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研究背景:早期胚胎发育阻滞（Early embryonic arrest,EEA）现象严重影响不孕症妇女的IVF结局。因此,深入探索影响EEA的危险因素具有重要临床意义。目的:本研究基于病例对照研究,分析接受IVF周期的不孕症妇女血液镉（Cd）水平、线粒体DNA D-loop区基因多态性及其交互作用与EEA风险的关联强度,并进一步探索上述两种风险因素对卵子发生和胚胎发育相关指标的不良影响,以解释上述关联背后的潜在原因。方法:采用病例对照研究设计。本研究以2017年6月—2020年3月就诊于安徽医科大学第一附属医院生殖中心的74例发生EEA的不孕症妇女（病例组,共计123个IVF新鲜周期）和157例年龄和BMI匹配的不孕症妇女（对照组,共计180个IVF新鲜周期,每个新鲜周期至少获得70%以上高质量囊胚）为研究对象。通过医院网络就诊系统收集231名不孕妇女的人口统计学与临床资料信息。采用ICPMS检测这些不孕妇女首次进入临床治疗时取卵当日采集的全血中Cd浓度来评估她们环境Cd暴露水平;同时进行PCR扩增和测序筛选线粒体DNA D-loop区单核苷酸多态性位点。采用广义估计方程（Generalized estimating equation,GEE）模型评估环境Cd暴露水平及线粒体DNA D-loop区基因多态性及其两者交互作用与EEA风险之间的关联强度;采用Andersson等人编制的excel计算器计算RERI、AP和S的估计值及其95%置信区间。通过GEE模型评估Cd暴露水平及线粒体DNA D-loop区基因多态性对卵子发生和胚胎发育相关指标的影响。结果:病例组的Cd血液浓度（几何均数:2.06μg/L）显著高于对照组（几何均数:1.69μg/L）（P＜0.001）;与全血Cd水平低浓度组妇女相比（≤1.62μg/L）,高浓度组（＞1.62μg/L）组妇女EEA发生风险显著增加,调整后的OR（95%CI）为2.84（1.42,5.70）;线粒体DNA D-loop区单核苷酸多态性与EEA风险的关联取决于多态性位点,在检测到的286个多态性位点中,其中次要等位基因频率＞10%的有27个位点,且仅有两个基因的多态性与EEA的关联具有显著统计学意义（T16519T vs.T16519C和A16182C）;与携带野生型16519基因（T16519T）的不孕妇女相比,携带突变型（T16519C）不孕妇女EEA的风险显著增加,调整后OR（95%CI）为3.11（1.70,5.72）,与携带野生型（A16182A）的不孕妇女相比,携带突变型（A16182C）不孕妇女EEA的风险显著降低,调整后OR（95%CI）为0.14（0.04,0.50）;与Cd低水平且携带野生型16519基因（T16519T）的不孕妇女相比,Cd高水平且携带突变型16519基因（T16519C）的妇女EEA风险显著增加,调整后OR（95%CI）为48.04（5.30,435.24）,P=0.001;16519基因多态性与环境Cd暴露的相加交互作用相关指标RERI、AP和S及其95%CI的估计值分别为-5.20（-44.96,34.56）,-0.11（-0.94,0.72）,0.90（0.42,1.93）,提示两者无相加交互作用;与Cd低水平且携带野生型16182基因（A16182A）的不孕妇女相比,高Cd水平且携带突变型16182基因（A16182C）妇女EEA风险并未增加,调整后OR（95%CI）为0.09（0.004,1.84）,P=0.116;16182基因多态性与环境Cd暴露的相加交互作用相关指标RERI,AP,S的估值及95%置信区间分别-6.16（-12.73,0.41）,-71.12（-297.98,155.73）,-0.17,提示两者无相加交互作用;环境Cd暴露及线粒体DNA D-loop区16519和16182基因多态性对卵子发生和胚胎发育相关指标的影响有显著统计学意义。结论:我们的研究结果证实了环境Cd暴露、线粒体DNA D-loop区基因多态性及其交互作用与EEA发生风险之间存在统计学关联。高水平环境Cd暴露与EEA的风险呈正相关;线粒体DNA D-loop区基因多态性与EEA的关联取决于基因位点:突变型16519基因（T16519C）与EEA的发生风险呈正相关,而突变型16182基因（A16182C）与EEA的发生风险呈负相关;其他基因位点与EEA风险的关联无显著统计学意义。在交互作用方面,Cd高暴露水平且携带突变型16519基因的不孕妇女与EEA发生风险的关联强度更高,而Cd高暴露水平且携带突变型16182基因的不孕妇女与EEA发生风险的关联无显著统计学意义。此外,这些关联可能源于Cd暴露或16519/16182基因多态性对卵子发生和胚胎发育的影响。未来需要进一步的研究来阐明这些关联背后的潜在机制。