Association between Water Fluoride Levels and Low Birth Weight: National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES) 2013–2016
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35897326/
Aaditya Krishna Arun 1,2、Luis Rustveld 3,*、Ajeesh Sunny 3
NHWおよびその他の人種・民族に属する女性は、NHBおよびヒスパニック女性より有意に高齢であった（それぞれ28.5歳および28.9歳 vs 25.7歳 vs 26.5歳、p <0.001）。 教育、医療へのアクセス、食料安全保障において、有意な人種／民族格差が観察された。 ヒスパニック系女性のほぼ21.9%が高校教育を修了しておらず、NHW、NHB、その他の人種・民族の女性（それぞれ3.1%、2.0%、6.2%、p < 0.001）に比べて高かった。 同様に、ヒスパニック系の女性は、NHW、NHB、その他の人種・民族の女性よりも、定期的に医療を受ける場所がないと報告する傾向が強かった（それぞれ5.5%、3.9%、2.3%、4.3%、p < 0.001）。とはいえ、自己申告による健康状態（良好～良好）には人種・民族間で有意差はなかった。 ヒスパニック系とNHBは、NHWの17.4%、他の人種／民族グループの女性の16.1%と比較して、食料不安を報告する傾向が高かった（それぞれ33.2%、26.5%）。 妊娠中の喫煙有病率も、NHW、NHB、他の人種・民族に属する女性に比べ、ヒスパニック系で有意に低かった（それぞれ4.7%、15.1%、10.0%、9.2%、p < 0.001）。 予想されたように、LBWの全有病率（超LBWから中等度LBWの合計）は、ヒスパニック女性（8.6%）およびNHW（6.8%）に比べ、NHB（14.9%）および他の人種／民族グループに属する女性（11.6%）で有意に大きかった、p < 0.001。
表1からわかるように、すべての人種・民族グループ（NHW：77.1%;NHB：68.1%;ヒスパニック：61.2%;その他の人種・民族グループ：75.3%）において、地域の水が主な水道水源であった。 単変量モデルの連続変数として総平野水変数を追加したが、有意ではなかった。 したがって、多変量モデルには含めなかった。
全体として、研究グループ全体で、水フッ化物レベルは、LBW児を出産した女性で正常出生体重児に比べて有意に高かった（0.53±0.04 vs 0.49±0.04,p = 0.05）。 LBW児を出産した女性は、人種/民族グループ間で同程度の平均レベルの水フッ化物に曝露された。 しかし、VLBW児を出産したヒスパニック系およびその他の人種・民族では、有意に高いフッ化物曝露平均レベルが観察された（ヒスパニック系では0.79±0.62、その他の人種・民族では0.71±0.37 vs. 0.37）。62、ヒスパニック系では0.71±0.37 vs. NHWでは0.45±0.35 vs. NHBでは0.57±0.30、p = 0.01）（表1）。
さらに線形回帰を用いた解析では、ヒスパニック系女性では水フッ化物濃度と出生体重の低下との間に有意な関連が強調されたが、NHWおよびNHBでは関連がなかった。表2に示すように、フッ化物のみを共変量として含む単変量線形回帰モデル、または喫煙[32]や社会人口統計学的変数とフッ化物を含む付加的危険因子を含むモデル2-5では、ヒスパニック系女性においてのみ水フッ化物濃度と出生時体重低下との有意な関連が明らかに示された（標準化ベータ係数-0.05（SE、0.47）p = 0.03、表2）。 対照的に、NHW、NHB、および他の人種/民族グループの女性では、モデル内の共変量で調整した後、水フッ化物はLBWと関連しなかった。 モデル5において、年齢はNHBおよびヒスパニックの両女性においてLBWと有意に関連した（NHB、標準化ベータ係数0.07、SE 0.03;ヒスパニック、標準化ベータ係数0.06、SE 0.02）。 同様の線に沿って、妊娠時の母親の喫煙もまた、NHW、ヒスパニック女性、および他の人種/民族グループに属する女性の両方でLBWと関連していた（NHW、標準化ベータ係数0.11、SE 0.36、p < 0.001;ヒスパニック、標準化ベータ係数0.07、SE 0.03;ヒスパニック、標準化ベータ係数0.06、SE 0.02）。001;ヒスパニック、標準化ベータ係数0.08、SE 0.62、p < 0.001;およびその他の人種／民族グループに属する女性、標準化ベータ係数0.07、SE 0.67、p = 0.03）。 NHWのみで、他の群ではみられなかったが、教育と医療を受ける場所の両方がLBWと有意に関連していた（表2、モデル3-5）。 同様に、NHB（モデル3-5）と他の人種/民族グループ（モデル4）に属する女性においてのみ、不健康がLBWと有意に関連していた（表2）。
表
Associations between socio-demographic, smoking, and water fluoridation levels and birth weight: data from the National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES) 2013–2016.
| Non-Hispanic Black | Hispanic | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SE | 95% CI | Beta | SE | p | Beta | 95% CI | p | SE | 95% CI | |
| Model 1 | ||||||||||
| Water Fluoride | 0.44 | −1.14, 0.58 | 0.03 | 0.64 | 0.21 | −0.05 | −1.96, −0.16 | 0.02 | 0.67 | −2.49, 0.14 |
| Model 2 | ||||||||||
| Age | 0.02 | −0.03, 0.05 | 0.07 | 0.02 | 0.01 | 0.06 | 0.01, 0.08 | 0.01 | 0.03 | −0.06, 0.06 |
| Water Fluoride | 0.44 | −1.17, 0.56 | 0.03 | 0.67 | 0.30 | −0.05 | −1.85, −0.06 | 0.03 | 0.67 | −2.43, 0.23 |
| Model 3 | ||||||||||
| Age | 0.02 | −0.03, 0.05 | 0.06 | 0.03 | 0.01 | 0.06 | 0.01, −0.09 | 0.01 | 0.03 | −0.06, 0.06 |
| Water Fluoride | 0.45 | −0.96, 0.81 | 0.03 | 0.68 | 0.22 | −0.04 | −1.86, −0.03 | 0.04 | 0.70 | −2.60, 0.13 |
| <9th-Grade Education | 0.78 | 0.09, 3.14 | 0.02 | 1.12 | 0.45 | −0.01 | −0.70, 0.50 | 0.74 | 0.75 | −0.99, 1.93 |
| Poor Health | 0.34 | −1.29, 0.05 | −0.07 | 0.36 | 0.01 | −0.02 | −0.77, 0.25 | 0.32 | 0.44 | −1.69, 0.03 |
| ヘルスケア・プレイス | 0.63 | 0.57, 3.04 | 0.004 | 1.15 | 0.87 | -0.003 | -1.10, 0.96 | 0.89 | 0.92 | -1.58, 2.03 |
| モデル4の場合 | ||||||||||
| 年齢 | 0.02 | -0.03, 0.05 | 0.06 | 0.03 | 0.01 | 0.06 | 0.01, 0.09 | 0.01 | 0.03 | -0.06, 0.07 |
| 水フッ化物 | 0.45 | -0.98, 0.79 | 0.03 | 0.68 | 0.22 | -0.05 0.47 | -1.95, -0.09 | 0.02 | 0.70 | -2.532, 0.23 |
| 第9学年教育 | 0.78 | 0.08, 3.13 | 0.02 | 1.13 | 0.46 | -0.01 | -0.73, 0.50 | 0.73 | 0.78 | -1.16, 1.89 |
| 健康不良 | 0.35 | -1.32, -0.03 | -0.07の場合 | 0.37 | 0.01 | -0.02 | -0.76, 0.28 | 0.36 | 0.44 | -1.73, 0.001 |
| ヘルスケア・プレイス | 0.63 | 0.51, 2.98 | 0.001 | 1.17 | 0.98 | -0.001 | -1.10, 1.04 | 0.95 | 0.92 | -1.58, 2.03 |
| 食料安全保障 | 0.35 | -1.11, 0.26 | 0.01 | 0.35 | 0.60 | -0.01 | -0.63, 0.43 | 0.70 | 0.50 | -0.42, 1.55 |
| モデル5の場合 | ||||||||||
| 年齢 | 0.02 | -0.04, 0.04 | 0.07 | 0.03 | 0.01 | 0.06 | 0.01, 0.09 | 0.01 | 0.03 | -0.07, 0.06 |
| 水フッ化物 | 0.45 | -0.95, 0.81 | 0.04 | 0.68 | 0.17 | -0.05の場合 | -1.95, -0.09 | 0.03 | 0.71 | -2.66, 0.11 |
| 第9学年教育 | 0.78 | 0.06, 3.10 | 0.02 | 1.12 | 0.53 | -0.01 | -0.74, 0.48 | 0.67 | 0.78 | -1.22, 1.84 |
| 健康不良 | 0.35 | -1.22, 0.14 | -0.07の場合 | 0.36 | 0.01 | -0.03 | -0.81, 0.23 | 0.27 | 0.44 | -1.70, 0.03 |
| ヘルスケア・プレイス | 0.63 | 0.52, 2.97 | -0.01 | 1.18 | 0.70 | 0.001 | -1.04, 1.01 | 0.96 | 0.92 | -1.44, 2.18 |
| 食料安全保障 | 0.35 | -0.95, 0.42 | 0.02 | 0.35 | 0.40 | 0.00 | -0.53, 0.53 | 0.98 | 0.51 | -0.27, 1.72 |
| 喫煙 | 0.36 | 0.87, 2.26 | 0.04 | 0.55 | 0.12 | 0.08 | 0.98, 3.41 | <0.001 | 0.67 | 0.19, 2.84 |
略語 CI、信頼区間、SE、係数の標準誤差。 ベータは標準化。 有意な係数は太字。 出生体重はすべてのモデルで従属変数とした。 水フッ化物濃度はすべての回帰分析で対数変換した。年齢は出産時の母親の年齢である。 すべてのp値は、多重比較を考慮したボンフェローニ補正後の値である。 線形回帰分析は、NHANES 移動試験センターの重みを用いて行った。
水フッ化物と食糧安全保障の交互作用項は、人種／民族グループ間の単変量線形回帰モデルでは有意ではなかった。 したがって、すべての分析で元の食料安全保障変数を使用した。 ロジスティック回帰分析の結果を補足表S1に3つの独立した多変量ロジスティック回帰モデルとして示した。 モデル1では、水フッ化物曝露レベル0.7ppm（0.7ppmはCDCが設定した安全閾値）はLBWと有意に関連していた（Hispanic： OR 1.49,95%CI 1.13,1.97、p = 0.005;NHW：OR 1.01,95%CI 0.71,1.43、p = 0.10;NHB：OR1.12,95%CI0.86,1.45、p = 0.41;その他の人種・民族グループ： OR 1.43,95%CI 0.98,2.08、p = 0.06）は、出産時の母親の年齢、9年生の学歴、妊娠中の喫煙で調整した後であった。 超低出生体重児（VLBW、<1500g）の慢性疾患の重症度が増加することが発表されているので、妊娠中のフッ化物への曝露がVLBW児で正常出生体重児およびLBW児と比較されるかどうかを検討した。 これらの比較（モデル2および3）において、0.7ppmのフッ化物に曝露されたヒスパニック女性はVLBW児を出産する可能性が3.5倍高かった（p < 0.001,補足表S1）。 サンプル数が少ないため、他の人種／民族の女性における喫煙とVLBWの関連を調べることはできなかった。
以上より、我々の解析では、ヒスパニック系女性における過剰なフッ化物への曝露とLBWとの間に有意な関連があることが示された。 さらに、過剰なフッ化物への曝露はヒスパニック女性がVLBW児を出産する確率を有意に増加させる。
4. 考察
NHANESの集団ベースのデータを用いた我々の知見は、確立された出生児危険因子とは独立して、過剰なフッ化物水曝露（>0.7ppm）と出生児体重との間に有意な関連があることを示唆している。 我々の結果は、Ortíz-GarcíaらがEarly Life Exposures in Mexico to Environmental Toxicants（ELEMENT）コホート研究で妊娠中のフッ化物曝露と出生時体重の影響を検討した結果と一致している。 ELEMENT研究は、メキシコにおける環境有害物質が母子の健康に及ぼす影響を検討するためにデザインされた前向きコホート研究である。 著者らは、出生前のフッ化物曝露は、第2期および第3期のフッ化物曝露レベルが増加するにつれて、出生時体重の減少と有意に関連すると結論した（β = -0.25; 95% CI: -0.55; 0.04,p = 0.09およびβ = -0.33; 95% CI: -0.63, -0.03;p = 0.03）[>33]。 ELEMENT研究とわれわれの研究結果を比較する上で重要な考慮点は、メキシコのメキシコシティにある産科病院から妊娠中または分娩中のデータが収集されているため、ELEMENT研究はメキシコ系の女性のより均質な集団を含んでいるということである。 対照的に、NHANESはヒスパニック系民族の出自について非常に詳細な情報を収集し、それをヒスパニックまたはラテン系に分類している。 ヒスパニック系民族グループには、メキシコ系、メキシコ系アメリカ人、チカーノ系、プエルトリコ系、キューバ系、キューバ系アメリカ人、ドミニカ系、中南米系が含まれる。 従って、この結果は米国の人口全体にわたって一般化可能である。 さらに、ELEMENT研究の理解によれば、水のフッ化物濃度は、米国で実施されたNHANES研究でみられたような変動はなかった。 ELEMENT研究のコホートが居住するいくつかの都市部と農村部で採取された水フッ化物サンプルは、メキシコシティの水フッ化物レベルが0.15～1.38mg/Lの範囲にあることを示している[34]。 米国では、0.7～1.2mg/Lのフッ化物が飲料水に添加されるのが一般的である[35]。 NHANES調査には、環境保護庁が設定した許容閾値を超えて非常に高いフッ化物濃度にさらされた被験者が含まれていた。表1でわかるように、すべての人種・民族群では地域水が主な水道水源であった。
ヒスパニック女性において観察された過剰フッ化物とLBWとの有意な関連は、ラティーナ疫学的パラドックス [36]として文献に記載されているように、ヒスパニック女性は正常体重児を出産する可能性が高いことを示唆する既存の疫学的証拠とは対照的である。 ラティーナ疫学的パラドックスは、健康格差を考慮しても、ラティーナ女性は非ラティーナ女性よりも低体重児を出産する確率が低いというものである。[37,38,39]。 ラテン系女性でLBW児の有病率が低いことの説明として、スピリチュアリティ[40]、社会的支援[41]、差別[42,43]などの社会文化的要因など、様々なものが考えられる。 NHB女性に関する我々の知見も、アフリカ系アメリカ人女性がLBW児を出産する重大なリスクがあるという以前の知見を裏付けるものである[44]。 しかしながら、我々の研究における過剰なフッ化物曝露は、NHB女性におけるLBW有病率には影響しなかった。
出生時の体重が2500gの小児は、小児期または成人期早期に、糖尿病、認知障害、心血管障害、代謝障害、さらには死亡率を含むいくつかの慢性疾患に罹患しやすいことが知られており、その重症度はVLBW児でより顕著になると予測されている。[1]。 米国では、VLBWは出生児の約1.0%を占める。 壊死性腸炎、脳室内出血、気管支肺疾患、網膜症がVLBWと関連している[1]。 我々の所見によると、NHBはNHWに比べてVLBW児を出産する確率がほぼ2.4倍高く（それぞれ2.4%対0.7%）、次いでヒスパニック（1.5%）である。 この結果は、Martin JAらが発表した報告書[45]とも一致しており、著者らは2016年に発生した395万件の出生証明書から出生パターンと母親の特徴を調査した。 彼らは、VLBWはNHWおよびヒスパニック女性と比較してNHBでより一般的であったと報告した（それぞれ2.95%、1.07%、1.24%）[45]。
妊娠中の母親の栄養不足がLBWや子宮内発育制限の一因であることを示唆する証拠がある。[46,47]。 我々は、母親の栄養状態の代理として食料安全保障を調べ、出生時体重への影響を調べた。 ニューヨークで881人の妊娠中の青年を対象に行われた研究では、被験者の半数以上が食料不安を報告し、これがさらに低体重児出産や早期妊娠年齢と関連していたことが報告されている。[48]。 バングラデシュで実施された独立した研究では、食料不安のある母親は、食料保障のある母親に比べ、小さいサイズの赤ちゃんを産む可能性が約38%高かった[49]。 さらに別の施設ベースの非マッチ症例対照研究では、食料不安は、LBW児と関連する多くの要因のうちの1つであった[50]。 マラウイの女性を対象とした同様の研究では、さらに母親の食糧不安とLBW児との間に強い関連があることが示された。[51]。
興味深いことに、フッ化物濃度の平均値は人種・民族集団間で同程度であったが、VLBW児を出産したヒスパニック系女性の水フッ化物濃度の平均値が有意に高いことが観察された。 さらに、多変量ロジスティック回帰分析において0.7ppmのフッ化物曝露は、ヒスパニック女性がVLBW児を出産する可能性が3.5倍高いことを示した（補足表S1）。 この分析におけるNHWとNHBのVLBW児のオッズは有意ではなかった。 水中のフッ化物は修正可能な危険因子とみなすことができるため、これらの結果は公衆衛生上重要な意味を持つ。 注目すべきは、過剰なフッ化物を減らすことは、簡単な浄水器を用いて達成できることである。[52]。
多くの一般に公開されているデータセットとは異なり、NHANESデータの人口統計学的分布は米国人口を表しており、したがって所見は一般化できる可能性が高い。 本研究にはいくつかの限界がある。 本研究は横断的であるため、水フッ化物曝露とLBWの時間的関係を決定的に立証することはできない。 本研究に組み入れられた女性が、妊娠・出産時にNHANES研究に参加したときと同じフッ化物濃度の地域に居住していたかどうかは不明である。 さらに、本研究の結果に記載されているように、すべての人種／民族グループにおいて、地域の水が主な水道水源であった。 ただし、水という変数には水道水とボトル入りの水の両方が含まれているという制約がある。 したがって、ボトル入りの水しか飲まなかった参加者を水道水しか飲まなかった参加者から除外することは困難である。 さらに、ボトル入りの水からはフッ化物の測定値は得られなかった。 それにもかかわらず、われわれの分析では、単変量モデルの連続変数として総プレーン水の変数を追加したが、人種／民族群間で有意ではなかった。 したがって、多変量モデルには含めなかった。
我々はまた、妊娠前および妊娠中に曝露されたフッ化物に加えて、他の危険因子が乳児の出生時体重に関連している可能性があることを認める。 しかし、我々の知る限り、これらの危険因子と妊娠前の水道水フッ化物濃度のような環境暴露を測定し、妊娠中に追跡調査する系統的な研究は行われていない。 具体的には、妊娠前および妊娠中（できれば妊娠3カ月ごと）にフッ化物濃度を測定し、妊娠前および妊娠中ともに水中のフッ化物濃度が許容範囲内に保たれている対照群と比較する研究は、妊娠転帰におけるフッ化物の直接的影響について有用な知見を提供すると考えられる。
我々の解析では、NHANESで利用可能なデータポイントが不足しているため、すべてを網羅するものではないと理解しているが、限られた重要な変数のセットで調整した。 このことを考慮し、LBWデータが利用可能であった期間に一貫して収集された変数を含めた。 分析に含まれるすべての変数は、すべての年（2013～2016）にわたって一様に収集されたので、プーリングが分析にバイアスをもたらした可能性はないと考える。 重要なことは、我々の解析は、出生体重とフッ化物濃度に関する完全なデータを有するすべてのサンプルを考慮したことであり、特定の人種・民族グループへの偏見はなかったことである。 研究集団全体にわたって水フッ化物と出生時体重との間に有意な関連を示したわれわれの最初の観察結果を受けて、人種・民族群を検討するサブセット解析を追加した。 このような解析により、水フッ化物とLBWとの関連はヒスパニック集団でより顕著であることが明らかになった。
また、喫煙と妊娠に関連した社会的望ましさバイアスが、妊娠中の喫煙有病率の報告を過小にした可能性も考慮しなければならない。 NHANESは歯科診療とフッ化物曝露に関する詳細なデータを収集しているが、出生時体重のデータは同じ年には入手できない。 したがって、本研究では、歯科シーラントやフッ化物補充によるフッ化物曝露を含む歯科診療の影響を検討することができなかった。 さらに、NHANESは方法論的にフッ化物曝露と出生時体重との関連を検討するようにはデザインされていなかった。
とはいえ、これらすべての限界を踏まえても、我々の知見は、将来、米国における人種・民族集団を横断してフッ化物と出生時体重との関連を検討する縦断的研究の足がかりを形成するものである。 また、本研究で得られた知見は、社会経済的変数との関連で観察されたNHBsにおけるLBWの重大な負担を決して最小化するものではないことに留意することが重要である。
5. 結論
水中の高濃度のフッ化物への曝露は、ヒスパニック女性においてこれまで観察されていた良好な妊娠転帰を変化させる。 本研究の結果から、飲料水中の高濃度のフッ化物への曝露は、ヒスパニック系女性にLBW児を出産するリスクの上昇をもたらすことが示唆される。 これらの所見は、環境毒物としてのフッ化物が胎児の発育に寄与する可能性について注意を喚起する必要性を強調するものである。 これらの所見を確認するためにはさらなる研究が必要である。
| このトピックですでに知られていること 飲料水中のフッ化物への過剰な曝露は、動物モデルやヒト被験者の生殖転帰に有意に影響する。 この研究が追加したこと この研究は、飲料水中のフッ化物曝露とヒスパニック女性における低体重児を産む可能性との関連を示している。 本研究は研究、実践、または政策にどのような影響を与える可能性があるか 本研究から得られた知見は、胎児発育における潜在的な環境毒性物質としてのフッ化物の寄与に対する関心を高める必要性を強調するものである。 |
補足資料
以下の補足資料は以下からダウンロードできる：https://www.mdpi.com/article/10.3390/ijerph19158956/s1, Table S1: 水フッ化物と低出生体重児および超低出生体重児との関連を人種／民族グループ間で示したロジスティック回帰： 国民健康栄養調査（NHANES）、2013-2016年。
利害の対立
著者は利益相反がないことを宣言している。
資金提供声明
本研究は、外部資金援助を受けていない。