國家和空氣污染嚴重的地區仍然面臨着較高的生育健康風險。
圖 2. 野火源 PM2.5 暴露與兒童死亡的空間分布 | 圖源：Xue et al., The Lancet Planetary Health, 2021
新生兒的孕育和健康不僅關乎個體生存質量，還關乎家庭、社會和未來民族福祉。在當前我國人口出生率繼續走低的背景下，如何有效降低兒童死亡率、提高母嬰健康水平顯得尤爲重要。
研究團隊進一步評估了不同空氣質量标準下可獲得的健康收益，結果提示減少女性孕期暴露于 PM2.5 污染可以大幅度改善不良生育結局。
因此，未來相關部門在空氣質量管理目标的制定和幹預措施的施行中，應當充分重視對于母嬰這一脆弱群體的保護，并考慮減少環境健康影響的不公平性。對于個體而言，在孕期采取必要的防護措施（包括減少污染暴露場景、使用空氣淨化器等）也可以有效降低空氣污染所帶來的健康風險。
參考資料
[ 1 ] Wang, L., et al., Effects of PM2.5 exposure on reproductive system and its mechanisms. Chemosphere, 2021. 264: p. 128436.
[ 2 ] Bloom, M.S., et al., Bisphenol A exposure reduces the estradiol response to gonadotropin stimulation during in vitro fertilization. Fertility and Sterility, 2011. 96 ( 3 ) : p. 672-677.
[ 3 ] Li, Q., et al., Association between exposure to airborne particulate matter less than 2.5 μ m and human fecundity in China. Environment International, 2021. 146: p. 106231.
[ 4 ] Ren, A., et al., Association of selected persistent organic pollutants in the placenta with the risk of neural tube defects. PNAS, 2011. 108 ( 31 ) : p. 12770-12775.
[ 5 ] Xue, T., et al., Estimation of Stillbirths Attributable to Ambient Fine Particles in 137 Countries. Nature Communications, 2022. 13 ( 1 ) : p. 6950.
[ 6 ] Nieuwenhuijsen, M.J., et al., Air pollution and human fertility rates. Environment International, 2014. 70: p. 9-14.
[ 7 ] Xue, T. and T. Zhu, Association between fertility rate reduction and pre-gestational exposure to ambient fine particles in the United States, 2003 – 2011. Environment International, 2018. 121: p. 955-962.
[ 8 ] Xue, T. and T. Zhu, Increment of ambient exposure to fine particles and the reduced human fertility rate in China, 2000 – 2010. Science of the Total Environment, 2018. 642: p. 497-504.
[ 9 ] Xue, T., et al., Association between hypertensive disorders in pregnancy and particulate matter in the contiguous United States, 1999 – 2004. Hypertension, 2018. 72 ( 1 ) : p. 77-84.
[ 10 ] Shen, Y., et al., Prenatal exposure to PM2.5 and its specific components and risk of hypertensive disorders in pregnancy: a nationwide cohort study in China. Environmental Science Technology, 2022. 56 ( 16 ) : p. 11473-11481.
[ 11 ] Ren, Z., et al., Association of air pollution and fine particulate matter ( PM2.5 ) exposure with gestational diabetes: a systematic review and meta-analysis. Annals of Translational Medicine, 2023. 11 ( 1 ) : p. 23.
[ 12 ] Xue, T., T. Zhu, and Y. Han, Association between birthweight and ambient PM2.5 in the United States: Individually-varied susceptibility and spatial heterogeneity. Environment International, 2018. 119: p. 388-397.
[ 13 ] Guan, T., et al., Acute and chronic effects of ambient fine particulate matter on preterm births in Beijing, China: a time-series model. Science of the Total Environment, 2019. 650: p. 1671-1677.
[ 14 ] Ghosh, R., et al., Ambient and household PM2.5 pollution and adverse perinatal outcomes: A meta-regression and analysis of attributable global burden for 204 countries and territories. PLOS Medicine, 2021. 18 ( 9 ) : p. e1003718.
[ 15 ] Jones, M.W., et al., Climate change increases the risk of wildfires. ScienceBrief Review, 2020. 116: p. 117.
[ 16 ] Xue, T., et al., Open fire exposure increases the risk of pregnancy loss in South Asia. Nature Communications, 2021. 12 ( 1 ) : p. 3205.
[ 17 ] Li, J., et al., Landscape fire smoke enhances the association between fine particulate matter exposure and acute respiratory infection among children under 5 years of age: Findings of a case-crossover study for 48 low-and middle-income countries. Environment International, 2023. 171: p. 107665.
[ 18 ] Li, J., et al., Exposure to landscape fire smoke reduced birthweight in low-and middle-income countries: findings from a siblings-matched case-control study. Elife, 2021. 10: p. e69298.
[ 19 ] Xue, T., et al., Associations between exposure to landscape fire smoke and child mortality in low-income and middle-income countries: a matched case-control study. The Lancet Planetary Health, 2021. 5 ( 9 ) : p. e588-e598.
[ 20 ] Pullabhotla, H.K., et al., Global biomass fires and infant mortality. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2023. 120 ( 23 ) : p. e2218210120.
策劃制作
本文根據中國科學院院士、北京大學環境科學與工程學院朱彤教授在環境與人群健康前沿論壇 " 空氣污染對生殖健康的影響 " 報告内容及國内外相關領域研究進展整理成文。
出品丨空氣 - 氣候 - 健康集成研究與交流平台（ARCH）、添藍
作者丨艾思奇、萬薇、薛濤
審核丨朱彤 中國科學院院士、北京大學教授
策劃丨萬薇 亞洲清潔空氣中心
責編丨金禹奮（實習生）
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