苯二甲酸酯类物质环境暴露对男性生殖损害的研究

摘要

研究背景
　　 人口和环境问题是全球面临的重大问题。人类健康及生殖发育问题是影响人类社会发展的重要问题。在过去的几十年中，人类精液质量出现了明显的下降，有关精液下降的地域差异问题也引起了人们的注意。环境因素特别是特殊的地理环境因素对精液的影响越来越得到重视。重庆地处中国西南，位于三峡库区上游，是中国重要的中心城市之一，三峡工程竣工后其对生态环境和库区居民健康的影响受到全国乃至全世界的关注。本室的前期研究发现，三峡库区水中持久性有机污染物污染的主要特点是以多环芳烃类(PAHs)和邻苯二甲酸酯类(PAEs)化合物为代表的复合性污染。PAEs和PAHs 类物质大多具有明确雄性生殖毒性，但目前尚缺乏这两类物质对人群特别是普通人群生殖损害研究的相关资料。
　　 目的
　　 对三峡库区中青年男性的精液质量进行现况研究，全面、深入地了解三峡库区中青年男性精液质量的现状，为重庆三峡库区男性精液质量的研究提供基础数据。探寻PAHs和PAEs 环境暴露水平对男性生殖健康的影响，为PAHs和PAEs 环境污染的防治和人群健康的保护奠定基础，为男性生殖损害的预防提供理论依据。
　　 材料与方法
　　 1.重庆及三峡库区育龄男性精液质量的流行病学调查
　　 在三峡库区重庆段的上、中、下游，选取具有代表性的南岸区，沙坪坝区、万州区、忠县、云阳县以巫山县及作为研究现场，招募20到40岁，没有泌尿生殖系统疾病及其他慢性疾病的汉族男性作为研究对象，建立流动实验室，采集受试人群的精液样本，运用计算机辅助精子分析(CASA)技术，对收集的精液进行分析，并按照WHO的标准对精液质量进行评估。以问卷调查的形式收集受试人群的人口学资料、生活习惯、生育状况、疾病史、职业暴露史等信息，并通过健康体检对受试者的生殖系统健康状况进行评估。运用SPSS13.0统计软件对数据进行独立样本Kruskal-wallis 秩和检验和回归分析。
　　 2.重庆及三峡库区多环芳烃环境暴露水平与男性生殖损伤的关联性研究
　　 通过固相萃取，高效液相色谱-荧光检测(HPLC-FD)技术，分析232例研究对象尿液中2-羟基萘，2-羟基芴，9-羟基菲及1-羟基芘浓度，并用肌酐进行校正。受试者的精液参数按照WHO 参考值分为正常和异常组，精液参数分别作为连续变量和分类变量进行分析。运用Annexin V/PI 染色-流式细胞分析技术，单细胞凝胶电泳实验分析评价精子凋亡及DNA的损伤情况。利用放射免疫分析法，分析受试者血清中睾酮，卵泡刺激素，黄体生成素及雌二醇的浓度，利用酶联免疫技术对受试者血清中雄激素结合蛋白水平进行检测，并计算血清中游离睾酮的含量。运用Spearman 秩相关，多元线性回归和logisitic 回归分析等分析方法分析各代谢产物与男性生殖损伤各项指标间的关联。
　　 3.重庆及三峡库区邻苯二甲酸酯环境暴露水平与男性生殖损伤的关联性研究
　　 通过固相萃取，液相色谱串联质谱(HPLC-MS)技术，分析232例研究对象尿液中邻苯二甲酸单丁酯、邻苯二甲酸单苄酯、邻苯二甲酸单乙酯、邻苯二甲酸单乙基己基酯和邻苯二甲酸浓度。PAEs代谢产物浓度既作为连续变量也按三分位数分层进行分析。受试者的精液参数按照WHO 参考值分为正常和异常组，精液参数分别作为连续变量和分类变量进行分析。运用非条件logistic 回归模型来分析分层后的PAEs代谢产物浓度和精液常规间的关联，同时使用偏相关分析研究连续性尿液PAEs代谢产物水平和精液参数，精子凋亡参数，单细胞凝胶电泳指标，及各种血清性激素水平之间的关联。
　　 结果
　　 1.重庆及三峡库区育龄男性精液质量的流行病学调查
　　 1.1重庆三峡库区育龄男性精液常规各项参数的中位数值为：pH值，7.2；精液量，2.3mL；精子密度，77.8×106/mL；单次射精精子数，167.7×106；快速前向运动精子率(a级精子％)，33％；前向运动精子率[(a+b)级精子％]，52. 6％；正常形态精子率，(28％)。1.2 根据世界卫生组织的标准，在1346例精液样本中，精液常规的各项指标，pH值，精液量，精子浓度，精子数，精子活力及精子形态均达到正常值标准的，只有524例，仅占样本总数的38.9％，有61.1％(822人)的受试者至少有一项精液常规指标低于WHO的标准。重庆三峡库区男性精液质量与其他地区调查结果并不完全相似。精液常规各项指标均符合WHO 标准的对象仅占38.9％，低于国内同类文献的报道。1.3.年龄，吸烟饮酒，体重指数对重庆库区育龄男性的精液常规参数没有影响；随着禁欲时间的增加，精液量，精子数以及精子密度显著增加；季节会对精液质量产生影响，冬季的精液质量好于秋季和夏季。
　　 2.重庆及三峡库区多环芳烃环境暴露水平与男性生殖损伤的关联性研究
　　 2.1PAHs代谢产物：四种多环芳烃代谢产物在库区男性尿液中检出率为100％，经肌酐校正后，2-羟基萘，2-羟基芴，9-羟基菲及1-羟基芘的几何均数分别为：7.72，2.95,1.92和0.66 ug/gcreatinine，与国内外的报道相比，三峡库区男性有着广泛的多环芳烃暴露。
　　 2.2 PAHs代谢产物与精液常规各指标间的关联性分析：logistic 回归与线性回归分析，均没有发现多环芳烃代谢产物与精液常规指标间的关联。
　　 2.3 PAHs代谢产物与精子凋亡间的关联性分析：经年龄，禁欲时间及吸烟状况校正后，多环芳烃的四种代谢产物均与AnnexinV-/PI-细胞率负相关：2-OHNa [(βcoefficient=-9.59％ per lg unit 2-OHNa(ug/gcreatinine)；95％ 可信区间[CI]:-15.78～-3.14)]，2-OHFlu (-11.10；95％ CI:-17.31～-4.88)，9-OHPh(-7.37；95％ CI:-13.04～-1.69)；1-OHP(-5.78；95％ CI:-11.17～0.37)；而与PI+细胞率正相关:2-OHNa(9.68；95％ CI：3.58～15.72)，2-OHFlu (8.91；95％ CI：2.99～14.84)，9-OHPh(6.69；95％ CI：1.32～12.05)；1-OHP(4.56；95％ CI:-0.56～9.68)。PAHs代谢产物与Annexin V+/PI-细胞率之间的回归系数接近零，没有统计学的相关关系。
　　 2.4 PAHs代谢产物与精子DNA 损伤间的关联性分析：经年龄，禁欲时间及吸烟状况校正后，尿中2-OHNa 含量与单细胞凝胶电泳的各项指标间均呈正相关关系：尾部DNA 百分含量[(βcoefficient=13.26％ per lg unit2-OHNa(ug/g creatinine)；95％ 可信区间[CI]：7.97～18.55)]，尾长(12.25；95％ CI：0.01～24.52)，尾矩(7.55；95％ CI：1.28～18.83)。尿中1-OHP和2-OHFlu 含量与尾部DNA百分含量之间也成正相关关系，1-OHP (5.32；95％ CI：0.47～10.17)，2-OHFlu (5.04；95％ CI:-0.99～11.07)。9-OHPh与精子DNA 损伤之间没有关联。
　　 2.5 PAHs代谢产物与血清性激素水平间的关联性分析：经年龄，体重指数及吸烟状况校正后，尿中多环芳烃的四种代谢产物浓度与血清中LH水平均呈正相关关系：2-OHNa [(βcoefficient=0.12；95％ 可信区间[CI]:0.03～0.19)，2-OHFlu (0.17；95％ CI：0.06～0.28)，9-OHPh(0.12；95％ CI:0.02～0.21)；1-OHP(0.12；95％ CI：0.03～0.21)。尿中2-OHNa，2-OHFlu和9-OHPh与血清中FSH水平正相关：2-OHNa [(βcoefficient=0.11；95％ 可信区间[CI]：0.01～0.19)]，2-OHFlu(0.18；95％ CI：0.07～0.29)，9-OHPh(0.13；95％ CI:0.03～0.24)，而1-OHP与FSH 没有关联。血清中睾酮水平及游离睾酮指数与多环芳烃代谢产物之间没有显著的相关关系。
　　 3.重庆及三峡库区邻苯二甲酸酯环境暴露水平与男性生殖损伤的关联性研究
　　 3.1PAEs代谢产物：尿中5种PAEs代谢产物——PA，MBP，MEP，MEHP和MBzP的检出率分别为：100％，100％，77.6％， 58.9％和8.9％。经肌酐校正后，PA，MBP，MEP和MEHP的几何均数分别为：2.2，22.9, 6.5和5.4 ug/g creatinine。
　　 3.2 PAEs代谢产物与精液常规各指标间的关联性分析：相关分析与logistic 回归，均没有发现各PAEs代谢产物与精液常规各指标间显著的关联。
　　 3.3 PAEs代谢产物与精子凋亡间的关联性分析：经年龄，禁欲时间及吸烟状况校正后，没有发现各PAEs代谢产物与精子凋亡各指标间显著的相关关系。
　　 3.4 PAEs代谢产物与精子DNA 损伤间的关联性分析：经年龄，禁欲时间及吸烟状况校正后，没有发现各PAEs代谢产物与单细胞凝胶电泳各指标间显著的相关关系。
　　 3.5 PAEs代谢产物与血清性激素水平间的关联性分析：经年龄，体重指数及吸烟状况校正后，没有发现各PAEs代谢产物与血清性激素水平间显著的相关关系。
　　 结论：本研究通过流行病学调查发现：
　　 1.根据世界卫生组织的标准，重庆三峡库区育龄男性精液参数异常率较高，有着广泛的多环芳烃和邻苯二甲酸酯暴露。
　　 2.多环芳烃该类物质可通过影响精子的质量，破坏精子DNA的完整性，干扰男性生殖内分泌功能来影响男性的生殖健康。
　　 3.邻苯二甲酸酯类物质对成年育龄男性的生殖损伤作用较轻，但仍需进一步的研究来支持我们的研究结论。
　　 4.不同多环芳烃和邻苯二甲酸酯其生殖毒性有可能不同，同时检测其多种代谢产物作为评价其生殖损伤效应的指标是很有必要的。
　　 5. 研究各类环境化学物暴露与男性生殖损伤间的关联十分必要，还需要更多的相关研究来证实我们的结论。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：英文缩写注释表

声明

前言

第一部分重庆及三峡库区育龄男性精液质量的流行病学调查

第三部分重庆及三峡库区邻苯二甲酸酯环境暴露水平与男性生殖损伤的关联性研究

全文总结

致谢

参考文献

文献综述 多环芳烃化合物生殖发育毒性及其接触生物标志物的研究进展

附录

攻读博士学位期间发表的文章