【編者按】

2011年至今，我國生育政策已從“雙獨二孩”發展到“全面三孩”。歷經10年嬗變，“讓不讓生”已不再是問題，取而代之的是“想不想生”和“生了怎么養”。

回顧政策歷程，10年間，從2011年的“雙獨二孩”，到2013年的“單獨二孩”，再到2016年實施“全面二孩”，2021年放開“三孩”，這表明政府提高人口生育水平的決心。事實上，生育背后還有諸多復雜的社會因素相互牽扯，“說生就生”并不容易。

基于此，澎湃新聞推出“生育的細節”系列報道，精選國內外新刊發的人口研究，將后人口轉型時期人們的生育決策及行為置于“顯微鏡”下，以人為本，探究細節。

除了主觀的生育意愿之外，生殖健康問題也是影響生育率的一個不可忽視的因素。今天，本系列推出第十一篇，聚焦男性生育能力。空氣污染是如何影響男性精子質量的？

空氣污染對生殖細胞的損害是近年來生育率下降的重要原因，尤其是在工業化國家。

今年5月，北大核心期刊《中國比較醫學雜志》刊發的一篇研究綜述，以國內外的流行病學人群研究與實驗室動物研究為基礎，總結論述了空氣污染對男性不育的影響及其分子機制。該文提出，多國研究結果基本一致：空氣污染可影響男性生育能力。同時，該文還總結歸納了4種空氣污染影響精子發育的機制。

該研究題為《空氣污染對男性生育能力的影響及其機制》，文章作者來自云南省疾病預防控制中心和云南省第一人民醫院。云南省第一人民醫院疾病預防控制科副主任醫師張瑞仙博士為本文通訊作者。

空氣污染不僅影響精子活力，還影響精子基因組

國內外不少該領域研究發現，空氣污染不僅可能影響精子數量、活力、形態等物理特性，還可能影響精子基因組。

該文指出，衡量男性生育能力最重要、最直接的指標是精子質量。

如何評判精子質量？評判參數主要包括精子數量和/或精子濃度（精子濃度=精子數量/精液量）、總活力、進行性運動、非進行性運動、正常形態精子率；也有研究指向精子基因如DNA碎片指數（DFI）、染色質變化等。

文章指出，意大利一項為期6年的研究顯示，環境顆粒物（PM）濃度與精子的進行性運動能力呈負相關。

香港大學學者利用基于衛星導出的氣溶膠光學深度數據的時空模型，對臺灣6475名15-49歲男性參與者精子質量進行研究，發現2年平均空氣PM2. 5每增加5μg/m3，精子正常形態率下降1.29%、而精液濃度每毫升提高1.03×1000000個; 3個月的空氣質量變化數據結果類似，精子正常形態率下降0.91%、精液濃度變化量同前。因此認為，長期和短期PM2. 5暴露，均與正常形態精子數減少、精液濃度升高相關。

一項淮安市的研究發現，PM2. 5和PM10對精液質量不利影響的敏感期在精子形成的早中期；故鑒于空氣污染的普遍存在，為促進生殖健康，提高精液質量，采取預防措施應于受孕90天前就開始。

除了環境顆粒物（PM）污染外，文章還指出多種空氣污染物對精子質量的影響。

上述文章還提到，Radwan等學者在波蘭進行的研究認為，暴露于空氣污染物PM10、PM2.5、SO2、NOx、CO均與精子形態的異常相關，但對精子濃度和活力卻均無影響。

捷克學者指出，與非產煤地區相比，產煤地區空氣對男性精子活動性有顯著的負面影響，而且，空氣污染與精子及其頭部形態異常比例增高顯著相關，但并未發現其對精子總數有影響。

我國有學者也持續關注該領域，有研究比較了空氣污染程度較輕的農村與污染較重的城市，發現農村居民精液質量較城市者更好，特別是精子形態；研究提示，PM2.5、SO2、NO2可能是城市男性精液質量較差的重要影響因素。

作者總結道，可見，空氣污染可能改變精子數量、活力、形態等物理特性，究其原因，可能在精子DNA水平已發生變化。這點在以上部分研究中已有報道：空氣污染可能影響精子基因組。

如，捷克學者發現，暴露于嚴重空氣污染中的男性，其染色質異常的精子比例顯著增加，DFI增高（DFI即DNA碎片指數，是公認的臨床不育和自然流產的重要直接原因）。類似的，意大利學者在研究PM污染環境中的職業男性時，發現其平均DFI顯著高于對照。

還有一些研究特別關注到汽車尾氣對精子質量的影響。

空氣污染的一個主要來源是汽車尾氣，已有不少研究關注暴露于尾氣中的職業人員。如，高速公路上的收費員與同一公司在室內工作的同事相比，前者在精子數量、活動性和形態（尤其是頭部缺陷）方面均有顯著下降或異常。

空氣污染影響精子發育的4種機制

上述文章還歸納道，空氣污染影響男性生育能力的發生機制可分為4種：干擾內分泌、誘導產生活性氧、血睪屏障破壞和DNA突變、表觀遺傳修飾。

在干擾內分泌方面，空氣污染物，尤其是附著于PM上的多環芳烴，它是具有雌激素、抗雌激素或抗雄激素活性的內分泌干擾物，多環芳烴會通過結合雌激素受體或雄激素受體，發揮激動或拮抗作用；也可能進一步激活芳香烴受體下游通路，參與許多細胞過程，最終影響精子的生成、活力、形態等。

在誘導產生活性氧方面，大多數空氣污染物（如NO2、PM）是活性氧誘導劑，或者通過其所含的重金屬和多環芳烴，誘導活性氧產生。雖然正常受精需要一定量的活性氧，但是過量的話，會對精子造成損傷。因為精子膜含有大量多不飽和脂肪酸，以維持胞膜流動性；然而，這些脂肪酸的過氧化作用會導致其流動性喪失、膜表面酶和離子通道活性降低，從而改變精子的活動能力和精卵融合能力。

活性氧誘導的蛋白氧化，也可能在精子分化的最后階段，發生染色質重塑受損和精化不良，使精子功能改變。此外，活性氧可能引發導致細胞凋亡的連鎖反應。近年也有報道稱，PM2. 5通過PI3K/Akt信號通路引發氧化應激，導致雄性大鼠生殖功能障礙。以上這些錯誤還可能同時或續慣發生、使損害疊加，最終導致精子數量、活性異常，影響男性生育能力。

在血睪屏障破壞和DNA突變方面，多種環境污染物（如多氯聯苯、二氯化鉻等）均可引起睪丸免疫微環境變化，從而直接或間接破壞血睪屏障; 或者，通過誘導活性氧的產生，經多種信號通路引起血睪屏障損傷；炎癥微環境還可致精子DNA鏈斷裂和基因突變，受精潛能下降，進而改變隨后的胚胎發育。

此外，在生殖細胞中，一些空氣污染物分子（尤其是PM中含有的多環芳烴）可通過共價鍵與DNA堿基結合，形成DNA加合物，從而改變基因表達。

在表觀遺傳修飾方面，如DNA甲基化的改變、RNA和/或組蛋白修飾等，均可能在精子發育的不同階段引起基因表達異常。附著于PM的重金屬污染物影響體內多種miRNAs的表達水平，進而影響精子RNA的表達及其潛在功能，如依賴于靶向FOXO1的miR-183/96/182簇表達增加，均可誘發胎兒生長發育異常。

作者總結道，盡管不同國家學者的研究中相關檢測指標并不完全一致，但所取得的結果基本一致，即空氣污染可影響男性生育能力。

作者特別呼吁，保護環境、改善空氣質量，這是對抗空氣污染所致損傷的根本措施。