尿液重金属暴露谱检测方法的建立及其在原发性男性不育研究中的应用

摘要

不孕不育一直是生殖健康研究领域一个亟待解决的重大科学问题。近年来的研究表明，男性精液质量显著下降，精子生成障碍已成为男性不育最常见的病因。环境影响男性生殖的因素众多，其中重金属种类繁多，使用量日益增大，人群暴露谱面临着日新月异的变化。很多重金属被证实可以穿过血睾屏障，其对男性生殖健康的危害已经成为研究热点。然而到目前为止，重金属暴露与健康效应的研究仍局限于单一或者某类重金属，难以客观、全面地筛选当前危害人类健康的主要重金属暴露。故而本研究关注重金属混合暴露对男性生殖的影响，采用暴露谱的整体研究策略。
　　本研究通过优化样品前处理方法，建立尿液重金属暴露谱研究方法，并使用一系列方法学评价过程对其进行优化和考察。所建方法不仅准确性好，精密度高，更具有操作简单，样品需求小的特点，适用于大样本人群的高通量分析。进一步将此方法应用于原发性男性不育研究，检测了部分中国汉族男性人群尿液中重金属元素内暴露水平，探讨了重金属混合暴露与男性生殖健康风险的关联，发现了钴(Co)和钼(Mo)的增多可以增加原发性男性不育的发生风险。这些研究为重金属的潜在男性生殖毒性提供了人群流行病学证据和全新的认识，为制订成年男性重金属尿液参考值的范围提供了科学数据。
　　第一部分尿液重金属暴露谱方法学的建立及评价
　　目的：
　　使用电感耦合等离子体质谱，对尿液重金属暴露谱进行整体分析，通过条件优化和方法评价，建立尿液中62种元素（包含48种重金属）检测技术。
　　方法：
　　通过样品前处理，标准曲线配制，内标选择等建立尿液重金属暴露谱方法，通过线性、准确性、精密度等指标综合评价已建立的尿液重金属暴露谱方法。
　　结果：
　　在这62种元素中，元素的检出限为0.00003μg/L-0.78768μg/L，线性范围为0.005μg/L-200μg/L（常量元素为0.01 mg/L-200mg/L），回收率介于85-110％之间，日间和日内相对标准偏差小于12％。
　　结论：
　　与传统元素定量分析相比，此暴露谱方法可同时检测62种元素，不仅操作简单，样品需求小，更具有高通量和无偏的特点。
　　第二部分尿液重金属暴露谱与原发性男性不育的关联性研究
　　目的：
　　运用已建立的重金属暴露谱方法，对原发性男性不育和正常对照的尿液进行检测分析，以发现其中的差异重金属。
　　方法：
　　选择596名原发性男性不育病例及366名对照晨尿样本，进行尿液重金属暴露谱的检测。建立多维模式识别模型，结合单维分析（秩和检验、回归分析），寻找与原发性男性不育相关的差异重金属，并明确重金属混合暴露对原发性男性不育影响的交互作用。
　　结果：
　　秩和检验结果显示，原发性男性不育患者尿液中钛(Ti)、锰(Mn)、钴(Co)、铜(Cu)、硒(Se)、锶(Sr)、锆(Zr)钼(Mo)、银(Ag)、镱(Yb)、钽(Ta)、汞(Hg)的浓度较健康对照组有显著差异（P＜0.05）。正交偏最小二乘判别分析(OPLSDA)模型中，Mo、Se、Ag、Co和Hg是贡献差异的重金属元素。logistic回归分析结果显示，Co、Sr和Mo与原发性男性不育的发生有关。将多维分析与单维分析的结果相结合，发现Co和Mo两种重金属的增多可以增加原发性男性不育的发生风险。此外，交互作用分析结果显示，Co和Mo对原发性男性不育发生风险的提高具有显著的交互作用。
　　结论：
　　本研究基于大样本分析，首次从全局角度揭示Co和Mo暴露与男性不育存在关联且其联合暴露对男性不育发生风险的提高存在交互作用。

目录

声明

摘要

序言

前言

材料与方法

结果

讨论

小结

第二部分 尿液重金属暴露谱与原发性男性不育的关联性研究

前言

材料与方法

结果

讨论

小结

主要创新点

参考文献

综述 生物监测在元素与人类健康关系研究中的应用

附录一：主要缩略词中英文对照

附录二：获奖情况和参加学术活动情况

附录三：人群研究相关证明和基础资料

攻读学位期间已／待发表论文

致谢