梁悅 嚴(yán)鑫鑫 張金哲 馬會平 郭廷超 張 強▲

1.中國醫(yī)科大學(xué)國家衛(wèi)健委生殖健康與遺傳醫(yī)學(xué)重點實驗室，遼寧沈陽 110031；2.遼寧省計劃生育科學(xué)研究院，遼寧沈陽 110031；3.天津醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院勞動衛(wèi)生與環(huán)境衛(wèi)生學(xué)系，天津 300070；4.沈陽市婦嬰醫(yī)院生殖中心，遼寧沈陽 110011

目前不孕不育是一個全球性的公共衛(wèi)生問題。多項研究表明環(huán)境中的大氣污染物暴露是導(dǎo)致男性精子質(zhì)量下降的潛在危險因素[1-2]。國外大量研究表明大氣污染、多環(huán)芳香烴暴露、重金屬暴露、吸煙或飲酒、超重或肥胖、社會壓力和特殊疾病等都可能對男性精子質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響[2-15]。精子發(fā)生過程約持續(xù)90 d，這一時段為上述因素提供了足夠的暴露時間。然而大氣污染物暴露與男性生殖健康之間，尤其是與男性精子質(zhì)量下降之間的關(guān)系還沒有得出明確結(jié)論[3-5]。本研究隨機抽取在遼寧省計劃生育科學(xué)研究院男科就診的沈陽常住居民作為研究對象，利用網(wǎng)絡(luò)上公開可用的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)來探討大氣污染物暴露中PM2.5、PM10、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）和臭氧（O3）的個體暴露與精液參數(shù)之間的關(guān)系，以探究在精子發(fā)生的3個關(guān)鍵期（精液采集前0?9 d、前10?14 d和前70?90 d）和精子發(fā)生整個階段（精液采集前0?90 d）的大氣污染物中這些污染物暴露對精子質(zhì)量產(chǎn)生的影響，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

1.1.1 研究地區(qū)和人群 隨機納入2016年9月23日?12月16日于遼寧省計劃生育科學(xué)研究院男科門診就診的221例男性患者。排除標(biāo)準(zhǔn)：患有或曾經(jīng)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)、輸精管結(jié)扎術(shù)、精索靜脈曲張、無精子癥、染色體異常等患者。排除了其中5例男性患者（均為無精癥），最終納入216例。中位年齡為32.83歲。

1.1.2 空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)來源 2016年6月25日?12月26日的沈陽空氣質(zhì)量和氣溫（℃）數(shù)據(jù)從真氣網(wǎng)獲得。空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)包括空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）、PM2.5（μg/m3）、PM10（μg/m3）、SO2（μg/m3）、CO（mg/m3）、NO2（μg/m3）和O3（μg/m3）7 項指標(biāo)數(shù)值?？諝赓|(zhì)量的7 項數(shù)據(jù)中PM2.5、PM10、SO2、CO和NO2的濃度數(shù)值均為24h 平均值，O3的濃度數(shù)值為日8 h 平均值。2016年6月25日?12月16日的175 d 中未有空氣質(zhì)量和氣溫數(shù)據(jù)的缺失。

1.2 方法

精液檢查按照WHO 人類精液檢驗與處理實驗室手冊第5版的要求進(jìn)行。精子質(zhì)量的重要參數(shù)為精子總運動力、前向運動力、精子濃度和精子總數(shù)。精液采集要求禁欲時間為2?7 d，以手淫法取精，使用干凈、廣口塑料容器盛裝。采集后立即送檢，精液分析包括以下幾個步驟：①將受精精液樣本容器放置在溫控臺或水浴箱里（37℃）等待液化；②30?60 min 內(nèi)評估精液的液化情況和物理性狀，測量精液體積；檢測精液的pH值；然后利用半自動化精液分析儀進(jìn)行分析。

1.3 觀察指標(biāo)及評價標(biāo)準(zhǔn)

評估每個受試者精子發(fā)生的整個階段（精液采集前0?90 d）和3個關(guān)鍵期（精液采集前0?9 d、前10?14 d和前70?90 d）PM2.5、PM10、NO2、SO2、CO和O3的個體暴露。從真氣網(wǎng)上收集到2016年6月25日?12月16日沈陽市6 種大氣污染物的24h 平均濃度值，作為研究對象的大氣污染物日均暴露濃度。為探究在代表精子發(fā)育相關(guān)階段的3個關(guān)鍵期和精子發(fā)育的整個階段的大污染物暴露對精子質(zhì)量產(chǎn)生的不利影響，并進(jìn)一步確定大氣污染物暴露主要影響的是精子發(fā)育的哪個階段，故在研究中使用6 種污染物日平均暴露濃度來分別計算精液采集前0?90 d、前0?9 d、前10?14 d和前70?90 d 四個階段的大氣污染物平均暴露濃度。精液質(zhì)量參數(shù)：精液量平均值為3.39 ml，精液pH 平均值為7.17，精子總運動力的平均值為0.35，前向運動力的平均值為0.27，精子濃度的平均值為6.64×107/ml，精子總數(shù)的平均值為2.06×108。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

對數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格篩選，剔除存在缺失的數(shù)值以及數(shù)值嚴(yán)重不符合的樣本。利用數(shù)據(jù)錄入軟件EpiData 3.1 建立數(shù)據(jù)庫，所有數(shù)據(jù)均雙人平行錄入。數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析應(yīng)用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行分析，符合正態(tài)分布的計量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，不符合正態(tài)分布的計量資料采用中位數(shù)表示，分類變量由百分比（%）表示?；诨仡櫺猿彩窖芯窟M(jìn)行統(tǒng)計分析，根據(jù)WHO 人類精液檢驗與處理實驗室手冊第5版精液參數(shù)參考限值將研究對象分為精液參數(shù)正常組和下降組。對數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素分析，將自變量按三分位[上三分位（P1）、中三分位（P2）和下三分位（P3）]轉(zhuǎn)變?yōu)榉诸愖兞?，進(jìn)行χ2檢驗；為進(jìn)一步回歸分析，取檢驗水準(zhǔn)α=0.10，即以P<0.10 時為差異有統(tǒng)計學(xué)意義，進(jìn)一步采用二元Logistic 回歸模型進(jìn)行處理分析，探討4個大氣污染物暴露時間段與每個精子質(zhì)量參數(shù)之間的關(guān)系，并且計算OR值及其95%CI。檢驗水準(zhǔn)取α=0.05，即以P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 研究期間不同大氣污染物平均濃度

2016年6月25日?12月16日共175 d，平均氣溫為12.7℃。175 d 6 種大氣污染物24h 平均濃度數(shù)值的分布和平均水平如圖1 所示。

圖1 研究期間不同大氣污染物平均濃度（以24h 平均濃度計算）

2.2 精液參數(shù)正常組和下降組年齡、大氣污染物暴露濃度的比較

由于大氣污染物暴露資料均為非正態(tài)分布，本研究分別對精液參數(shù)正常組與下降組之間在精液采集前4個階段的年齡和6 種大氣污染物暴露行χ2檢驗。將年齡和大氣污染物濃度按照三分位轉(zhuǎn)換為分類變量，分別為P1、P2、P3。精液采集前0?90 d，精子濃度、精子總數(shù)正常組與其下降組的CO 暴露濃度比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.10）。精液采集前10?14 d，精子濃度正常組與其下降組的NO2和O3暴露濃度比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.10）；精子總數(shù)正常組與其下降組的O3暴露濃度比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.10）。精液采集前70?90 d，精子濃度、精子總數(shù)正常組與其下降組的CO 暴露濃度比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.10）。其余精液參數(shù)正常組和下降組的指標(biāo)比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.10）（表1）。

表1 精液參數(shù)正常組和下降組年齡、大氣污染物暴露濃度的比較（P值）

2.3 精液采集前10～14 d 大氣污染物NO2和O3暴露對精子濃度影響的二元Logistic 回歸分析

精液采集前10?14 d 大氣污染物NO2和O3暴露對精子濃度的影響進(jìn)行二元Logistic 回歸分析，結(jié)果顯示，精液檢查前10?14 d O3暴露三分位水平均有統(tǒng)計學(xué)意義，為精子濃度下降的危險因素（P<0.05）（表2）。

表2 精液采集前10～14 d 大氣污染物NO2和O3暴露對精子濃度影響的二元Logistic 回歸分析

2.4 大氣污染物CO和O3暴露對精子總數(shù)影響的二元Logistic 回歸分析

對大氣污染物CO和O3暴露對精子總數(shù)的影響進(jìn)行二元Logistic 回歸分析，具體結(jié)果見表3。

3 討論

本研究探究了遼寧省沈陽市216例男性暴露于環(huán)境大氣污染物（PM2.5、PM10、SO2、CO、NO2和O3）對精子質(zhì)量改變的影響，結(jié)果顯示，4 種精液參數(shù)正常組與下降組的年齡比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.10）。二元Logistic 回歸分析結(jié)果顯示，精子發(fā)生的4個階段大氣污染物的暴露對前向運動力無顯著影響。與本研究結(jié)果相比，在動物實驗中已經(jīng)證明的SO2暴露會造成睪丸損傷而使小鼠精子質(zhì)量下降[6]這一關(guān)系在本研究中并沒有得到證明。Hansen 等[1]對228名生育年齡男性進(jìn)行的研究表明精子濃度和精子總數(shù)與精子發(fā)育時期的PM2.5暴露無關(guān)，此外還有許多研究結(jié)果表明PM10和PM2.5暴露和精子活力之間存在顯著相關(guān)性[10-16]。Hammoud 等[2]的研究表明，精液采集前3個月的PM2.5暴露與精子活力顯著相關(guān)，但與精子濃度之間無相關(guān)關(guān)系，而本研究結(jié)果提示，PM2.5暴露與精子活力之間并無顯著關(guān)系。2016年中國武漢的一項研究結(jié)果表明在精液采集前70?90 d PM2.5暴露與精子濃度和精子總數(shù)下降有顯著相關(guān)[12]，本研究未發(fā)現(xiàn)在3個關(guān)鍵的暴露期間中PM2.5和PM10暴露與精子參數(shù)改變顯著相關(guān)。

表3 大氣污染物CO和O3暴露對精子總數(shù)影響的二元Logistic回歸分析

與其他相關(guān)研究比較，本研究結(jié)果出現(xiàn)不一致的原因可能包括：①研究人群的選擇出現(xiàn)偏倚。一般情況下，主動前往醫(yī)院進(jìn)行精液檢查的男性可能多來自不孕不育的家庭。本研究中的所有研究對象的詳細(xì)信息尤其是他們是否有不育病史的信息不詳，研究時不能很好地排除一些混雜因素并且不能明確是否有部分研究對象的精子質(zhì)量下降是否是由引起不育的病癥造成而非由大氣污染物暴露導(dǎo)致。這可能會影響研究人群的分布特征，出現(xiàn)選擇偏倚；②研究所處的環(huán)境中大氣污染物暴露水平差別很大。沈陽市大氣污染物濃度處于較高水平，導(dǎo)致本地區(qū)人群大氣污染物暴露水平可能比其他研究的暴露水平要高很多；③暴露測量存在誤差。由于本研究缺乏研究人群具體的地理位置分布，無法精確計算個體大氣污染物的暴露，從而選擇使用沈陽市全市大氣污染物日均濃度來評估研究人群的個體暴露水平。這一步驟可能導(dǎo)致部分研究對象個體暴露水平評估不準(zhǔn)確。本研究對研究對象的室外活動時間欠缺詳細(xì)記錄，對大氣污染物暴露時間，無法進(jìn)行更準(zhǔn)確評估；④研究樣本量不足。因為本研究的研究人群只有216例，樣本量較小，可能在某些暴露與精子質(zhì)量之間關(guān)聯(lián)性較弱時，無法分析得出大氣污染物暴露與精子質(zhì)量之間的顯著相關(guān)關(guān)系。

PM2.5和PM10與精子質(zhì)量降低的關(guān)系仍然是非常具有潛力的關(guān)注點，同時SO2、NO2、CO和O3對于精子質(zhì)量下降的影響也需要進(jìn)行更深入地研究。本研究結(jié)果顯示，精液采集前處于CO、NO2暴露會導(dǎo)致精子質(zhì)量下降，O3和NO2暴露主要影響精子發(fā)育的階段是射精前10?14 d，O3暴露濃度為精子濃度下降的危險因素，而CO 暴露的影響持續(xù)發(fā)生在精子產(chǎn)生的整個階段，提示不同大氣污染物暴露對精子質(zhì)量的影響是在不同的時期。

綜上所述，大氣污染物CO、NO2、和O3暴露與男性精子濃度和精子總數(shù)下降之間有一定的關(guān)聯(lián)，同時未發(fā)現(xiàn)大氣污染物暴露與精子前向運動力之間的任何關(guān)聯(lián)。但本研究存在一些局限性，因此將研究結(jié)果推廣到更大量的人群時應(yīng)該保持謹(jǐn)慎，諸多研究表明大氣污染物暴露與精子質(zhì)量改變之間存在不同的關(guān)系，但真實關(guān)聯(lián)還需要更多的研究探索證實。