長期暴露于可吸入顆粒物對(duì)男性精子質(zhì)量影響

馮永琦 羅 慧 胡雅平 李 濤 李朝彬 姜麗麗*

1.陜西省寶雞市婦幼保健院(721000)2.陜西省榆林市星元醫(yī)院

環(huán)境可吸入顆粒物(PM)的暴露對(duì)生殖健康的影響受到廣泛關(guān)注[1-2]。有研究認(rèn)為精液質(zhì)量差與體內(nèi)PM暴露有關(guān)[1],是引起不孕的一個(gè)重要原因。美國一項(xiàng)研究表明,PM2.5或PM10對(duì)精液質(zhì)量均無顯著影響[3]；而中國和波蘭的兩項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)PM與精子形態(tài)下降顯著相關(guān)[4-5]?；诰拥陌l(fā)育周期,大多數(shù)研究集中在精液收集前約90天的空氣污染[6]。然而人們對(duì)PM的接觸史是漫長的,長期低劑量暴露可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的精子質(zhì)量下降,而關(guān)于這方面的研究目前卻十分有限。因此,本研究收集長期暴露于PM的男性精液,擬分析PM對(duì)于精子質(zhì)量的影響。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

選取2017年10月—2018年12月在本院生殖中心接受輔助生殖技術(shù)手術(shù)且兩年內(nèi)未更換居住地男性為研究對(duì)象。排除標(biāo)準(zhǔn)：患有性傳播疾病、腮腺炎、尿道手術(shù)、睪丸手術(shù)、附睪手術(shù)、輸精管切除術(shù)、少精癥、精索靜脈曲張、染色體異常。本研究經(jīng)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn),研究對(duì)象均簽署知情同意書。

1.2 PM2.5 的測(cè)量

基于衛(wèi)星AOD數(shù)據(jù)建立一個(gè)高分辨率(1×1km)時(shí)空模型測(cè)量地面PM2.5濃度。問卷調(diào)查獲取研究對(duì)象住址并編碼形成緯度和經(jīng)度,計(jì)算特定地址的月和年平均PM2.5濃度,以2年平均PM2.5濃度作為本研究的長期PM2.5暴露指標(biāo)。

1.3 精子質(zhì)量測(cè)量

所有研究對(duì)象在取精前禁欲2～7d,無菌容器收集精液。由專業(yè)技術(shù)人員分析精液質(zhì)量,包括精子濃度、精子總活動(dòng)力、前向運(yùn)動(dòng)精子數(shù)和精子形態(tài)學(xué)。參考標(biāo)準(zhǔn)采用相關(guān)手冊(cè)[7]。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用R3.2.2統(tǒng)計(jì)分析。使用多變量線性回歸模型評(píng)估PM2.5暴露每增加5μg/m3與每個(gè)精液樣本質(zhì)量參數(shù)間關(guān)系。該模型校正如下變量：年齡(歲)、教育(高中及以下、大學(xué)及以上)、吸煙狀況(不吸、戒煙和吸煙)、飲酒量(是、否)、職業(yè)接觸灰塵和有機(jī)溶劑(是和否)、季節(jié)、禁欲時(shí)間(天)及環(huán)境溫度。P<0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料

納入研究783名男性,年齡30.3±5.1歲；文化程度為高中及以下323例(41.3%),大學(xué)及以上460例(58.7%)；吸煙198例(25.3%),已戒煙110例(14%)；飲酒730例(93.2%)；有職業(yè)暴露124例(15.8%)例,其中灰塵45例(5.7%),有機(jī)溶劑659例(84.2%)；精子測(cè)量季節(jié),春(3、4、5月)114例(14.6%),夏(6、7、8月)294例(37.5%),秋(9、10、11月)244例(31.2%),冬(12、1、2月)131例(16.7%)；采樣禁欲時(shí)間4.3±1.4d。

2.2 PM2.5 對(duì)精子質(zhì)量的影響

PM2.5每增加5μg/m3與精子濃度降低及正常精子形態(tài)百分比降低顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),與精子總活力和前向運(yùn)動(dòng)(PR)精子無顯著相關(guān)性(P>0.05)。見表1及圖1。

表1 PM2.5 對(duì)精子質(zhì)量的影響

圖1 PM2.5 與精液質(zhì)量關(guān)系的線性圖

3 討論

不孕不育中男性因素占50%[8]。環(huán)境因素,尤其是空氣污染物被認(rèn)為是造成精液質(zhì)量惡化的潛在因素之一[9]。PM是最主要的空氣污染物,其引起的氧化應(yīng)激反應(yīng)可能干擾精子的發(fā)生。目前,只有少數(shù)小樣本研究分析了環(huán)境PM對(duì)男性精液質(zhì)量的短期影響,并未得出一致結(jié)論[4,10-11]。本研究針對(duì)長期暴露于PM對(duì)男性精子質(zhì)量的影響進(jìn)行探討。

捷克Teplice項(xiàng)目以及中國和波蘭的兩項(xiàng)研究均發(fā)現(xiàn)空氣污染與精子正常形態(tài)之間的負(fù)相關(guān)關(guān)系[4,5,12]。但上述研究只分析了3個(gè)月的PM濃度,而沒有考慮到長期PM暴露對(duì)精子質(zhì)量的影響。美國有3項(xiàng)研究顯示PM的平均暴露時(shí)間從每天到3個(gè)月不等,并未發(fā)現(xiàn)PM暴露與精子質(zhì)量有明顯的相關(guān)性[3,13-14],漢森等[3]將這種不相關(guān)歸因于相對(duì)較低的空氣污染水平。本研究以2年平均PM2.5濃度作為研究對(duì)象長期PM暴露指標(biāo),結(jié)果發(fā)現(xiàn)PM2.5每增加5μg/m3與精子濃度降低和正常精子形態(tài)百分比降低有顯著相關(guān)性,提示PM暴露時(shí)間的增加可能會(huì)對(duì)精子質(zhì)量產(chǎn)生更大影響。

PM影響精子質(zhì)量的機(jī)制尚不完全清楚,可能與氧化應(yīng)激反應(yīng)增加,產(chǎn)生過量活性氧(ROS)有關(guān)。ROS及其代謝產(chǎn)物可以破壞DNA、脂質(zhì)和蛋白質(zhì),改變酶系統(tǒng)和細(xì)胞凋亡,造成精子功能障礙,最終導(dǎo)致精液質(zhì)量下降[15]。此外,PM2.5可攜帶多種微量元素和多環(huán)芳烴。其中金屬鉛和鎘等對(duì)精子產(chǎn)生毒性作用已在研究中得到證實(shí)。PAHs是一組包含多種內(nèi)分泌干擾物的化合物,也可以通過其對(duì)下丘腦-垂體軸和睪丸精子發(fā)生的影響引起精子的改變。

綜上所述,長期暴露于PM2.5能降低精子濃度和正常精子形態(tài)百分比,導(dǎo)致男性不育的發(fā)生。