임신 중 복합 환경유해물질 노출이 6개월 영유아 아토피 피부염 발생에 미치는 영향

Abstract

본 연구는 ‘산모ㆍ영유아의 환경유해인자 노출 및 건강영향 연구’에 참여한 산모와 출생아를 대상으로 6개월 시기 아토피 피부염 발생에 중요한 영향을 미치는 환경유해물질을 시기별로 확인하고, 이들의 복합 노출이 출생 후 6개월 시기의 아토피 피부염 발생에 미치는 영향을 확인해고자 하였다. 환경유해물질로는 중금속 3종 (납, 수은, 카드뮴), 비스페놀 A (BPA), 프탈레이트 대사체 3종 (ME-HHP, MEOHP, MnBP), 대기오염물질 (NO2, PM10, PM2.5)를 포함하여 총 10가지 물질을 이용하였다. 통계 분석 모형은 중요한 물질 선택과 연관성의 크기를 동시에 평가하기 위해 Elastic-net regression (ENR)을 이용하였다. 또한, 선택된 유해물질들의 누적 노출 영향을 평가하기 위해 Partial least square-discriminant analysis (PLS-DA)을 이용하였으며, 비선형 연관성과 교호 작용 효과를 반영한 누적 노출 영향을 평가하기 위해 Bayesian kernel machine re-gression (BKMR)을 이용하였다. 주요 연구 결과를 요약하면 환경유해물질의 단일 노출과 6개월 시기 아토피 피부염 발생의 연관성을 확인하였을 때 임신 말기 납, MEHHP, MEOHP, PM10 노출이 6개월 시기 아토피 피부염과 유의한 연관성을 나타냈다. 다음으로 총 10가지 환경유해물질을 이용하여 ENR 분석을 한 결과, 임신 초기에는 납, 수은, MnBP, PM10 노출이 선택되었으며 임신 말기에는 납, 수은, MEHHP, MEOHP, PM10이 선택되었다. 또한, 임신 말기에 선택된 물질 중 다른 노출들을 공동유해인자로써 보정하였을 때 납 (오즈비 [OR]: 1.389, 95% CI: 1.037, 1.887)과 PM10 (OR: 1.616, 95% CI: 1.068, 2.507)의 개별 노출이 6개월 시기 아토피 피부염을 유의하게 증가시키는 것으로 나타났다. PLS-DA를 통해 모든 환경유해물질의 누적 노출 점수를 산출하고 6개월 시기 아토피 피부염 발생과의 연관성을 살펴본 결과 임신 말기 누적 노출 점수가 증가할수록 아토피 피부염의 발생 위험이 유의하게 증가하였다(OR:1.492, 95% CI: 1.209, 1.871). 또한, BKMR을 통해 환경유해물질 노출과 아토피 피부염 발생 사이의 비선형 연관성 및 유해 물질 사이의 교호작용 효과가 존재하는 것을 확인하였으며 이들을 반영하여 누적 노출의 영향을 확인하였을 때도 임신 말기의 누적 노출과 아토피 피부염 발생 사이의 유의한 연관성이 나타났다. 이러한 결과는 영아 시기 아토피 피부염 발생에 중요한 영향을 미치는 환경유해물질들이 임신 중 노출 시기별로 다를 수 있음을 나타내며, 환경유해물질들에 복합적으로 노출될 경우 각 오염 물질의 농도가 관찰 가능한 효과를 유발하는 농도보다 낮은 수준에 있더라도 이들이 함께 작용함으로써 영아 시기 아토피 피부염 발생에 유의한 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 따라서 추후 역학 연구에서 서로 상관되어 있는 환경유해물질의 노출 평가 시 단일 노출 접근법과 함께 복합 노출 접근법을 고려하는 것이 필요하며, 공중 보건학적으로는 전체적으로 내분비계장애물질들의 혼합물에 대한 노출을 줄이기 위한 예방적 조치가 필요할 것으로 사료된다. ;Background and aims: Prenatal exposure to various environmental pollutants has been associated with increased risk of infantile atopic dermatitis (AD). However, a few studies have examined the combined effects of multiple pollutants on AD. In this study, we aimed to investigate the effects of multi-pollutant exposures during pregnancy on the risk of developing AD in 6-month-old infants. Methods: We evaluated prospective birth cohort data of 302 mother-child pairs from the Mothers and Children’s Environmental Health study. Concentrations of three heavy metals -mercury (Hg), lead (Pb), and cadmium (Cd)- were measured in maternal blood samples. Concentrations of bisphenol A (BPA) and three phthalate metabolites -mono(2-ethyl-5-hydroxyhexyl) phthalate (MEHHP), mono(2-ethyl-5-oxohexyl) phthalate (MEOHP), and mono-n-butyl phthalate (MnBP)- were measured in maternal urine samples. Daily exposures to nitrogen dioxide (NO2) and ambient particulate matter (PM10 and PM2.5) were estimated based on residence address and averaged over gestational age. Information on infantile AD was obtained by using a questionnaire administered to the guardians of the infants under study. To assess the effects of multiple pollutants, we applied three statistical methodologies. Firstly, Elastic-net regression (ENR) model was applied for selecting important pollutants associated with AD and identifying individual pollutant effect. Secondly, Partial least squared regression-discriminant analysis (PLS-DA) was applied for assessing cumulative effects of selected pollutants, and lastly, Bayesian kernel machine regression (BKMR) method was applied for evaluating overall effect of selected pollutants based on exposure-response function, considering non-linear association and interaction effect. Results: In the ENR models, Pb, Hg, MnBP, and PM10 exposures were selected in early pregnancy and Pb, Hg, MEHHP, MEOHP, and PM10 exposures were selected in late pregnancy. We found significant individual effects of Pb (adjusted odds ratio [OR]: 1.389, 95% confidence interval [CI]: 1.037-1.887) and PM10 (OR: 1.616, 95% CI: 1.068-2.507) exposures on infantile AD, adjusting other selected exposures as co-exposures. The cumulative exposures were significantly associated with the risk of AD in 6-month-old infants in late pregnancy (OR: 1.492, 95% CI: 1.209-1.871). Furthermore, overall effects of all exposure in late pregnancy were associated with higher risk of infantile AD. Conclusion: We found that the effects of multiple pollutants in late pregnancy were associated with increased risk of AD in 6-month old infants. Our study suggests that exposure to various pollutants during pregnancy can have significant combined effects on infantile AD, even when each pollutant level is below the concentration that causes observable effects.