Unerwünschte Zusammenhänge zwischen mütterlicher Deoxynivalenol-Exposition und Geburtsergebnissen: eine prospektive Kohortenstudie in China

BMC Medicine Band 21, Artikelnummer: 328 (2023) Diesen Artikel zitieren

Details zu den Metriken

Es wurde festgestellt, dass Deoxynivalenol (DON), eines der am weitesten verbreiteten Mykotoxine, bei Tieren zu einer Verzögerung des fetalen Wachstums führt. Es liegen jedoch nur begrenzte Beweise für die Auswirkungen auf schwangere Frauen vor.

Die Konzentration des gesamten DON (tDON) und des freien DON (fDON) im mütterlichen Urin im zweiten Trimester wurde mittels Flüssigkeitschromatographie mit Tandem-Massenspektrometrie gemessen. Die vorläufige tägliche Aufnahme (PDI) von DON wurde basierend auf der tDON-Konzentration berechnet. Lineare und logistische Regressionsmodelle wurden verwendet, um den Zusammenhang zwischen DON-Expositionsniveaus und Geburtsgewicht, Geburtslänge und dem Risiko eines kleinen Gestationsalters (SGA) zu bewerten.

Unter 1538 Probanden betrugen die mittleren Konzentrationen von tDON und fDON 12,1 ng/ml bzw. 5,1 ng/ml. Die PDI-Werte zeigten, dass die mittlere DON-Aufnahme 0,7 µg/kg KG betrug und 35,9 % der Gesamtbevölkerung die vorläufige maximal tolerierbare tägliche Aufnahme (PMTDI) von 1 µg/kg KG überschritten. Im Vergleich zum untersten Tertil verringerte sich das Geburtsgewicht um 81,11 g (95 %-KI: -127,00, -35,23) für tDON (P-Trend < 0,001) und um 63,02 g (95 %-KI: -108,72, -17,32) für fDON (P). -Trend = 0,004) im höchsten Tertil. Jeder Anstieg von Ln-tDON und Ln-fDON um eine Einheit war auch umgekehrt mit dem Geburtsgewicht verbunden. Darüber hinaus hatten schwangere Frauen, deren PDI den PMTDI überstieg, im Vergleich zu denen, die den PMTDI nicht überschritten, ein geringeres Geburtsgewicht (β = -79,79 g; 95 %-KI: -119,09, -40,49) und eine geringere Geburtslänge (β = -0,21 cm; 95 %). KI: -0,34, -0,07) und ein höheres SGA-Risiko (OR = 1,48; 95 % KI: 1,02, 2,15) bei ihren Nachkommen. Ähnliche Zusammenhänge mit Geburtsgewicht, Geburtslänge und SGA wurden beim Vergleich des höchsten Tertils des PDI mit dem niedrigsten Tertil gefunden (alle P-Trend < 0,05).

Die DON-Exposition der Mutter steht im Zusammenhang mit einem verringerten Geburtsgewicht. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die DON-Exposition während der Schwangerschaft zu Wachstumsstörungen des Fötus führen kann und dass Maßnahmen ergriffen werden sollten, um die DON-Exposition bei schwangeren Frauen zu reduzieren.

Peer-Review-Berichte

Deoxynivalenol (DON) ist eine Art Mykotoxin, das von Fusarium-Arten produziert wird und häufig in Getreidekulturen wie Weizen, Gerste und Mais vorkommt [1, 2]. Es ist bekannt, dass DON auch nach der Lebensmittelverarbeitung stabil bleibt, was zu einer hohen Exposition des Menschen führt [3, 4]. Zu den akuten Toxizitäten von DON zählen vor allem Übelkeit, Erbrechen, Durchfall und Futterverweigerung. Chronische Exposition kann bei Tieren zu Wachstumsstörungen sowie neurologischen und immunologischen Funktionsstörungen führen, während über die Auswirkungen einer Langzeitexposition auf Menschen nicht berichtet wurde [5, 6]. Angesichts der hohen Exposition und Multisystemtoxizität von DON haben sowohl der Gemeinsame Expertenausschuss für Lebensmittel und Zusatzstoffe (JECFA) als auch die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) eine vorläufige maximal tolerierbare tägliche Aufnahme (PMTDI) für DON von 1 µg/kg Körpergewicht festgelegt /Tag [7, 8].

Die ernährungsbedingte DON-Exposition variiert je nach Bevölkerung und Region. Als einer der größten Agrarproduzenten ist China besonders anfällig für DON-Kontaminationen in Lebensmitteln [9]. Im Jahr 2017 haben Yan et al. analysierten DON in in China gesammelten Weizen- und Maisproben. Die Ergebnisse zeigten, dass alle Weizenproben DON positiv waren und 99,83 % der Maisproben positiv waren. Die mittleren DON-Konzentrationen betrugen 165,87 μg/kg in Weizen und 175,30 μg/kg in Mais [10]. Jüngste Studien haben auch über eine hohe DON-Exposition bei Personen aus der Provinz Henan in China berichtet, wobei mehr als die Hälfte der Personen den PMTDI überstiegen [11, 12]. Gemäß den chinesischen Ernährungsrichtlinien aus dem Jahr 2016 wird schwangeren Frauen empfohlen, im zweiten und dritten Trimester mehr Nahrungsmittel und Nährstoffe zu sich zu nehmen, um den Nährstoffbedarf von Mutter und Fötus zu decken. Daher kann der hohe DON-Gehalt in Getreide zu einer erhöhten ernährungsbedingten Belastung schwangerer Frauen beitragen und möglicherweise gesundheitsschädliche Auswirkungen haben.

Obwohl berichtet wurde, dass DON das Gesundheitsrisiko von Tieren während der Trächtigkeit erhöht, sind seine Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit nicht genau verstanden. Studien haben gezeigt, dass DON sowohl bei Tieren als auch beim Menschen die Plazentaschranke überwinden kann; eine Exposition der Mutter über die Nahrung führt zu einer DON-Exposition des Fötus [13,14,15]. Bei trächtigen Sauen wurde die mütterliche DON-Exposition mit einer Wachstumsverzögerung bei den Nachkommen in Verbindung gebracht, wobei niedrigere Dosen das Wachstum stärker beeinflussten als den Appetit [16]. Mehrere Studien, die den Getreideanbau und die Wetterbedingungen als Ersatzindikatoren verwendeten, haben ergeben, dass die berufsbedingte Exposition gegenüber Mykotoxinen, einschließlich DON, mit einem erhöhten Risiko für unerwünschte Schwangerschaftsausgänge verbunden ist [17]. Während vermutet wird, dass andere Mykotoxine wie Aflatoxin das intrauterine fetale Wachstum beeinträchtigen und zu einem geringeren Geburtsgewicht führen [18], gibt es nur wenige Studien zu den Auswirkungen einer DON-Exposition während der Schwangerschaft. Insgesamt lohnt es sich, die möglichen nachteiligen Auswirkungen der DON-Exposition bei schwangeren Frauen auf die Geburtsergebnisse zu untersuchen.

Um umfassendere Daten zur DON-Exposition bei schwangeren Frauen zu erhalten und deren Toxizität besser zu verstehen, haben wir daher den Zusammenhang zwischen der DON-Exposition der Mutter während der Schwangerschaft und den Geburtsergebnissen in der Tongji Maternal and Child Health Cohort (TMCHC) in Wuhan, China, untersucht.

Alle Probanden stammten aus der TMCHC, einer bevölkerungsbasierten prospektiven Kohortenstudie, die in erster Linie darauf abzielte, die Ernährung, den Lebensstil und die Umweltauswirkungen von Müttern auf die Gesundheit und Krankheit von Mutter-Kind-Paaren in Wuhan, Provinz Hubei, Zentralchina, zu untersuchen [19]. In TMCHC wurden schwangere Frauen vor der 16. Schwangerschaftswoche aufgenommen und über die pränatalen Phasen hinweg nachbeobachtet. Wir haben die Analysen auf Teilnehmer beschränkt, die lebende Einlinge geboren hatten und vor der 28. Schwangerschaftswoche Urinproben gespendet hatten. Da über 83,0 % der schwangeren Frauen in der Frühschwangerschaft an morgendlicher Übelkeit leiden, haben wir Frauen ausgeschlossen, deren Urinproben vor weniger als 16 Wochen entnommen wurden. Schließlich waren 1538 schwangere Frauen an den Analysen der vorliegenden Studie beteiligt (Zusatzdatei 1: Abb. S1).

Die Studie wurde von der Ethikprüfungskommission des Tongji Medical College der Huazhong University of Science and Technology in China genehmigt (Nr. 201302). Bei der Einschreibung wurde von jedem Teilnehmer eine schriftliche Einverständniserklärung eingeholt.

Der freie DON (fDON) und der Gesamt-DON (tDON) im Urin wurden mit der Ultra-Performance-Flüssigkeitschromatographie-Tandem-Massenspektrometrie-Methode (UPLC-MS/MS) bestimmt, und die detaillierten Beschreibungen wurden bereits veröffentlicht [20]. Die Aufnahme von DON über die Nahrung wird beim Menschen normalerweise als fDON und DON-Glucuronide im Urin ausgeschieden, tDON ist die Summe aus freiem DON und DON-Glucuroniden. Aufgrund der schnellen Clearance von DON aus dem Blut kann DON im Plasma möglicherweise nicht nachgewiesen werden [21]. Daher haben wir die DON-Werte im Urin getestet, um die DON-Exposition des Menschen zu beurteilen.

Kurz gesagt wurde ein interner Standard (13C15-DON) zu einer Mischung aus 500 μl Urinprobe und 1,5 ml Wasser hinzugefügt, was zu einer Endkonzentration von 10 ng/ml führte. Zur Messung von tDON wurden die Urinproben zunächst mit 200 μL Phosphatpuffer, der 1000 Einheiten β-Glucuronidase enthielt, behandelt und 16 Stunden lang in einem Schüttelinkubator bei 37 °C inkubiert. Nach der Zentrifugation wurden die Urinproben mithilfe einer Festphasenextraktionssäule gereinigt und angereichert. Der Nachweis wurde mit einem UPLC-MS/MS Xevo TQS-System (Waters, MA, USA) durchgeführt, das mit einer ACQUITY UPLC HSS T3-Säule (2,1 mm × 100 mm, 1,8 μm, Waters, MA, USA) ausgestattet war. Die mobile Phase A bestand aus 5 mmol/L Ammoniumacetat und B war Methanol. Die Flussrate wurde auf 0,2 ml/min bei einer Volumeninjektion von 10 µl eingestellt und die Gesamtlaufzeit betrug 8 min. Als Negativ- bzw. Positivkontrolle wurden jeder Charge von 30 Proben eine Blindprobe und eine Standardlösung mit 10 ng/ml DON zugesetzt. Die Nachweisgrenze (LOD) betrug 0,5 ng/ml Urin, und Werte unterhalb der LOD wurden zur Analyse auf die Hälfte der LOD eingestellt. Das Laborpersonal war für die Themeninformationen der Urinprobe blind.

Die vorläufige tägliche Aufnahme (PDI) von DON wurde basierend auf den DON-Biomarkerwerten im Urin unter Verwendung der folgenden Gleichung geschätzt:

PDI (μg/kg KG) = C × V × 100/ (B × E).

wobei C = Gesamt-DON-Konzentration (μg/L), V = tägliches Urinvolumen (L), W = Körpergewicht des Teilnehmers (kg) und E = DON-Ausscheidungsrate im Urin (%). Bei der Berechnung wurde für schwangere Frauen eine tägliche Urinausscheidung von 2 l angenommen [22]. Bei der Berechnung des PDI wurde eine tägliche DON-Ausscheidungsrate im Urin von 68 % zugrunde gelegt [23].

Informationen über die Art der Entbindung (vaginale Entbindung oder Kaiserschnitt), das Geburtsdatum und das Geschlecht des Säuglings wurden den Geburtsakten des Krankenhauses entnommen. Das Gestationsalter bei der Entbindung wurde auf der Grundlage der letzten Menstruationsperiode und des Geburtsdatums berechnet. Bei Frauen, die sich nicht genau an ihre letzte Menstruationsperiode erinnern konnten oder unregelmäßige Menstruationszyklen hatten, wurde eine Ultraschalluntersuchung eingesetzt, um die letzte Menstruationsperiode zu bestätigen. Geburtsgewicht und -länge wurden von einer ausgebildeten Krankenschwester im Kreißsaal gemessen.

„Small for Gestational Age“ (SGA) wurde als Gewicht < 10. Perzentil definiert, angepasst an Gestationsalter und Geschlecht, basierend auf allen Neugeborenen im TMCHC aus Wuhan, China. Ein niedriges Geburtsgewicht (LBW) wurde als Geburtsgewicht < 2,5 kg definiert, unabhängig von Gestationsalter oder Geschlecht. Unter Frühgeburt (PTB) versteht man eine lebende Geburt vor der 37. Schwangerschaftswoche.

Informationen zu soziodemografischen Merkmalen der Mutter und Lebensstilfaktoren wurden aus einem standardisierten und strukturierten Fragebogen bei der Einschreibung erhalten, einschließlich Alter der Mutter, durchschnittliches persönliches Einkommen (< 5.000, 5.000–9.999, ≥ 10.000 RMB Yuan/Monat), Bildungsjahre (≤ 12, 13–15, ≥ 16 Jahre), Parität, abnormale Schwangerschafts- und Wehengeschichte (ja/nein), morgendliche Übelkeit (ja/nein), Alkoholkonsum (ja/nein), Rauchen (ja/nein). Gewicht und Größe der Mutter wurden zum Zeitpunkt der Aufnahme gemessen und bei Nachuntersuchungen wiederholt. Der Body-Mass-Index (BMI, kg/m2) vor der Schwangerschaft wurde anhand der selbst gemeldeten Gewichts- und Größenmessung vor der Schwangerschaft berechnet. Die Nahrungsaufnahme während des zweiten Trimesters wurde mithilfe eines validierten Fragebogens zur Nahrungshäufigkeit bewertet [24]. Basierend auf Ernährungsaufzeichnungen wurden Lebensmittelgruppen identifiziert, die die Hauptgetreidequelle in der chinesischen Ernährung darstellen, darunter Reisprodukte, Mehl und Mehlprodukte sowie grobes Getreide. Die Saison der Urinprobenahme wurde je nach Probenahmedatum in Frühling (März bis Mai), Sommer (Juni bis August), Herbst (September bis November) und Winter (Dezember bis Februar) unterteilt. Kreatinin im Urin wurde mithilfe einer Sarkosinoxidase-Methode (Mindray BS-200 Kreatinin-Kit, Shenzhen Mindray Bio-medical Electronics Co., Ltd) nachgewiesen [25].

Beschreibende Statistiken wurden als Mittelwerte ± Standardabweichungen (SD), Mediane und 95 %-Bereiche dargestellt. Für statistische Tests wurde die nicht nachweisbare DON-Biomarkerkonzentration auf die Hälfte des LOD festgelegt. Der Rangkorrelationstest nach Spearman wurde verwendet, um die Korrelationen zwischen Gesamt-DON und freiem DON zu bewerten.

Lineare Regressionsmodelle wurden verwendet, um den Zusammenhang zwischen der DON-Exposition der Mutter und dem Geburtsgewicht und der Geburtslänge abzuschätzen. Mithilfe binärer logistischer Regressionsmodelle wurde ermittelt, ob die DON-Exposition der Mutter mit dem Risiko für SGA, LBW und PTB verbunden war. Die Modelle wurden unter Verwendung der DON-Exposition als kontinuierliche Variable durch den natürlichen Logarithmus transformiert (Ln-tDON, Ln-fDON, Ln-PDI) oder als kategoriale Variablen (Tertile) angepasst. Tertile wurden basierend auf der Verteilung der DON-Expositionswerte definiert, wobei das niedrigste Tertil (T1) als Referenz diente. Um einen linearen Trend zu quantifizieren, wurden die Medianwerte für jedes Tertil im Regressionsmodell als kontinuierliche Variable behandelt. Außerdem wurde die vorläufige tägliche DON-Aufnahme in eine dichotome Variable kategorisiert, wobei der PMTDI von 1 μg/kg KG/Tag als Grenzwert diente. Wir haben auch die Kreatinin-korrigierten DON-Werte verwendet, um den Zusammenhang zwischen DON und dem Geburtsergebnis zu untersuchen und die Variabilität der Urinverdünnung zwischen einzelnen Proben zu berücksichtigen. Darüber hinaus wurden stratifizierte Analysen nach dem Alter der Mutter (< 28, ≥ 28 Jahre) und dem Geschlecht des Säuglings (Jungen, Mädchen) durchgeführt, wobei die Interaktion durch Modellierung produktübergreifender Terme im Regressionsmodell getestet wurde.

Alle multivariablenbereinigten Modelle umfassten das mütterliche Alter, den BMI vor der Schwangerschaft, das Gewicht, das durchschnittliche persönliche Einkommen, die Bildungsjahre, die Parität, eine abnormale Schwangerschafts-Wehen-Vorgeschichte, morgendliche Übelkeit, Alkoholkonsum, Rauchen, die Jahreszeit der Probenentnahme, das Geschlecht des Säuglings und die Schwangerschaft Alter bei der Entbindung. Darüber hinaus führten wir in der Sensitivitätsanalyse weitere Anpassungen für die Getreideaufnahme bei Frauen durch, für die Ernährungsdaten verfügbar waren (n = 712). Fehlende Werte von Klassifizierungsvariablen wurden für die Analyse als fehlende Indikatorkategorie kodiert. P-Werte < 0,05 wurden als statistisch signifikant angesehen. Statistische Analysen wurden mit SAS, Version 9.4 (SAS Institute) durchgeführt.

Tabelle 1 zeigt die mütterlichen und fetalen Merkmale sowie die DON-Werte im Urin. Insgesamt wurden 1538 Mutter-Kind-Paare in die aktuelle Analyse einbezogen, das mittlere Alter der Mütter betrug 28,3 ± 3,4 Jahre und der durchschnittliche Schwangerschafts-BMI lag bei 20,9 ± 2,7 kg/m2. Bei den Säuglingen betrug das durchschnittliche Geburtsgewicht 3334,9 ± 445,4 g, die Geburtslänge 50,1 ± 1,5 cm und die Inzidenz von SGA betrug 8,5 %, LBW betrug 2,4 %, PTB betrug 4,0 %. Die Hauptmerkmale der Studienpopulation ähnelten denen von Probanden, deren Urin vor der 28. Woche verfügbar bzw. nicht verfügbar war. (Zusatzdatei 1: Tabelle S1).

In 96,7 % der Urinproben wurde Gesamt-DON nachgewiesen, und die mittlere Konzentration betrug 12,1 ng/ml oder 13,5 ng/mg Kreatinin. Freies DON war in 86,1 % der Urinproben nachweisbar und die mittlere Konzentration betrug 5,1 ng/ml bzw. 5,9 ng/mg Kreatinin. Die tDON-Werte im Urin korrelierten signifikant mit den fDON-Werten (Zusatzdatei 1: Abb. S2, r = 0,810, P <0,001). Unter Verwendung der Analysedaten der Urin-Biomarker betrug der mittlere PDI von DON bei allen Teilnehmern 0,7 µg/kg KG, und 552 der 1538 Teilnehmer (35,9 %) übertrafen den PMTDI von 1 µg/kg KG.

Die Zusammenhänge zwischen tDON im Urin, fDON-Spiegeln und Geburtsergebnissen sind in Tabelle 2 dargestellt. Nach Bereinigung um potenzielle Störfaktoren hing der Anstieg der ln-transformierten tDON-Spiegel im Urin pro Einheit mit einem verringerten Geburtsgewicht zusammen (bereinigtes β = -22,00 g, 95 %). KI: -37,11, -6,89). Im Vergleich zum niedrigsten Tertil der tDON-Konzentration sank das Geburtsgewicht im höchsten Tertil um 81,11 g (95 %-KI: -127,00, -35,23) (P für Trend < 0,001). Ebenso besteht ein signifikanter dosisabhängiger Zusammenhang der fDON-Konzentration mit einem geringeren Geburtsgewicht [bereinigtes β für Ln-fDON = -17,70 g (95 %-KI: -29,72, -5,69); T3 vs. T1 = -63,02 g (95 %-KI: -108,72, -17,32); P für Trend = 0,004] wurde gefunden. Darüber hinaus führten wir die Analyse mit Kreatinin-angepassten DON-Werten durch und die Ergebnisse zeigten, dass der Zusammenhang zwischen Urin-DON und Geburtsgewicht statistisch signifikant blieb (Zusatzdatei 1: Tabelle S2). Die tDON- und fDON-Werte im Urin waren nicht mit der Geburtsdauer und dem Risiko von SGA (Tabelle 2), LW und PTB verbunden (Zusatzdatei 1: Tabelle S3).

Tabelle 3 zeigt die Zusammenhänge zwischen der vorläufigen täglichen DON-Aufnahme der Mutter und den Geburtsergebnissen. Mit jedem Anstieg des Ln-PDI um eine Einheit verringerte sich das Geburtsgewicht um 23,69 g (95 %-KI: -38,99, -8,39). Im Vergleich zum Tertil mit dem niedrigsten PDI war das Tertil mit dem höchsten PDI mit einer signifikanten Abnahme des Geburtsgewichts (bereinigtes β = -82,88 g, 95 %-KI: -129,10, -36,66) und der Geburtslänge (bereinigtes β = -0,17 cm, 95) verbunden % KI: -0,33, -0,01). Im Vergleich zu denen, deren PDI den PMTDI nicht übersteigt (PDI < 1), zeigten unsere Ergebnisse, dass die Überschreitung des PMTDI (PDI ≥ 1) umgekehrt mit dem Geburtsgewicht assoziiert war (bereinigtes β: -79,79 g; 95 %-KI: -119,09, -40,49). ) und Geburtslänge (angepasstes β: -0,21 cm; 95 %-KI: -0,34, -0,07).

Der angepasste OR für den Anstieg des Ln-PDI pro Einheit betrug 1,10 (95 %-KI: 0,94, 1,28) für SGA, war jedoch statistisch nicht signifikant. Allerdings zeigten schwangere Frauen im höchsten PDI-Tertil ein etwa 1,62-fach erhöhtes SGA-Risiko (angepasstes OR = 1,62; 95 %-KI: 1,03, 2,55; P für Trend = 0,036) im Vergleich zu Frauen im niedrigsten Tertil. Darüber hinaus hatten Frauen, deren PDI den PMTDI übersteigt, eine höhere Wahrscheinlichkeit, ein SGA-Baby zur Welt zu bringen (OR = 1,48; 95 %-KI: 1,02, 2,15). Wir fanden keine Beziehungen zwischen der vorläufigen täglichen DON-Aufnahme und dem LBW oder PTB (Zusatzdatei 1: Tabelle S4).

Die stratifizierte Analyse ergab etwas stärkere Zusammenhänge zwischen älteren schwangeren Frauen (Alter ≥ 28 Jahre) und kleinen Jungen. Die Wechselwirkung zwischen mütterlichem Alter und mütterlicher DON-Exposition (tDON, fDON und PDI) auf das Geburtsgewicht war statistisch signifikant (Abb. 1 und Abb . 2). Ähnliche Ergebnisse wurden bei der Analyse des Zusammenhangs zwischen DON-Werten und Geburtsergebnissen nach weiterer Anpassung der Getreideaufnahme bei Frauen mit verfügbaren Ernährungsdaten gefunden (Tabelle 4 und 5).

Stratifizierte Analysen der Zusammenhänge zwischen den DON-Werten im Urin der Mutter während der Schwangerschaft und den Geburtsergebnissen. β (95 %-KI) und OR (95 %-KI) stammen aus linearen Regressionsmodellen und logistischen Regressionsmodellen, angepasst an Alter, BMI vor der Schwangerschaft, Gewicht, durchschnittliches persönliches Einkommen, Bildungsstand, Parität, abnormale Schwangerschafts-Wehen-Vorgeschichte, morgendliche Übelkeit, Alkoholkonsum, Rauchen, Jahreszeit der Probenentnahme, Geschlecht des Säuglings und Gestationsalter bei der Entbindung

Stratifizierte Analysen der Zusammenhänge zwischen der vorläufigen täglichen DON-Aufnahme der Mutter und den Geburtsergebnissen. β (95 %-KI) und OR (95 %-KI) stammen aus linearen Regressionsmodellen und logistischen Regressionsmodellen, angepasst an Alter, BMI vor der Schwangerschaft, durchschnittliches persönliches Einkommen, Bildungsniveau, Parität, abnormale Schwangerschafts-Wehen-Vorgeschichte und morgendliche Übelkeit , Alkoholkonsum, Rauchen, Jahreszeit der Probenahme, Geschlecht des Säuglings und Gestationsalter bei der Entbindung

Die vorliegende Studie untersuchte die DON-Werte im Urin während des zweiten Trimesters und schätzte den PDI von DON bei schwangeren chinesischen Frauen. Wir fanden heraus, dass etwa 35,9 % von ihnen den von der JECFA festgelegten PMTDI-Wert (1 μg/kg KG) überschritten. Bemerkenswert ist, dass dies die erste epidemiologische Studie ist, die auf eine mögliche Dosis-Wirkungs-Beziehung zwischen DON-Exposition und ungünstigen Geburtsergebnissen hinweist. Unsere Ergebnisse zeigten insbesondere, dass der DON-Spiegel im Urin der Mutter und die vorläufige tägliche DON-Aufnahme positiv mit einem niedrigeren Geburtsgewicht verbunden waren. Darüber hinaus hatten schwangere Frauen mit einem DON-PDI über dem PMTDI ein 1,48-fach erhöhtes Risiko, SGA-Nachkommen zur Welt zu bringen.

Die DON-Werte bei schwangeren Frauen waren in der vorliegenden Studie im Vergleich zu denen in anderen Ländern mäßig hoch. Mehr als 90 % der schwangeren Frauen in unserer Studie hatten nachweisbare Gesamt-DON-Werte im Urin, mit einer mittleren Konzentration von 12,1 ng/ml oder 13,5 ng/mg Kreatinin, was auf relativ hohe DON-Werte hinweist. In einer in Bangladesch durchgeführten Studie wies nur etwa die Hälfte der schwangeren Frauen nachweisbare DON-Werte auf, mit durchschnittlichen Konzentrationen von 0,86 ng/ml oder 2,14 ng/mg Kreatinin [26]. Eine andere Studie unter schwangeren Frauen in Ägypten berichtete über eine DON-Erkennungsrate von 68 % mit einem geometrischen Mittelwert von 2,8 μg/g Kreatinin [27]. In Bradford, Großbritannien, Hepworth et al. analysierten Urinproben von schwangeren Frauen im dritten Trimester zur DON-Analyse und stellten fest, dass in allen gemessenen Proben DON im Urin nachgewiesen wurde, mit einem geometrischen Mittelwert von 10,3 ng/mg Kreatinin [28], was dem Nachweisniveau in unserer Forschung ähnelt. Allerdings hatten schwangere Frauen aus Kroatien deutlich höhere DON-Werte als unsere Studienpopulation, mit einer mittleren Konzentration von 48,7 ng/ml oder 41,2 ng/mg Kreatinin und einer geschätzten DON-Aufnahme von 2,5 μg/kg Körpergewicht/Tag, wobei 48 % davon die Probanden überschreiten den PMTDI [29]. Die mittlere und mittlere geschätzte DON-Exposition über die Nahrung für unsere Studienpopulation betrug 1,0 μg/kg KG bzw. 0,7 μg/kg KG. Darüber hinaus überschritten 35,9 % der schwangeren Frauen den PMTDI, was auf eine potenzielle Gefahr einer hohen DON-Exposition bei schwangeren Frauen aus Wuhan, Provinz Hubei, China, hinweist. In China, das in einer gemäßigten Zone liegt, sind die klimatischen Bedingungen für das Wachstum von Pilzen und die Vermehrung von Toxinen günstiger [30]. Darüber hinaus besteht das Ernährungsmuster der Chinesen hauptsächlich aus getreidebasiertem Lebensmittelkonsum, was zu einer höheren DON-Exposition über die Nahrung führen kann [11].

Derzeit hat nur eine Kohortenstudie den Zusammenhang zwischen Serum-DON-Spiegeln und ungünstigen Geburtsergebnissen bei 483 schwangeren Frauen in der 8. bis 24. Schwangerschaftswoche im ländlichen Äthiopien untersucht. Diese Studie konnte jedoch keinen statistisch signifikanten Zusammenhang feststellen [31]. Die DON-Spiegel im Serum waren relativ niedrig und wurden nur bei 38,7 % der Bevölkerung festgestellt, wobei die Konzentrationen zwischen 0 und 2,4 ng/ml lagen. In Nanjing, China, haben Fan et al. entdeckten mehrere Mykotoxine in gepaarten Plasma- und Urinproben und stellten fest, dass die Nachweisrate und die mittlere Konzentration von DON im Urin höher waren als im Plasma [32]. Daher können eine größere Stichprobengröße und höhere Nachweiswerte in unserer Studie dazu beitragen, statistisch signifikante Zusammenhänge zwischen den DON-Werten im Urin und ungünstigen Geburtsergebnissen zu finden.

Unsere Ergebnisse zeigen, dass eine DON-Exposition über die Nahrung während der Schwangerschaft zu einer DON-Exposition im frühen Leben führen kann, was zu einer Verzögerung des fetalen Wachstums führt. Eine geringere Größe oder relative Schlankheit bei der Geburt und im Säuglingsalter wurde mit einer erhöhten Rate an koronarer Herzkrankheit, Schlaganfall, Typ-2-Diabetes mellitus, Adipositas, metabolischem Syndrom und Osteoporose im Erwachsenenalter in Verbindung gebracht [33]. Angesichts dieser Realität ist es wichtig, sich Gedanken über den Zusammenhang zwischen der DON-Exposition der Mutter und ihren Nachkommen zu machen. Darüber hinaus sind weitere Untersuchungen erforderlich, um den sicheren Schwellenwert für die DON-Exposition bei schwangeren Frauen zu bestimmen, und es sollten strengere Richtlinien zur Stärkung der Lebensmittelsicherheit entwickelt werden.

Es gibt mehrere mögliche biologische Mechanismen, die die Wirkung von DON auf Wachstumsstörungen erklären könnten. Erstens kann DON die Nährstoffeffizienz der mütterlichen Darmabsorption beeinträchtigen, was sich auf die Gewichtszunahme des Fötus auswirken könnte [34, 35]. Selbst bei niedrigen Dosen kann der chronische Verzehr von DON-kontaminierten Lebensmitteln eine Darmentzündung auslösen und die Darmschleimhaut schädigen [36, 37]. Die Toxizität von DON beruht hauptsächlich auf der Aktivierung des Signalwegs von Mitogen-aktivierten Proteinkinasen und der Expression von Genen, die wesentliche physiologische und Immunfunktionen von Geweben verändern, was die Expression von Tight-Junction-Proteinen wie Claudinen verringert und die Durchlässigkeit der Darmbarriere verringert [38]. ]. Darüber hinaus haben Studien gezeigt, dass die DON-Exposition über die Nahrung die Darmgesundheit beeinträchtigen kann, indem sie das Gleichgewicht und die Vielfalt der kommensalen Mikrobiota zerstört, was zu einem ökologischen Ungleichgewicht führt [39, 40]. Ein weiterer möglicher Mechanismus könnte mit Veränderungen des Wachstumshormonspiegels zusammenhängen, der durch insulinähnliche Wachstumsfaktoren gesteuert wird [41, 42], die hauptsächlich in der Leber produziert werden. Daher kann die DON-induzierte Hepatotoxizität ein entscheidender Faktor für Wachstum und Entwicklung sein [43].

Mehrere Einschränkungen in der vorliegenden Studie sollten erwähnt werden. Obwohl wir zunächst ein multivariates Analysemodell zur Anpassung an potenzielle Störfaktoren durchgeführt haben, gab es nicht gemessene Störfaktoren, die sich auf die Expositionskonzentrationen und die Ergebnisse der Säuglingsgeburt auswirken könnten. Zweitens haben wir DON nur im Urin gemessen, nicht aber im Blut. Studien haben gezeigt, dass sich DON-Biomarker im Urin als guter Indikator für die Belastung des Körpers zur Beurteilung der DON-Exposition erwiesen haben [44, 45]. Drittens wurden schwangere Frauen, die im zweiten Trimester Urin hatten, in die Analysen der vorliegenden Studie einbezogen. Ernährungsumstellungen aufgrund von Schwangerschaftssymptomen im frühen Trimester können zu DON-Werten im Urin führen, die die DON-Exposition während der Schwangerschaft nicht genau widerspiegeln. Schließlich konzentrierten wir uns auf eine einzelne Mykotoxin-Exposition, ohne die möglichen Auswirkungen einer anderen Mykotoxin-Exposition zu berücksichtigen. Schwangere Frauen können über die Nahrung mehreren Mykotoxinen gleichzeitig ausgesetzt sein, da ähnliche Umweltbedingungen gleichzeitig zur Entstehung mehrerer Mykotoxine in Lebensmitteln führen können [46]. Obwohl eine Kohortenstudie in Bangladesch berichtete, dass die Aufnahme von Ochratoxin A über die Nahrung der Mutter mit einem höheren Risiko für die Geburt eines LBW-Babys verbunden war, konnte kein Unterschied zwischen der alleinigen und der kombinierten Exposition gegenüber anderen Mykotoxinen festgestellt werden [47]. Daher sind weitere epidemiologische Studien erforderlich, um die komplexen Auswirkungen einer Koexposition mit Mykotoxinen auf das Gesundheitsrisiko bei schwangeren Frauen zu bewerten.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine höhere DON-Exposition während der Schwangerschaft mit einem geringeren Geburtsgewicht und einer geringeren Geburtsdauer sowie einem höheren SGA-Risiko bei den Nachkommen verbunden sein kann. Um die Deoxynivalenol-Exposition bei schwangeren chinesischen Frauen zu reduzieren, sind mehr Aufmerksamkeit und Maßnahmen seitens der politischen Entscheidungsträger erforderlich.

Die Daten sind aus ethischen Gründen nicht öffentlich zugänglich, können jedoch auf begründete Anfrage und vorbehaltlich entsprechender Genehmigungen, einschließlich des Exekutivkomitees der TMCHC-Kohorte, von den entsprechenden Autoren bezogen werden.

Deoxynivalenol

Vorläufige maximal tolerierbare tägliche Aufnahmemenge

Gemeinsamer Expertenausschuss für Lebensmittel und Zusatzstoffe

Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit

Tongji-Kohorte für Mütter- und Kindergesundheit

Kostenlos DON

Insgesamt DON

Ultra-Performance-Flüssigkeitschromatographie-Tandem-Massenspektrometrie

Nachweisgrenze

Vorläufige Tagesdosis

Klein für Gestationsalter

Niedriges Geburtsgewicht

Frühgeburt

Body-Mass-Index

Standardabweichung

Konfidenzintervall

Wahrscheinlichkeit

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Die Autoren danken allen Mitarbeitern, Studierenden und Studienteilnehmern, die am TMCHC teilgenommen haben, für ihre wertvollen Beiträge.

Diese Studie wird vom National Key Research and Development Program of China (NO. 2018YFC1603105) und dem National Program on Basic Research Project of China (NO.2013FY114200) unterstützt.

Abteilung für Ernährung und Lebensmittelhygiene, Hubei Key Laboratory of Food Nutrition and Safety, School of Public Health, Tongji Medical College, Huazhong University of Science & Technology, 13 Hangkong Road, Wuhan, 430030, Hubei, China

Tianqi Tan, Wenwen Zhu, Lin Gong, Qian Li, Li Chen, Xuefeng Yang, Liping Hao und Nianhong Yang

Abteilung für Epidemiologie und Biostatistik, School of Public Health, Tongji Medical College, Huazhong University of Science & Technology, Wuhan, 430030, Hubei, China

Tingting Chen, Yizhong Yan, Yiling Li, Jialin Liu und Yanan Li

Wuhan Center for Disease Control and Prevention, Institute of Environmental Health, 288 Machang Road, Wuhan, 430022, Hubei, China

Huaiji Wang

School of Public Health and Emergency Management, Southern University of Science and Technology, Shenzhen, 518055, Guangdong, China

Sheng Wei

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TT und SW konzipierten und gestalteten die Studie. An der Datenerhebung waren TT, TC, WZ, LG, YY, YL1, JL und YL2 beteiligt. TT und QL führten die Datenanalyse durch. TT, TC, LC und SW haben zur Überarbeitung des Manuskripts beigetragen. XY, LH und NY haben die TMCHC-Studie entworfen. HW und SW stellten Ressourcen zur Verfügung. Alle Autoren haben das endgültige Manuskript gelesen und genehmigt.

Korrespondenz mit Huaiji Wang, Nianhong Yang oder Sheng Wei.

Unzutreffend.

Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden Interessen haben.

Springer Nature bleibt neutral hinsichtlich der Zuständigkeitsansprüche in veröffentlichten Karten und institutionellen Zugehörigkeiten.

: Abb.S1. Flussdiagramm der Studienpopulation zur Analyse. Abb.S2. Streudiagramm des freien DON im Urin (fDON) und des gesamten DON im Urin (tDON), alle in logarithmischer Skala (r = 0,810, P < 0,001). Tabelle S1. Mütterliche und neonatale Merkmale für die Studienpopulation, verfügbarer und nicht verfügbarer Urin für Probanden.a. Tabelle S2. Zusammenhänge zwischen den Kreatinin-korrigierten DON-Werten im Urin der Mutter (ng/mg Kreatinin) während der Schwangerschaft und den Geburtsergebnissen. Tabelle S3. Zusammenhang zwischen dem DON-Spiegel im Urin der Mutter (ng/ml) während der Schwangerschaft und dem Risiko eines niedrigen Geburtsgewichts und einer Frühgeburt. Tabelle S4. Zusammenhang zwischen dem DON-Spiegel im Urin der Mutter (ng/ml) während der Schwangerschaft und dem Risiko eines niedrigen Geburtsgewichts und einer Frühgeburt.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Tan, T., Chen, T., Zhu, W. et al. Unerwünschte Zusammenhänge zwischen mütterlicher Deoxynivalenol-Exposition und Geburtsergebnissen: eine prospektive Kohortenstudie in China. BMC Med 21, 328 (2023). https://doi.org/10.1186/s12916-023-03011-5

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Eingegangen: 16. Januar 2023

Angenommen: 27. Juli 2023

Veröffentlicht: 28. August 2023

DOI: https://doi.org/10.1186/s12916-023-03011-5

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Unerwünschte Zusammenhänge zwischen mütterlicher Deoxynivalenol-Exposition und Geburtsergebnissen: eine prospektive Kohortenstudie in China