杨华君 惠 亚 综述 石修权 施尚鹏 审校遵义医学院公共卫生学院流行病与卫生统计教研室(贵州遵义 563099)
辐射对男性生殖健康影响的研究进展
杨华君 惠 亚 综述 石修权*施尚鹏 审校
遵义医学院公共卫生学院流行病与卫生统计教研室(贵州遵义 563099)
2015年中国互联网络信息中心发布的《第35次中国互联网络发展状况统计报告》[1]中显示,截止到2014年12月,中国网民规模已达到6.49亿,而手机网民规模也达到了5.57亿。所有网民中男性占到了56.4%,而其中处于生育发育期10~19岁占22.8%,生育高峰期20~49岁占到67.6%,共计90.4%。使用手机上网的网民达到了85.8%。报告中还提到有53.1%的网民被认为对互联网有依赖。我国2014年网民人均上网时长达到26.1h/周。在日常生活中,我们使用手机和电脑的频率如此高,使用时间如此长,故必须重视在使用过程中产生的辐射以及对男性生殖健康的影响。我们对近5年来手机、电脑及其他电离辐射对男性生殖健康的影响进行了研究,现阐述如下。
(一)体外实验
Gorpinchenko[2]采集32名精液参数正常且近期未接触电脑或手机男性的精液作为对照组,实验组则采用900-1800MHz的手机进行辐射实验。最终结果显示辐射组与对照组相比,前向运动精子百分率显著降低;而精子DNA碎片率显著升高,且在辐射暴露后2h内明显升高,但是辐射5h后两组间的精子浓度和精子总活力(前向运动精子百分率+非前向运动精子百分率)没有明显差异。在Falzone[3]的研究中,低剂量辐射组和高剂量辐射组与对照组进行实验比较,结果却是精子DNA碎片率在各组间没有差异。
(二)动物实验
Kesari等[4]将辐射组大鼠暴露于手机辐射下,结果与对照组相比,精子浓度明显下降,而精子凋亡率明显上升。Imai等[5]同样也发现辐射组的睾丸组织中精子浓度明显降低,但是在附睾组织中精子浓度则与对照组无差别;并且两组间前向运动精子百分率和精子形态异常率均无统计学差异。Ghanbari[6]的实验结果显示手机辐射暴露组大鼠的前向运动精子百分率和精子总活力均降低,且辐射时间越长下降越明显;而精子浓度和精子形态异常率却与对照组无显著性差异。Lee等[7]的研究同样显示精子浓度未受到手机辐射的影响。Otitoloju等将暴露组老鼠放在手机信号基站的附近,与对照组相比,发现暴露组精子畸形率高,且多出现头部畸形[8]。
有实验研究发现辐射对雄鼠的睾丸、附睾质量和其脏器系数[5,7]是没有影响的。Lee等[7]的研究同时发现,辐射对雄鼠的生精细胞各阶段细胞的百分率和精子细胞凋亡率是没有影响的;而孙莹莹等[9]的研究结果与其相反,显示从辐射染毒3周开始,辐射组体质量明显低于对照组,并且辐射组最终睾丸质量及睾丸脏器系数均明显小于对照组;同时辐射组雄鼠的睾丸组织结构也发现明显的变化,主要表现在生精小管发生萎缩、结构变得疏松,生精上皮结构也变得疏松,即各级生精上皮细胞变小变松,管腔内精子变少,大部分精子出现断尾、畸形。
Kumar[10]和Kesari[11]实验结果均显示,与对照组相比,辐射组的嗜多染红细胞和正染红细胞的比例显著降低,说明手机辐射具有细胞毒性;同时精液的谷胱甘肽氧化物酶、超氧化物歧化酶降低,而过氧化氢酶升高,提示辐射改变了大鼠体内的抗氧化能力。
手机辐射不仅可以影响大鼠自身的生殖功能,而且对其子代雄鼠也会产生一定的影响。高辉等[12]通过将怀孕雌鼠暴露于手机辐射中,分娩后脱离辐射环境,然后分析雌鼠的雄鼠后代精液参数,发现暴露组子代相较于对照组子代,其精子浓度和前向运动精子百分率均显著下降,而精子存活率虽无显著性差异,但也有所下降。
(三)流行病调查研究
杨洋[13]的研究通过多因素的logistic回归分析,发现长时间使用手机是导致男性不育的一项危险因素(OR: 1.282)。Gutschi等[14]对2110名男性进行流行病调查,发现长时间使用手机的男性前向运动精子百分率显著性降低,而精子畸形率显著性增高;血清睾酮含量升高、黄体生成素降低;但是两组精子浓度、血清泌乳素、促性腺激素浓度与对照组比较无差别。Mostafa等[15]的调查也显示每天使用手机超过4h的男性前向运动精子百分率显著降低,且其中前向运动精子百分率明显减少;虽然DNA链有变化,但是还未出现显著性差异;同时该研究还发现每天使用手机超过4h的男性精液活性氧含量升高。
Rago等[16]的调查虽然显示精子浓度、前向运动精子百分率、精子总活力、精子畸形率在使用和不使用手机的男性之间相比没有发现显著性差异,但是他们发现,每天使用手机超过4h组的男性,其精子DNA碎片率明显升高,且习惯把手机放在裤袋的男性平均精子DNA碎片率明显高于习惯把手机放在上衣口袋的男性,从而提示手机使用时间和手机距离生殖器官的远近对男性生育健康均有影响。
Al-Ali等[17]通过比较有勃起功能障碍的男性和正常男性,发现患有勃起功能障碍的男性随身携带手机的时间较长为(4.4±3.6)h/d ,正常男性为(1.8±1)h/d。这提示长时间使用手机可能会影响男性的勃起功能。
在检索2009年之前的文献,我们发现研究的类型主要是动物实验。而查阅近年来的文献中,我们发现关于男性生殖健康与电脑辐射的研究,仅限于流行病调查研究,并未找到相关的体外实验和动物实验。
El-Helaly[18]的调查认为使用电脑是导致男性不育的一个危险因素(OR: 8.01, 95% CI: 4.03-15.87)。
刘安娜[19,20]、包华琼[21,22]刘新[23]、张明[24]等的研究均显示电脑使用组的精子畸形率明显高于对照组。他们的研究显示电脑组相较于对照组,其精子浓度降低[19,20,23,24];精子总活力降低[19,20,24];精子总活力受到的影响具体表现在前向运动精子百分率降低[23],A级精子(快速前向动运精子)百分率下降[20,24]。有研究发现电脑辐射组的精子顶体酶活性、精子去透明带穿卵率降低,从而提示电脑辐射可能会影响受精成功的概率[21]。
除手机和电脑辐射对男性生殖功能影响的报道较多外,我们同时还发现一些微波辐射和雷达辐射的相关文献。
(一)动物实验
张水文等[25]和胡海翔等[26]采用的辐射强度虽然不同,但是他们得到的最终结果一致,均显示微波辐射可明显降低雄鼠精子浓度。胡海翔等[26]的研究进一步显示,前向运动精子百分率降低。张水文等[25]的研究中也指出,D级精子(不动精子)百分率升高,而前向运动精子百分率明显下降。
在国外Kesari等[27]的研究,同样发现辐射组雄鼠的精子浓度下降,精子凋亡率升高。而在Kesari的另外一项研究[28]和Kumar等[29]的研究中,虽然没有发现其精子浓度明显下降,但是结果均显示辐射组精子凋亡率明显升高。Kesari等[27,28]的两项研究结果显示精液的谷胱甘肽氧化物酶、超氧化物歧化酶含量下降,而其过氧化氢酶含量升高。
杨进清等[30]采用连续辐射的方法,发现辐照后3h雄鼠血清睾酮含量明显低于对照组,辐射6h后虽然略有回升,但仍低于对照组,直到辐射24h其血清睾酮含量才恢复到正常水平,但是辐射72h血清睾酮含量再次出现明显降低。同时该研究还发现,经电磁辐射辐照后3~ 7h,辐射组雄鼠的扑捉雌鼠潜伏期明显延长,并且扑捉次数也明显减少,提示辐射可能会降低雄性的性欲。而胡海翔等[26]的研究采取连续14d,每天辐射15min,最后发现,辐射组血清睾酮降低,而孕酮升高。同时观察辐射组雄鼠的睾丸结构发现其生精上皮层轻度疏松、生精细胞变性、坏死和脱落,腔内精子减少,生精小腔内间质蛋白水肿液积聚。以上两个研究都显示出辐射对雄鼠的血清性激素有影响[26,30]。
(二)流行病调查研究
除手机和电脑辐射外,部分人群还可能长期接触到雷达辐射。徐少强[31]关于雷达的流行病调查发现,和防护组相比,辐射组的精子浓度和前向运动精子百分率都明显降低,而D级精子百分率明显升高,这和张水文等[25]对雄鼠的研究结果是一致的;同时,辐射组血清睾酮含量降低,这和胡海翔[26]和杨进清[30]等的研究结果一致。但其他各项指标均无明显差异,这说明进行辐射防护对于保护男性生殖能力是有效和必要的。
从表1我们可以看到近5年辐射相关研究中,国外研究手机辐射(75%,12/16)的较中国(28.57%,4/14)的多。研究电脑辐射的国外文献仅有1篇(6.25%,1/16),而中国有6篇(42.86%,6/14)。国外研究类型多数是采用动物实验(56.25%,9/16),而中国相关研究以流行病学调查研究(57.14%,8/14)为主。
表1 2010年来国内外辐射相关研究的不同研究类型数量
由以上数据我们可以看出,国外研究侧重于手机辐射,而中国的研究则以电脑辐射为主。其可能的原因是中国电脑在近年来才开始普及,因而我国近年对于辐射主要关注在电脑。但是由于手机的广泛普及,尤其是喜欢长时间使用手机者多为青中年,正处于生育发育期和生育高峰期,所以相信我国关于手机辐射对男性生育功能影响的研究将越来越多。
同时国外研究多采用动物实验,而国内研究则偏重于流行病调查研究。主要原因是流行病调查研究很多会涉及伦理学问题,而国外对此要求更加严格,故实施较国内难度大。
有综述[32]认为手机辐射对男性生殖健康的影响主要在其精液质量、睾丸和附睾组织、精液抗氧化能力等。本综述对这一领域的最新研究我们进行了跟进,不但关注了手机辐射,还聚焦了电脑或雷达等其他辐射。我们发现近年来的关于辐射与男性生殖健康的研究,不仅限于精液参数、生殖器官器质性的改变和抗氧化能力的改变,同时也在研究血清性激素水平、性功能以及性欲与辐射的关系。
综上所述,就目前而言,手机辐射和电脑辐射对男性生殖健康产生影响,主要作用在影响男性精液参数和睾丸、附睾等生殖器官,以及抗氧化能力和血清性激素水平等方面。
国内相关研究存在的问题,主要表现在:(1)对于手机辐射的研究较少;(2)手机辐射的动物实验缺乏统一的辐射标准和实验流程;(3)对电脑辐射的研究仅限于流行病调查研究;(4)对手机和电脑辐射影响男性生殖健康的机制研究较少。
基于上述问题,建议以后关于辐射对男性生殖健康影响的研究需注重以下几点:(1)加强手机辐射方面的研究;(2)统一手机和电脑辐射中动物实验的实验标准,如辐射强度、辐射时间、辐射频率等,以及采用相同规格的辐射器材;(3)对手机和电脑辐射对男性生殖健康影响的研究,重点研究应放在机制上,然后基于机制提出预防方法,减轻辐射对男性生殖健康的影响。
致谢:本文由贵州省卫生厅优秀医学青年科技人才基金(gzwkj2010-2-001号) ; 贵州省科技厅、遵义医学院、遵义市科技局联合基金资助项目(黔科合J字LKZ[2010]32号)基金项目资助
辐射; 精子; 不育, 男性
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(2015-06-02收稿)
*通讯作者, E-mail: xqshi@zmc.edu.cn
10.3969/j.issn.1008-0848.2015.08.017
R 698.2