吸煙對精液質量和精子DNA完整性的影響

洪菲+陳建偉+婁江濤+等

[摘要] 目的 探討吸煙對男性精液質量和精子DNA完整性的影響。 方法 總計197例男性不育患者（不育非吸煙者85例和不育吸煙者112例）。112例男性不育吸煙患者根據吸煙指數分為吸煙A組、B組和C組。統(tǒng)計分析不育非吸煙組與不育吸煙組，吸煙組A組、B組和C組之間精液質量及精子DNA完整性之間的差異。 結果 （1）不育非吸煙組與不育吸煙組前向運動精子百分率（PR）、正常形態(tài)精子百分率（MNS）、精子DNA碎片化指數（DFI）兩組相比各指標均有統(tǒng)計學意義（P<0.05）；精子濃度、精子存活率、精液體積的差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。（2）吸煙A組與B組比較，精液體積、前向運動精子百分率、精子存活率、精子濃度、正常形態(tài)精子百分率、DFI差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05）；吸煙C組與A組、B組相比前向運動精子百分率、正常形態(tài)精子百分率顯著下降，DFI指數顯著升高，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05），而精子濃度、精子存活率，精液體積的差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。 結論長期大量吸煙可導致男性精液質量下降和精子DNA的損傷，從而影響男性生育。

[關鍵詞] 吸煙；男性不育癥；精液質量；精子DNA完整性

[中圖分類號] R446.1 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-9701（2015）26-0012-03

Effects of cigarette smoking on semen quality and human sperm DNA integrity

HONG Fei CHEN Jianwei LOU Jiangtao ZHANG Xiaoxia

Department of Clinical Laboratory， Ningbo Hospital of Traditional Chinese Medicine Ningbo 315012， China

[Abstract] Objective To explore the effects of cigarette smoking on semen quality and the sperm DNA integrity. Methods A total number of 197 cases of male infertility patients（85 cases infertile of non-smokers and 112 infertile of smokers） were collected. According to smoking index， 112 cases of male infertility smokers were divided into group A、 group B and group C. The differences in semen quality and sperm DNA integrity were statistically analyzed between the infertile non-smoker group and infertile smoker group， also between smoking group A， group B and C. Results There were statistically significant differences between the infertility non-smoker group and infertile smoker group， with the rate of progressively motile sperm （PR）， the rate of morphologically normal sperm （MNS） and the DNA fragmentation index（DFI）， respectively. The sperm concentration， sperm viability rate， semen volume had no significant difference（P>0.05）. （2）There was no statistically significant difference between the smoking group A and group B in semen volume， PR， sperm viability rate， sperm concentration， MNS and DFI（P>0.05）. Compared with smoking group A and B， the PR and MNS of group C were decreased obviously， meanwhile the DFI was increased obviously.There were statistically significant differences（P<0.05）； The sperm concentration， sperm viability rate， semen volume had no significant difference（P>0.05）. Conclusion Long-term and heavy smoking can lead to the decrease in the quality of the male semen and sperm DNA damage， which affects male fertility greatly.

[Key words] Smoking； Male infertility； Semen quality； Sperm DNA integrity

男性不育癥發(fā)病率呈逐年上升趨勢，已逐漸成為社會問題[1]。男性生殖系統(tǒng)病變、內分泌紊亂、免疫因素、藥物濫用、精神心理因素、長期接觸有害物質、不良的生活方式等多種因素與男性不育癥發(fā)病有關。不良的生活方式中，吸煙是重要影響因素之一。有文獻報道，吸煙可以對精液質量有著不同程度的影響，可導致精子前向運動能力減弱，精子活力下降，死亡率升高，精子濃度減少及精子形態(tài)異常等[2-4]，但相關研究均僅限于精液質量等表觀參數，并且精液質量也并非男性不育的絕對決定性因素[5]。精子DNA碎片化指數（DFI）檢測是一項新的從分子水平上評價精子質量的指標，能反映細微的精子異常[6]。由于精子DNA是遺傳信息的載體，DFI檢測能間接反映精子遺傳物質的完整性。精子DNA的損傷會直接影響接胚胎的形成過程及胚胎存活，因此DFI檢測指標能更客觀、更科學地評估男性生育能力。本研究通過對比觀察不育癥患者吸煙者和非吸煙者精子DFI的差異，旨在從微觀角度探討吸煙與男性不育癥的關系，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

197例男性不育癥患者均來自于2013年8月～2014年10月來我院男性科就診病例，年齡24～46歲，平均（31.6±4.5）歲。根據是否吸煙分為兩組：其中不育吸煙組112例，年齡24～45歲，平均（31.2±4.3）歲，不育非吸煙組85例，年齡25～46歲，平均（32.1±4.7）歲。不育吸煙組根據其吸煙指數（每天吸煙的支數×吸煙年數）共分為三組：吸煙A組：吸煙指數<100共43例，年齡26～43歲，平均（30.9±4.2）歲；吸煙B組：100≤吸煙指數≤300共39例，年齡26～41歲，平均（31.0±3.2）歲；吸煙C組：吸煙指數>300共30例，年齡24～45歲，平均（32.0±5.6）歲。上述各組在年齡比較無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。所有研究對象身體健康，經檢查均未見睪丸、染色體及性功能異常，無大量飲灑和長期接觸有害物質史，無生殖道感染和精索靜脈曲張史、無肥胖癥等。女方經婦科、B超檢查和內分泌檢測，排除相關的不孕因素、生殖系統(tǒng)炎癥和其他系統(tǒng)性疾病。所有研究對象均經醫(yī)院倫理委員會同意并簽署知情同意書。

1.2 精液標本采集

依照WHO要求采集前禁欲3～7 d，排小便，精液標本的留取采用自慰方式，收集全部精液于專用精液采集器內，立即保溫送檢。待精液在37℃多維自動混勻恒溫箱內充分液化后進行精液常規(guī)參數和精子DNA完整性檢測。

1.3 實驗方法

1.3.1 精液常規(guī)參數分析 根據WHO《人類精液檢查與處理實驗手冊》（第5版）[7]，等到精液充分液化后，在帶有加熱37℃載物臺的顯微鏡下，應用北京偉力計算機精子分析系統(tǒng)分析精子的濃度、精子存活率和前向運動精子百分率，精子形態(tài)染色采用Diff-Qick法。

1.3.2 精子DNA完整性檢驗測 采用精子染色質擴散法（SCD），試劑由珠海貝索提供，嚴格按試盒說明書操作，雙份測定取平均值。計數方法：高倍鏡下計數500個精子，根據暈環(huán)與精子頭部橫徑的比例，分為大、中、小和無暈環(huán)4個等級。暈環(huán)判斷標準：暈環(huán)寬度>精子頭直徑2/3為大暈環(huán)，精子頭直徑1/4<暈環(huán)寬度≤精子頭直徑2/3為中暈環(huán)，暈環(huán)寬度≤精子頭直徑1/4為小暈環(huán)，呈不規(guī)則的核體或顯色微弱為無暈環(huán)。精子DNA完整無碎片呈現為大暈環(huán)和中暈環(huán)，精子DNA斷裂為碎片則呈現為小暈環(huán)和無暈環(huán)。精子DNA碎片指數（DNA fragmentation idex，DFI）（%）=[（小暈環(huán)+無暈環(huán)）精子數/計數精子總數]×100%。

1.4 統(tǒng)計學分析

采用SPSS17.0統(tǒng)計學軟件進行統(tǒng)計學分析，經正態(tài)性檢驗，精液常規(guī)參數和精子DFI指數符合正態(tài)分布，采用（x±s）表示，兩組間均數比較采用t檢驗，多組間均數比較采用單因素方差方析，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 染色質擴散法（SCD）檢測的精子DNA完整性檢測

封三圖7男性不育非吸煙者染色結果：精子DNA以大暈環(huán)和中暈環(huán)為主，封三圖8男性不育吸煙者染色結果：精子DNA 出現較多的無暈環(huán)和小暈環(huán)，在總暈環(huán)中所占百分比即精子DNA碎片化指數高于不育非吸煙者。

2.2 男性不育吸煙患者精子形態(tài)染色

男性不育吸煙患者精子形態(tài)會出現多種畸形，以頭部畸形最為常見，見封三圖9、封三圖10。

2.3 不育非吸煙組、不育吸煙組精液常規(guī)參數與精子DFI之間的比較

不育吸煙組與不育非吸煙組相比，前向運動精子百分率、正常形態(tài)精子百分率均下降，DFI 則顯著升高，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05），精子濃度、精子存活率、精液體積的差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。見表1。

2.4 不育吸煙組不同吸煙指數的精液常規(guī)參數和精子DFI之間的比較

不同吸煙指數3組間比較：前向運動精子百分率、正常形態(tài)精子百分率、DFI指數差異有統(tǒng)計學意義（P<0.01）。精液體積、精子濃度、精子存活率差異無統(tǒng)計學意義；吸煙A組與B組比較，精液體積、前向運動精子百分率、精子存活率、精子濃度、正常形態(tài)精子百分率、DFI差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05）；吸煙C組與吸煙A組、B組相比前向運動精子百分率、正常形態(tài)精子百分率顯著下降，DFI指數顯著升高，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05），精子濃度、精子存活率、精液體積的差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。見表2。

3 討論

精液常規(guī)檢查是目前最常用的檢測男性不育癥的項目，其主要檢驗指標為精子濃度、精子存活率、前向運動精子百分率及精子的形態(tài)學檢測等。有研究表明，男性的精液質量逐年呈下降趨勢，肖宇等[8]報道顯示浙南地區(qū)精液常規(guī)參全部符合WHO標準的僅占32.9%，吸煙等不良生活方式和環(huán)境污染被認為是重要的影響因素之一。長期吸煙導致香煙中多種有害物質尼古丁、可尼丁、苯并a-芘、一氧化碳、重金屬鎘等在血液中大量堆積，通過血睪屏障損害男性睪丸生殖細胞，使性激素分泌減少，精子生成成熟障礙。毒性物質亦可對精子產生損害，造成精子活力降低、精子畸形增多、精子DNA鏈斷裂增加[9-10]。本研究結果顯示：吸煙對精子前向運動精子百分率、精子的形態(tài)改變尤為顯著，差異有統(tǒng)計學意義，而且隨著吸煙指數升高，精液的質量下降越顯著，而精子的濃度、精子存活率及精液體積差異無統(tǒng)計學意義。與馬芳芳等[11]報道不一致，可能與地區(qū)性的差異，以及標本采集和不同檢測儀器差異等影響檢測結果有關。但精子的濃度、精子存活率總體呈下降趨勢。

精子DNA檢測是一項新的評價精子功能的指標，從分子水平上評價了男性生育功能。精子DNA損傷將影響的受精卵形成、受精卵的分裂以及胚胎的發(fā)育過程，從本質上影響男性生育功能[12]。本文結果顯示男性不育吸煙患者組的精子DNA碎片化指數與非吸煙男性不育組相比顯著增高，差異有統(tǒng)計學意義，與Sepaniak等[13]報道的結果一致。香煙的煙霧中含有許多誘變物質和有毒的氧活性組分，如過氧化氫、自由基、超氧化物陰離子等會導致精子線粒體及核DNA斷裂增加，精子畸形增多[14]。精子DNA斷裂從根本上導致精子的濃度、精子的成活率、前向運動精子百分率、正常形態(tài)精子百分率等精液參數指標的改變。曾蘭等[6]也證實了精子DNA完整性和精液參數改變密切相關。我們在研究中發(fā)現當吸煙指數>300時，改變尤為顯著。吸煙A組與吸煙B組相比精液常規(guī)參數雖呈下降趨勢和DFI呈上升趨勢，但差異無統(tǒng)計學意義，而吸煙C組與吸煙A、吸煙B組相比前向運動精子百分率、正常形態(tài)精子百分率、DFI差異均有顯著性，說明吸煙量越大時間越久，改變越顯著，對男性不育的影響也越顯著。Evenson D等[15]指出可以用DFI來對男性生育功能進行評詁：DFI≤15%具有較高生育能力；DFI<30%為較好生育能力；≥30%為生育能力較差；≥80%無生育能力。而完整的精子DNA對子代來說是非常重要的，DNA受損的精子如果與卵細胞結合，將會影響到整個胚胎的發(fā)育潛能，造成胚胎發(fā)育停止或流產。

男性不育癥病因復雜，往往是多種因素造成的結果，我們在選擇研究對象不可能完全去除其他影響因素，會對本研究結果產生一定的偏差。在研究中發(fā)現有部分重度吸煙男性同樣具有正常的生育能力，這也提示不同個體對香煙中及吸煙程中產生的有害物質的易感性可能存在一定差異。但是本研究結果顯示長期大量吸煙可導致男性精液質量下降和精子DNA的損傷，從而影響男性生育。

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（收稿日期：2015-04-13）