越来越多的研究显示过去几十年间全球人类精子质量呈下降趋势。2017年Levine等通过1973-2011年185项研究中共计42935名男性精子数据进行分析,发现来自北美、欧洲、澳大利亚和新西兰的男性精子数量显著下降了50%~60%。研究提示,这种下降速度还在持续,甚至有增加的趋势。同时提出由于南美、亚洲和非洲地区男性精子的研究资料非常少,因此未观察到显著下降的现象。随后的研究显示,除欧美之外,非洲、亚洲(孟加拉国和中国)的精子也存在下降的趋势。这一系列研究结果引发了对全球男性精子质量下降原因的。
男性精子质量下降原因的研究显示,精子总数和其他精液参数可能不仅仅与饮食、压力、吸烟等生活方式相关,同时与年龄、体重、细菌感染、环境化学污染物及睾丸局部温度等多种环境因素影响有关。
吸烟是育龄男性普遍具有的不良生活习惯,和男性不育的关系越来越受到关注。吸烟对精液质量影响客观存在,这和Ramlau-Hansen等研究结果一致,他在健康成年男性精液质量调查中发现:精液量、精子浓度、精子总数和精子活力因吸烟量的增加而减少;每天吸烟超过20支的男性精子浓度和精子总数比不吸烟者分别降低19%和29%。张怡等也发现吸烟不仅会造成精子浓度和活力变化,可引起精子形态畸形和精子DNA完整性改变,且随着吸烟时间的延长及日吸烟量的增加,精液质量下降更为显著。陈望强等也报道中、重度吸烟者会严重影响其精子质量,增加不育的可能。
随着我国二孩政策的全面放开,越来越多的高龄夫妻加入了新生命孕育行列,因而男性年龄对生育的影响也受到了越来越多的关注。一般情况下,男性生育能力维持时间相对长于女性,但是伴随着男性年龄的增长和不良生活习惯的形成,男性生育功能也会出现逐渐衰退的情况。有研究报道,随着男性年龄的不断增加,其发生精子畸形的风险会明显增加,从而使得精卵结合的染色体异常和基因缺陷风险增大,容易出现出生缺陷、胚胎停育以及早产等情况。
有资料显示,通过对男性患者进行常规精子质量和精浆生化检测,有助于临床辅助改善其不良生活习惯,从而给予有针对性的干预和治疗措施,改善患者的精子质量,从而降低后代的出生缺陷发生风险。因此,年龄对男性精子质量和精浆生化的影响较大,随着其年龄增长,精子活动率、正常形态、PR值、精子顶体酶活性、精浆锌等均会发生改变,进而影响男性的生育能力和后代生长发育,所以在对不育症患者实施辅助生殖治疗时,应充分考虑年龄因素,选择最佳的生育年龄,从而降低出生缺陷发生风险,达到优生优育的目的。
随着生活水平的提高和生活方式的改变,超重或肥胖者越来越多,由此导致的高血压、糖尿病等疾病亦逐渐增多。精液质量是评估男性生育力的重要指标。临床研究发现,肥胖或超重者生育力明显降低,故认为肥胖或超重可能导致精液质量降低。有研究发现,超重或肥胖人群精液体积、精子浓度和精子总数均明显降低;Chavarro等研究发现,随着体重增加,精液体积明显降低,但超重或肥胖与精子浓度、精子活力及精子形态无明显相关性。目前,对肥胖与精子生成的关系尚不明确。
有研究表明,肥胖可使下丘脑-垂体-促性腺轴分泌功能发生改变,导致促性腺激素释放激素水平降低。此外,超重或肥胖者脂肪组织明显增多,睾丸Leydig细胞合成的睾酮被释放后,在脂肪组织内被芳香化酶迅速转化为雌二醇,使体内睾酮水平降低、雌二醇水平升高,从而导致睾丸内激素生成环境受到损伤,影响精子生成,继而导致精子浓度降低。精子DNA是遗传信息的载体,精子DNA结构完整是衡量精子质量的重要参数,在精子成熟过程中,其头部的组蛋白会被鱼精蛋白取代,形成环形染色质结构,这一过程降低了精子本身对内外环境变化的修复能力。当肥胖达到一定程度可引起睾丸内环境改变,导致精子染色体组装异常,引起DNA结构完整精子率降低,精子头部形态异常,继而导致男性生育力降低。
根据相关流行病学调查显示,育龄夫妇不孕不育发生率为10%~15%,其中一半为男性原因,导致男性不育的因素较多,主要分为外部因素和内部因素,其中男性生殖系统炎症可改变精子生成及成熟的微环境,是影响男性精液质量导致不育的重要因素之一,在影响男性不育的诸多因素中生殖系统感染约占4%~10%。其中沙眼衣原体感染对正常生育力影响的机制部分已得到明确。沙眼衣原体是一种在宿主细胞内生长的革兰氏阴性病原微生物,全球每年大约有1亿新增感染病例,在许多国家每年感染例数还在不断增加,有报道生殖道衣原体感染可导致竞争凋亡增加,引起顶体消失,从而造成精子穿透力减弱。
已有研究发现生殖道慢性炎症可明显影响精子顶体酶活性、精子总活力、精子活动率及前向运动精子百分率、正常形态率及精子低渗肿胀,但对精液pH、精液量及精子密度等参数无明显影响。由于这些患者前列腺液中含有大量激活的炎症细胞,促发炎症反应,一方面可能通过与精子直接接触方式损伤精子,另一方面可能通过粒细胞产生可溶性物质来升高精浆中的活性氧(ROS)水平而至精子功能受到损害并可引起精子顶体酶受损破裂,导致顶体酶流失或使其活性改变,致顶体反应性降低,从而影响精子活动率、精子运动参数和精卵结合而导致不孕不育。
近年来顶体酶活性的相关性研究逐渐成为男性不育领域的热点,这都为广大致力于男性不育症诊疗的科技和临床工作者提供了广阔的领域。值得注意的是在精液参数正常的情况下,精子顶体酶活性的检测是从另一个角度提供判断精子生育能力的方式,这是常规精液检测无法比拟的。
环境因素中的空气污染对精子质量的影响也值得大家的关注。研究显示暴露于空气污染导致精子参数发生了变化,损害了精子的正常生理功能,为精子质量下降提供了有效的科学证据。这些改变涉及降低精子活力,减少精子浓度,改变精子正常形态,主要是头部的形态改变,增加精子DNA损伤。特别是其中多项研究结果显示在相对较低的暴露水平也可以影响精子质量(即使污染物的浓度远低于各国环境立法规定的限值)。总结分析现有空气污染物与精子参数改变之间的显著关联的研究结果,支持精子参数(精子总数、精子活力、精子形态、精子DNA损伤)作为空气污染物的环境暴露毒性效应的早期标志物和生殖健康评价参数的提案。这些证据表明,空气污染可能会改变精子参数带来男性生殖健康问题。近年来空气污染模式发生了巨大变化,这些是否会导致精子质量的损害是一个需要明确回答的问题。因此,今后应开展进一步的相关研究。