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先天性心脏病是新生儿常见的一种出生缺陷疾病,它已成为危害儿童身心健康、降低人群生活质量的重要公共卫生问题之一。近年来,有关孕期大气污染物暴露对妊娠不良结局的影响越来越引起重视,污染物与先天性心脏病的关系是其中重要的研究课题之一。研究孕妇PM2.5暴露对总体先天性心脏病发生的风险,阐明孕妇PM2.5暴露对先天性心脏病亚型的影响,揭示孕期PM2.5暴露与先天性心脏病的"剂量—反应"关系中可能存在的暴露阈值效应,对预防先天性心脏病和提高出生人口素质具有重大意义。本研究以北京市西城区(城市)和怀柔区(农村)的孕妇为研究人群,利用单点估面(SPA)模型估算得到西城区和怀柔区PM2.5的日均浓度。将孕妇在妊娠早期(妊娠第3-8周)PM2.5的暴露值作为目标预测变量,人口统计学特征以及两个气象因子暴露作为控制预测变量,基于随机森林分类模型,主要评估了:①城乡孕妇在妊娠早期PM2.5平均浓度暴露与先天性心脏病发生的不同风险;②城乡孕妇在妊娠早期PM2.5累积天数暴露与先天性心脏病发生的不同风险;③孕妇在妊娠早期PM2.5平均浓度暴露与房间隔缺损以及室间隔缺损发生的风险。所得主要研究结论如下:城市和农村孕妇在妊娠早期暴露的PM2.5平均浓度对先天性心脏病发生的趋势存在一些异同。当孕妇暴露的PM2.5平均浓度约为60 μg/m3时,两个地区的先天性心脏病发生风险均为0.5左右。但城市孕妇暴露的PM2.5超过80 μg/m3后先天性心脏病发生风险增加明显,而由于农村孕妇PM2.5浓度值暴露低于城市孕妇,因此超过80 μ g/m3后没有观测到先天性心脏病发生风险明显变化的趋势。当孕妇暴露的PM2.5累积天数约在0-20天的范围内,城市和农村孕妇在妊娠早期暴露的PM2.5累积天数对先天性心脏病发生的趋势大致相似,均存在阈值效应。城市孕妇暴露阈值可能约为11天,农村孕妇的暴露阈值可能约为17天,先天性心脏病发生的概率约为0.5。当低于阈值天数时,随着PM2.5累积天数暴露的不断增加,城市和农村的先天性心脏病发生概率均随之增加;当超过这一阈值后,农村孕妇暴露的PM2.5累积天数的增加使先天性心脏病发生的风险骤减,而城市孕妇暴露的PM2.5累积天数的增加缓慢降低了先天性心脏病发生的风险。孕妇妊娠早期PM2.5平均浓度暴露与房间隔缺损的发生关系存在阈值效应,暴露浓度可能约为68μg/m3时,房间隔缺损发生的概率最大,约为0.55。当暴露浓度低于68μg/m3时,房间隔缺损的发生风险随着PM2.5暴露浓度的增加而增加;当暴露浓度超过68μg/m3后,暴露浓度的增加不再扩大房间隔缺损发生的风险。总体上,孕妇妊娠早期PM2.5平均浓度暴露与室间隔缺损发生的关系基本上呈正相关,但当暴露浓度可能约为60-8μg/m3时,室间隔缺损发生的风险出现了小幅度降低的拐点。本研究为妊娠期细颗粒物暴露与先天性心脏病关系的研究提供了额外的证据,对揭示细颗粒物与先天性心脏病存在的"剂量—反应"关系提供了有价值的参考资料,为进一步加强深化医改中先天性心脏病防治和降低儿童死亡率提供科学依据。此外,为进一步制定有效的环境法规、保护易感人群提提供依据。