腹裂(gastroschisis)和脐膨出(omphalocele)是最常见的腹壁缺陷[1]。腹裂指的是脐旁的先天性前腹壁缺损,缺损通常紧贴于完整脐带的右侧,与脐带之间有完整的皮肤相隔;脐膨出指先天性脐周腹壁不同程度的发育不全并导致内脏脱出体外[2]。尽管目前对于腹裂、脐膨出等新生儿腹壁缺陷已经有了较为成熟的外科治疗方法,患儿生存率也得到了显著提高,但腹裂患儿远期罹患肠粘连的风险及因肠梗阻而死亡的风险仍然高于健康同龄人,脐膨出患儿经过外科治疗后还可能发生胃食管反流、肺功能不全、反复肺部感染或哮喘等疾病[1, 3]。因此,腹壁缺陷的预防对促进人群健康有重要意义。
目前腹裂和脐膨出的确切病因尚不清楚。有研究指出孕妇营养不良可能与腹裂的发生有关,此外有研究发现与叶酸循环代谢相关的基因多态性可能与脐膨出的发生有关[3-5],人群食物叶酸强化、母亲围受孕期服用叶酸补充剂可降低胎儿腹裂、脐膨出等腹壁缺陷的发生风险[6-10]。
研究证实母亲围孕期补充叶酸可以预防胎儿神经管缺陷[11-12]后,全球已有91个国家实施了主食强化叶酸的政策[13]。原中国国家卫生部于2009年6月启动了“增补叶酸预防神经管缺陷”重大公共卫生项目,从孕前3个月到孕后3个月为农村户籍有生育计划的妇女免费提供单纯叶酸片(folic acid only,FAO),每片含叶酸400μg,此后,城镇户籍妇女也被纳入该项目[14];此外,有些备孕的妇女也会自行购买和服用含叶酸的复方营养素(multiple nutrients containing folic acid,MFA),中国市场上可获得的MFA每片含叶酸400～800μg不等。近年来,已有研究对该项目实施后对人群神经管缺陷、肢体畸形等的预防效果进行了评价[15-16],但尚未见有关该项目实施后对腹壁缺陷预防效果的评价。因此,本研究利用北京市通州区的孕期保健系统及出生缺陷监测系统数据,采用回顾性队列研究设计,探究母亲围受孕期服用叶酸补充剂与胎儿腹壁缺陷风险的关系,评价“增补叶酸预防神经管缺陷”重大公共卫生项目的实施对先天性腹壁缺陷的预防效果。
对象与方法
一、研究对象
以北京市通州区的孕期保健系统和出生缺陷监测系统登记的居住在通州区、在通州区域内医院进行孕期保健并于2013年1月1日—2018年12月31日期间分娩的63 715例单胎妊娠妇女及其子代为研究对象。出生缺陷监测系统的监测对象为孕13周至产后7 d内的胎婴儿,包括活产、死胎和死产。本研究方案已获得北京大学生物医学伦理委员会的审查批准(批准号:IRB00001052-18010)。
二、方法
1.人口学特征和叶酸补充剂服用:妇女在孕早期办理《北京市母子健康档案》时,经过统一培训的社区医生通过面对面询问的方式收集孕妇的人口学信息、围受孕期叶酸补充剂服用情况等信息并录入孕期保健系统中。关于围受孕期服用叶酸的信息,主要通过以下问题采集:(1)您在本次确诊怀孕前3个月(至少1个月)至今(即在孕期保健系统中登记之日)是否服用过叶酸或含叶酸的复方营养素?(2)药物类型是单纯叶酸片,还是含叶酸的复方营养素?(3)能否规律服用:规律(10天内服用8天及以上);不规律(10天内服用1～7天)。在本研究中,将规律服用定义为高频率服用,不规律服用定义为低频率服用。
2.腹裂和脐膨出的诊断:根据《北京市出生缺陷监测工作规范》对胎儿腹裂和脐膨出的发生情况进行监测、记录和上报。出生缺陷的诊断依据第10版国际疾病分类(International Classification of Diseases 10,ICD-10),脐膨出和腹裂的疾病编码分别为Q79.2、Q79.3。
3.统计分析:使用频数(n)和百分比(%)描述人群基本特征,并使用卡方检验、Mann-Whitney U检验或Kruskal-Wallis检验比较围受孕期叶酸补充剂服用情况不同的组间的研究对象基本特征。腹壁缺陷患病率的计算公式为:出生缺陷病例数/同期围产儿数×10 000/10 000。使用SPSS 26.0(IBM,Armonk,NY,USA)及R 4.0.5(R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria)软件进行统计分析。采用双侧检验,检验水准为双侧α=0.05。
(1)使用泊松对数线性模型计算围受孕期叶酸补充剂服用情况与围产儿腹壁缺陷发病风险的风险比(risk ratio,RR)及其95% 置信区间(confidence interval,CI)。考虑到本研究的研究对象不是随机分配到各对比组的,不同对比组间的潜在混杂因素(如母亲户籍类型、妊娠年龄、教育程度)的分布不均衡,且腹壁缺陷病例数较少,因此,在进行关联性分析之前,用倾向性评分逆概率加权法(inverse probability of weights,IPW)对不同叶酸补充组间的人群特征变量进行了调整。先将是否服用叶酸补充剂、补充剂种类、服用频率分别作为因变量,以户籍、妊娠年龄、教育程度为自变量,用Logistic回归模型计算各指标的倾向性评分及权重,并在调整后使用标准化均数差(standardized mean differences,SMD)进行了均衡性检验。结果证明倾向性评分逆概率加权法调整后,各对比组人群特征达到了均衡(SMD<0.1,表1)。然后,将调整后的权重系数纳入泊松对数线性模型计算调整后的风险比(adjusted RR,aRR)及其95% CI。
表1 倾向性评分加权调整前后各对比组间的协变量分布
Table 1 Comparison of covariates by supplementation patterns before and after weighted adjustment of propensity scores
CovariateFAO/MFA users vs. nonusersBeforePSMDAfterPSMDMFA users vs. FAO usersBeforePSMDAfterPSMDLow-frequencyusers vs. NonusersBeforePSMDAfterPSMDHigh-frequencyusers vs. NonusersBeforePSMDAfterPSMDMaternal age<0.0010.2210.7810.015<0.0010.1151.000<0.001<0.0010.1760.7730.015<0.0010.2820.8520.013Maternal education<0.0010.5630.9870.004<0.0010.1601.000<0.001<0.0010.4850.9990.002<0.0010.6380.9610.007Household registry<0.0010.0570.984<0.0010.5300.0050.8850.0010.0180.0330.9520.001<0.0010.1140.7600.005
Note:FAO, folic acid only; MFA, multiple nutrients containingfolic acid; SMD, standardized mean difference
(2)为排除其他类型畸形的影响,在患有腹壁缺陷的胎儿中剔除了同时伴有唇裂、脑膨出、无脑畸形、先天性心脏病、先天性膈疝、马蹄内翻足或肢体短缩等出生缺陷的12名病例,以单发型腹壁缺陷(isolated cases)为结局做了敏感性分析。
结 果
研究对象基本特征见表2。在63 715例母子对中,75.2%的母亲年龄范围为25～34岁,超过一半的母亲为外地户籍,64.0%的母亲学历为本科及以上。89.9%的母亲在围孕期服用叶酸补充剂;在服用者中,52.9%的妇女服用MFA,仅46.5%的妇女高频服用;427人无补充剂种类信息,403人无服用频率信息,但腹裂和脐膨出病例的母亲上述信息均无缺失。与未服用组相比,叶酸补充剂服用组、高频服用组的母亲年龄、学历相对更高。
表2 研究对象基本情况
Table 2 Characteristics of the participants
Characteristicn(%)Total(n=63 715)FA nonusers(n=6 462)FA Users(n=57 253)P*FAO users(n=26 567)MFA users(n=30 259)P#1-7 days/10 days(n=30 204)≥8days/10 days(n=26 646)P†Year of delivery 20135 935(9.3)614(9.5)5 321(9.3)<0.0014 163(15.7)790(2.6)<0.0011 639(5.4)3 320(12.5)<0.001 201410 204(16.0)1 145(17.7)9 059(15.8)4 848(18.2)4 189(13.8)4 185(13.9)4 853(18.2) 20158 016(12.6)1 138(17.6)6 878(12.0)3 058(11.5)3 816(12.6)4 377(14.5)2 495(9.4) 201613 851(21.7)1 144(17.7)12 707(22.2)5 742(21.6)6 963(23.0)6 372(21.1)6 334(23.8) 201713 607(21.4)1 303(20.2)12 304(21.5)4 891(18.4)7 394(24.4)7 212(23.9)5 087(19.1) 201812 102(19.0)1 118(17.3)10 984(19.2)3 865(14.5)7 107(23.5)6 419(21.3)4 557(17.1)Maternal age 14-8 691(13.6)1 350(20.9)7 341(12.8)<0.0013 803(14.3)3 430(11.3)<0.0014 279(14.2)2 952(11.1)<0.001 25-28 678(45.0)2 550(39.5)26 128(45.6)12 260(46.1)13 673(45.2)13 183(43.6)12 764(47.9) 30-19 245(30.2)1 739(26.9)17 506(30.6)7 836(29.5)9 574(31.6)9 157(30.3)8 261(31.0) 35-567 101(11.1) 823(12.7)6 278(11.0)2 668(10.0)3 582(11.8)3 585(11.9)2 669(10.0)Household registry Beijing27 450(43.1)2 620(40.6)24 830(43.4)<0.00111 454(43.1)13 126(43.4)0.52412 019(39.8)12 573(47.2)<0.001 Other36 264(56.9)3 841(59.4)32 423(56.6)15 113(56.9)17 133(56.6)18 185(60.2)14 073(52.8) Missing1(<0.1)Maternal education Middle school or lower8 150(12.8)1 778(28.5)6 372(11.4)<0.0013 442(13.4)2 880(9.6)<0.0013 848(12.9)2 475(9.6)<0.001 High school or secondary technical school13 251(20.8)1 722(27.6)11 529(20.6)5 688(22.1)5 748(19.2)6 467(21.7)4 977(19.2) College18 780(29.5)1 527(24.5)17 253(30.8)7 771(30.2)9 398(31.4)9 159(30.8)8 018(31.0) University or higher21 989(34.5)1 208(19.4)20 781(37.2)8 791(34.2)11 914(39.8)10 286(34.6)10 424(40.3) Missing1 545(2.4)
Note:FA,folic acid; FAO, folic acid only; MFA, multiple nutrients containing folic acid. Missing values:Among all participants, 1(<0.1%) and 1 545(2.4%) women without information on household registry and maternal education; among users, 427(0.8%) women without information on the types of supplements, 403(0.7%) women without information on the frequency of supplementation use. * Comparisons between nonusers and users. # Comparisons between FAO users and MFA users. † Comparisons among nonusers, users who used supplements at a frequency of 1-7 days/10 days and ≥8 days/10 days.
六年间,共监测到40例腹壁缺陷病例(表3),总患病率为6.3/万;其中,腹裂、脐膨出的患病率分别为3.5/万和2.8/万。单发型腹壁缺陷占所有病例的70.0%。在所有病例中,死产占82.5%。
表3 全部和单发先天性腹壁缺陷患病率及患儿转归
Table 3 Prevalence and outcome of total and isolated congenital abdominal wall defects
DiagnosisPrevalencen(1/10 000)Outcome Live birthsn(%) *Stillbirthsn(%) *Total40(6.3)7(17.5)33(82.5) Gastroschisis22(3.5)1(1/22)21(21/22) Omphalocele18(2.8)6(1/3)12(2/3)Isolated cases28(4.4)6(3/14)22(11/14) Gastroschisis19(3.0)1(1/19)18(18/19) Omphalocele9(1.4)5(5/9)4(4/9)
Note:*Fractions were calculated when values of denominators were lower than 30.
与未服用叶酸补充剂组相比,母亲围受孕期服用FAO/MFA组胎儿的腹壁缺陷风险下降了82%(aRR=0.18,95% CI:0.12～0.27),单发畸形的风险下降了85%(aRR=0.15,95% CI:0.09～0.24);低频服用组的总体畸形风险和单发畸形风险分别下降了88%和90%,高频服用组的总体畸形风险和单发畸形风险分别下降了74%和75%。而FAO和MFA组的发生风险差异未见统计学意义(表4)。
表4 母亲围受孕期服用叶酸补充剂与胎儿腹壁缺陷风险的关系
Table 4 Association between maternal periconceptional folic acid supplementation and the risk for fetal congenital abdominal wall defects.
FA supplementation pat-ternnTotal casesncase(Prev.)cRR(95%CI)aRR(95% CI)*Isolated casesncase(Prev.)cRR(95% CI)aRR(95% CI) *FAO/MFA users vs. nonusers Nonusers6 46213(20.1)1.001.0010(15.5)1.001.00 Users57 25327(4.7)0.23(0.12-0.46)0.18(0.12-0.27)18(3.1)0.20(0.10-0.45)0.15(0.09-0.24)MFA users vs. FAO users FAO26 56714(5.3)1.001.0011(4.1)1.001.00 MFA30 25913(4.3)0.80(0.37-1.70)0.81(0.47-1.39)7(2.3)0.55(0.20-1.39)0.56(0.28-1.08)Frequency Nonusers6 46213(20.1)1.001.0010(15.5)1.001.00 1-7 days/10 days30 20411(3.6)0.15(0.06-0.40)0.12(0.06-0.23)6(2.0)0.13(0.04-0.34)0.10(0.04-0.20) ≥8 days/10 days26 64616(6.0)0.33(0.14-0.77)0.26(0.15-0.44)12(4.5)0.31(0.14-0.73)0.25(0.14-0.41)
Note:FA, folic acid; FAO, folic acid only; MFA, multiple nutrients containingfolic acid; Prev., prevalence per 10 000 births; cRR, crude risk ratio; aRR, adjusted risk ratio; CI, confidence interval. * Adjusted for inverse probability of weights, covariates included maternal age, household registry and maternal education.
讨 论
2013—2018年间,北京市通州区腹裂和脐膨出的患病率分别为3.5/万和2.8/万;与不服用叶酸补充剂的人群相比,母亲围孕期服用含叶酸补充剂的胎儿发生腹裂、脐膨出的风险均较低,且无论高频还是低频服用,叶酸的保护效应都存在,但未见服用MFA较服用FAO有更好的保护效应。
本研究中腹壁缺陷的总患病率为6.3/万,低于Liu等报告的1993—1996年在中国河北省统计的腹壁缺陷患病率(8.14/万)[6],但腹裂和脐膨出的患病率均高于2006—2012年北京市通州区的患病率[17],说明2009年启动叶酸增补项目后,尽管胎儿腹壁缺陷的患病率有所下降,但近年来仍有逐渐上升的趋势。此外,本研究中的胎儿腹壁缺陷患病率与同期北京市朝阳区的患病率相近[18]。
在本研究中,母亲围受孕期服用含叶酸的补充剂是胎儿腹裂、脐膨出发生的保护性因素,既往部分研究也支持本研究的结果。研究者曾利用浙江、江苏和河北省1993—1996年的人群数据进行分析,结果发现围受孕期母亲服用叶酸显著降低了河北地区胎儿的腹壁缺陷风险[6]。在挪威开展的大样本量前瞻性研究通过分析挪威医学出生登记处1999—2013年的数据发现母亲在孕前和孕期服用叶酸和/或复方营养素补充剂可有效降低腹壁缺陷(包括腹裂和脐膨出)的风险[7]。一项2007—2010年在英国进行的病例对照研究发现,在母亲孕12周内服用叶酸至少6周可有效降低胎儿腹裂的发生率[8]。美国的病例对照研究发现母亲从孕前3个月到孕早期服用复方营养素补充剂可降低胎儿脐膨出的风险[9]。
在本研究中,发现与未服用叶酸的人群相比,即使是围受孕期低频服用叶酸补充剂,胎儿的腹壁缺陷风险也显著降低,说明叶酸对于腹壁缺陷的预防效果显著。在FAO和MFA组间未观察到胎儿的腹壁缺陷风险的显著差异,说明补充剂对于出生缺陷的预防效果可能主要源于叶酸的作用。
目前,许多学者都认为,在腹壁形成的过程中,胚胎的头襞、尾襞在中线处汇合,而两侧襞之一发育不全,就会导致腹壁在该侧脐旁发生缺损,形成腹裂;然而,腹裂发生的具体胚胎学原因还不明确,既往研究者提出了中胚层形成障碍、脐部血流中断等假说,但都无法明确到底是什么因素阻止了胚胎的皱襞在发育早期正常汇合[3]。但是,四个皱襞的汇合发生在胚胎发育的早期,而多数孕妇都在孕前3个月到孕后3个月内服用含叶酸的补充剂,这段时期恰好覆盖了腹壁形成的时段;此外,作为一碳单位的载体,叶酸参与了嘌呤和嘧啶核苷酸的合成等过程,在细胞的分裂和增殖过程中发挥着重要作用[19]。因此,推测,由于胚胎发育过程中的叶酸需求量升高,围受孕期母亲补充叶酸可能会促进胚胎细胞的正常增殖和分化,从而预防胎儿腹裂的发生。具体机制还需要进一步探究。
除可能影响腹壁形成的因素外,有学者认为脐膨出的发生可能与胚胎发育过程中的“生理性脐疝”有关。在胚胎发育的第3～4周,内胚层形成原肠,从头端到尾端分为前肠、中肠和后肠;由于中肠生长速度更快,快速生长的中肠袢在胚胎发育第6～8周时超过腹腔容积并突入脐带中,形成“生理性脐疝”,头襞、尾襞及两侧襞的顶端形成脐环;随着腹腔容积增大,中肠袢在第10～11周末退回腹腔,若肠管不能完全返回腹腔,则会导致脐周腹壁发育不全,最终发生脐膨出[20]。但是,影响肠管返回腹腔的因素尚待研究。此外,由于脐膨出患儿可能还同时伴发染色体畸形等,既往研究者认为脐膨出的发生也可能受到遗传因素或基因突变的影响[3,20]。研究发现,编码亚甲基四氢叶酸还原酶(methylenetetrahydrofolate reductase,MTHFR)或编码转钴胺素受体(transcobalamin receptor,TCblR)合成的基因的变异与脐膨出的风险升高有关,上述基因均参与了人体的叶酸代谢和转化过程,因此研究者推断叶酸、维生素B12(即钴胺素)等的代谢紊乱可能导致了脐膨出的发生,但其中的机制仍然需要进一步的研究[4-5]。
本研究是近年来在北京地区开展的关于围受孕期叶酸补充剂服用情况与胎儿腹壁缺陷风险关系的最大规模的回顾性队列研究,也是在中国实施“增补叶酸预防神经管缺陷”重大公共卫生项目后首次以母子对信息为基础对腹壁缺陷的预防效果进行评价。本研究还同时探讨了单纯叶酸片和含叶酸的复方营养素预防胎儿腹壁缺陷的效果,在内容上比既往研究更加全面。
然而,本研究也有一些局限性。首先,没有对妇女围受孕期的血液叶酸水平进行测定,故无法更确切地了解母亲叶酸营养状况与腹壁缺陷风险的关系。其次,未能收集到母亲围受孕期叶酸服用的更详细的信息,如服用的总时长、总剂量和服用期间规范服用的比例等,无法针对围受孕期叶酸服用剂量与胎儿腹壁缺陷的关系进行更细致的分析。然而,如前文所述,本研究中母亲服用的FAO叶酸含量为每片400μg,服用方式为每日1片,故围受孕期服用FAO的妇女通过补充剂摄入的叶酸剂量为400μg/d。目前国内市场上适用于孕妇的含叶酸的复方营养素片中,叶酸含量为每片400μg或800μg,服用方式也是每日1片。因此,认为如果妇女选择在围受孕期服用MFA,则摄入的叶酸剂量为400～800μg/d,叶酸摄入剂量普遍高于FAO组。但由于FAO组和MFA组胎儿的腹壁风险差异无统计学意义,故认为围受孕期母亲以400μg/d的剂量摄入叶酸即可有效预防胎儿腹壁缺陷的发生。最后,由于本研究直接使用了通州区孕期保健系统和出生缺陷监测系统中的常规数据,没有获得其他混杂因素信息,如吸烟、饮酒、药物使用等,因而也就无法在分析中调整更多的混杂变量。
总之,本研究通过较大规模的回顾性队列研究发现,“增补叶酸预防神经管缺陷”重大公共卫生项目的实施有效降低了人群腹壁缺陷的风险。母亲围受孕期通过叶酸补充剂摄入叶酸可有效预防胎儿腹壁缺陷的发生,单纯叶酸片的预防效果与含叶酸的复方营养素效果类似,但其中的机制还有待进一步研究。
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