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目的(1)构建武汉市二氧化氮(Nitrogen dioxide,NO2)暴露浓度的土地利用回归(Land use regression model,LUR)模型,用于估计个体NO2长期暴露水平。(2)探讨孕妇孕期NO2暴露水平与胎儿宫内生长指标及新生儿出生体格指标间的关系。(3)探讨孕妇孕期NO2暴露水平与妊娠期糖尿病(Gestational diabetes mellitus,GDM)及口服葡萄糖耐量试验(Oral glucose tolerance test,OGTT)检查时血糖值间的关系。方法(1)收集武汉市环境保护局公布的2013年1月1日～2015年12月31日NO2监测数据并作为因变量,收集武汉市土地利用、海拔高度、人口密度和道路总长度数据并作为预测变量,采用多元逐步回归方法构建年度和月度LUR模型。采用留一交叉验证法(Leave-one-out-cross-validation,LOOCV)对模型的精度进行评价。(2)采用已构建的月度LUR模型,根据研究对象的家庭住址分别计算孕0～22周、孕0～32周及整个孕期的平均NO2暴露水平。通过超声检查测量孕中期、孕晚期的胎儿双顶径、头围、腹围、股骨长、肱骨长和体重,出生体重和出生身长在出生时由助产士在产房测量。采用半定量调查问卷去获得孕妇年龄、文化程度等协变量信息。采用多元线性回归模型来分析孕期NO2暴露水平与胎儿生长指标间的关系,采用混合效应模型方法对重复测量数据进行分析,采用分层分析探索可能存在的效应修饰作用。(3)采用已构建的月度LUR模型,根据研究对象的家庭住址计算孕0～22周的NO2暴露水平。GDM诊断信息来源于孕中期OGTT检查,采用半定量调查问卷去获得母亲年龄、民族等有关的协变量信息。采用多元线性回归模型来分析孕妇孕0～22周NO2暴露水平与血糖值间的关系,采用多元Logistic回归模型来分析孕妇孕0～22周NO2暴露水平与GDM间的关系,采用分层分析探索可能存在的效应修饰作用。结果(1)共收集了武汉市10个空气质量监测站的日均NO2监测数据。我们分别构建了 2013年、2014年和2015年武汉市年度LUR模型,该模型显示武汉市NO2浓度主要与所在地半径2千米缓冲区内的植被地面积、水体面积、裸地面积及半径5千米缓冲区内的农用地面积相关。3个年度LUR模型的调整R2大小为0.84至0.86,提示模型能解释大部分的变异。LOOCV检验的调整R2大小为0.45至0.67,提示模型具有较好的拟合精度。此外,因不同季节的N02浓度差异较大,为降低测量误差,我们根据各监测站每个月NO2浓度对年度LUR模型进行了校正,共构建了 36个月度LUR预测模型,其调整R2大小为0.50至0.93,LOOCV检验的调整R2为0.41至0.69,显示月度LUR模型也具有较好的拟合精度。(2)2172名孕妇被邀请参加本研究,共有1001名孕妇被纳入研究分析,其整个孕期的NO2暴露水平平均为61.16 μg/m3。在调整了母亲年龄、身高、孕前体重、文化程度、吸烟、饮酒、超声检查孕周、民族、家庭人均月收入和是否服用叶酸后,随着母亲孕0～22周NO2暴露水平每上升10 μg/m3,孕中期胎儿的双顶径、头围、腹围、股骨长、肱骨长和体重分别下降0.40(95%CI:-0.56,-0.24)毫米、1.04(95%CI:-1.57,-0.52)毫米、1.01(95%CI:-1.55,-0.47)毫米、0.24(95%CI:-0.36,-0.12)毫米、0.12(95%CI:-0.23,-0.01)毫米和 7.69(95%CI:-11.43,-3.95)克,差异均有统计学意义(均P<0.05)。随着孕0～32周NO2暴露水平每上升10μg/m3,孕晚期胎儿的双顶径、头围分别下降0.28(95%CI:-0.52,-0.04)毫米和0.76(95%CI:-1.41,-0.10)毫米,差异均有统计学意义(均P<0.05)。分层分析结果显示,母亲孕期NO2暴露对女孩孕中期的头围、股骨长和体重的影响均比对男孩的影响更强;在吸烟的母亲中,NO2暴露对胎儿孕晚期体重的影响比在不吸烟的母亲中更强,交互作用均有统计学意义(均P<0.05)。混合效应模型分析结果显示,随着母亲孕0～22周或孕0～32周NO2暴露水平的上升,胎儿的双顶径、头围、腹围、股骨长均显著下降,差异均有统计学意义(均P<0.05)。(3)2172名孕妇被邀请参加本研究,共有1050名孕妇被纳入研究分析,其孕0～22周的NO2暴露浓度平均为64.29 μg/m3。在调整了年龄、孕前体质指数(Body massindex,BMI)、文化程度、吸烟、饮酒、OGTT检查孕周、民族、家庭人均月收入、糖尿病家族史和是否服用叶酸后,随着孕0～22周NO2暴露水平每增加10 μg/m3,空腹、OGTT检查一小时和两小时血糖值分别上升0.02(95%CI:0.01,0.03)mmol/L、0.23(95%CI:0.16,0.29)mmol/L 和 0.14(95%CI:0.09,0.19)mmol/L,GDM 发病风险上升 41%(OR:1.41.,95%CI:1.19,1.69)。分层分析结果显示,NO2暴露对GDM发病风险的影响在年龄≥30岁的孕妇中比在年龄<30岁的孕妇中更大,在有糖尿病家族史的孕妇中比在无糖尿病家族史的孕妇中更大,交互作用均有统计学意义(均P<0.05)。此外,通过曲线拟合,我们观察到孕期NO2暴露水平与血糖值间存在J型正相关,临界值约在80μg/m3,在NO2暴露浓度超过80 μg/m3时,血糖值随孕期NO2暴露水平升高而升高的趋势更加明显。结论(1)我们所构建的LUR模型能较好地预测武汉市NO2长期暴露水平。(2)母亲孕期NO2暴露水平与胎儿孕中期、孕晚期的生长指标间均存在着显著的负相关关系。(3)孕妇孕期NO2暴露会导致空腹、OGTT检查1小时和2小时血糖值升高,还可导致GDM发病风险上升。