8．7　镉对精液质量的影响

8．7　镉对精液质量的影响

8．7．1　概述

1817年，德国哥廷根大学化学和医药学教授斯特罗迈尔首先发现了镉（Cd）。镉不是人体的必需元素，美国毒物管理学会（ATSDR）将其列为第六位危害人体健康的有毒物质，对肝、肾、肺、睾丸、血液和骨骼系统均可产生毒性［98］。人体内的镉是出生后主要通过食物﹑水和空气而进入体内蓄积下来，而且镉的烟雾和灰尘可经呼吸道吸入；每天吸20支香烟，可吸入镉2～4μg，吸烟者的血镉平均值显著高于不吸烟的对象［98］。镉是一个广泛的高毒性环境污染物，它能够在生物体内蓄积，随着年龄的增加，Cd倾向于在雄性的生殖器官中蓄积［99］。

雄性生殖系统是Cd2＋的敏感部位，镉在体内的蓄积可引起自身免疫性睾丸炎，损伤睾丸血供和影响睾丸功能。镉可对生殖系统产生毒性，明显损害睾丸，使睾丸萎缩或坏死、生精小管萎缩、精子生成障碍，精子数量、精子密度及精子活动率下降，以至影响生殖能力。Cd的破坏作用之一还包括降低雄性大鼠的LH受体mRNA的生物合成，并可导致睾丸坏死及不育［99］。Xu等［100］证明，在远低于影响精子发生的剂量下，镉能降低大鼠的精子运动。还有研究显示，急性染Cd2＋可导致大鼠睾丸内分泌功能障碍和精子生成障碍，氯化镉7．0mg／kg染毒组小鼠睾丸生精细胞层次减少，排列松散，多在4层以下；氯化镉14．0mg／kg组小鼠睾丸病变进一步加重，出现广泛性的生精细胞层次减少，且稀疏，细胞仅剩1～2层［101］。

苏念军等［102］模拟人体摄取镉离子的主要途径，建立亚慢性经口染毒Cd2＋的大鼠模型，结果显示口服氯化镉200mg／kg　1个月和2个月的成年大鼠曲细精管初级精母细胞层与精原细胞层之间发生分离，局限性生精上皮脱落；染毒1个月后大鼠的体重增长值、睾丸每天精子生成量、附睾尾精子量与对照组相比明显减少；睾丸每天精子生成量、附睾尾精子量与染毒Cd2＋剂量呈明显的负相关关系；染毒2个月后大鼠的精子存活率、活动率和正常形态率明显低于对照组，该研究提示亚慢性口服镉可造成成年大鼠睾丸生精上皮损伤、生精功能下降，且损伤具有剂量效应。镉离子还能够破坏精子膜完整性，降低精子运动速率，诱导精子核中的DNA断裂［103］。

中国2002年六省市20～60岁一般健康男性精液质量关系的研究中血清镉含量超过WHO推荐血镉职业性接触限值（5μg／L）的有57例，占所有对象的比例为4．83%。为分析镉对精液质量可能的影响，以血清镉含量的20%（0．6μg／L），40%（0．9μg／L），60%（1．4μg／L）和80%（2．7μg／L）分位数作为分组标准，分5组比较不同血清镉含量对精液质量的影响。

8．7．2　镉对精液量的影响

不同血清镉含量组的精液量有所不同，两两比较结果显示20%～组的精液量为2．66ml，高于＜20%组（2．29ml），调整地区和禁欲时间后仍有统计学差异（表8．22）。不同血清镉组精液量异常的比例也有统计学差异，其中以＜20%组略高，为33．01%，其次为80%～组，为27．42%；60%～组精液量异常的比例较低，仅为15．28%，但调整地区的分析均未发现其组间的差异有统计学意义（表8．23）。以血清镉含量＜20%～组为参照组，比较其他血清镉含量组少精液症的差别，单因素logistic回归和调整取精季节等因素后的分析均显示：20%～组、40%～组和60%～组少精液症发生的风险较低，OR值为0．3～0．4（表8．24）。

表8．22　不同血清镉含量组精液质量均值的比较

续　表

注：＊单因素分析的表示P＜0．05，＃表示调整地区和禁欲时间（分类变量）后P＜0．05，括号内为两两比较的结果，英文字母不同表示两者有统计学差异。

表8．23　不同血清镉组的各精液指标异常的比例（%）

表8．24　血清镉对精液质量影响的logistic回归分析

续　表

注：aOR指调整城乡、取精季节、禁欲时间、年龄、文化程度和人均年收入后的OR值及95%CI。

Xu等的研究［7］发现，精浆镉与精液量呈负相关（r＝－0．29，P＜0．05）。Chia等［104］对184名初次进行不育检查男性的研究也发现，精浆镉与精液量呈负相关。

8．7．3　镉对精子密度的影响

“2002年中国男性精液质量研究”显示，精子密度均值有随着血清镉含量的增加而逐步降低的趋势。血清镉＜20%组精子密度异常的比例最高，为10．05%，其次是80%～组，为8．06%，中间三组精子密度异常的比例均低于3%，但调整地区后其差异无统计学意义（表8．23）。单因素logistic回归显示：与＜20%组相比，80%～组的精子密度趋向于较低等级分布，OR值为1．44（95%CI：1．04～2．01），但调整后的多因素logistic回归未发现有统计学差异（表8．24）。

Chia等［104］对初次进行不育检查的男性研究发现，血镉与精子密度呈负相关。精浆镉与精子密度和精子总数也呈负相关［18］。新加坡的一项对221名男性的研究发现：在少精子症者（精子密度＜20×106／ml）中血浆镉与精子密度呈负相关，而在精子密度正常的对象中这种相关性并不明显［7］。美国的一项研究［105］也显示：在不育男性中精子密度与精浆镉浓度呈明显的负相关（r＝－0．189，P＜0．05），但在一般男性志愿者中无相关性。徐德祥等［19］的研究没有发现精液镉与精液常规指标精子密度、精子总数的相关关系。

8．7．4　镉对精子存活率的影响

不同血清镉组的精子存活率的差异有统计学意义（表8．22），方差分析的两两比较结果显示：血清镉含量80%～组的精子存活率最高，为74．75%，60%～组的精子存活率较低，仅为65．17%。但调整地区因素后其差别无统计学意义（P＞0．05）。不同血清镉含量组的精子存活率异常比例有统计学差异，60%～组精子存活率异常的比例较高，为76．86%，80%～组最低（41．94%），调整地区后的分析结果未显示其有统计学差异（表8．23）。调整后的多因素logistic回归显示：与＜20%组相比，60%～组的精子存活率异常风险较高，OR值分别为1．73（95%CI：1．10～2．72），80%～组精子存活率异常风险降低（OR＝0．37，95%CI：0．24～0．55）（表8．24）。

8．7．5　镉对精子前向运动率的影响

对中国六省市20～60岁一般健康男性精液质量的研究显示：精子前向运动率均值以血清镉含量的40%～和60%～组较高，分别为47．58%和48．36%，＜20%组略低（46．52%），但其差别未达到统计学显著性（表8．22）。弱精子症（精子前向运动率异常）的比例以＜20%组和60%～略低（51．67%、54．59%），其他3组的异常比例在60%～63%，不同血清镉组弱精子症比例的差别有边际统计学意义（P＝0．093）（表8．23）。单因素logistic回归分析结果显示，20%～组和80%～组的弱精子症比例较高，OR值分别为1．55（95%CI：1．07～2．23），1．46（95%CI：1．01～2．11），调整城乡等因素后的logistic回归未发现各组的弱精子症风险有统计学差异（表8．24）。

镉含量高时可导致精子活动度降低，与精子运动正常的对象相比，弱精子症患者的血浆镉浓度较高［106］。Susan Benoff的研究［105］显示：在不育男性中活动精子与精浆镉浓度呈明显的负相关（r＝－0．201，P＜0．05），但在一般男性志愿者中精浆镉与活动精子的相关性不明显。徐德祥等［19］的研究没有发现精液镉与精子活力有相关关系。

8．7．6　镉对精子正常形态率的影响

不同血清镉组的精子正常形态率有统计学差异，＜20%组的精子正常形态率为48．25%± 20．22%，高于其他组，调整地区和禁欲时间后的分析结果显示其差别仍有统计学意义（P＜0．05）。但多元线性回归分析没有发现血清镉与精子正常形态率有线性关系（见附表5）。调整地区后不同血清镉组的精子正常形态率异常的比例有边际统计学差异（P＝0．067）（表8．23）。单因素和调整城乡等因素后的logistic回归发现各组的畸精子症风险无统计学差异（表8．24）。

有研究显示［107］：血浆镉与精子头部畸形和不成熟精子有关，但1999年徐德祥等［19］的研究没有发现精液镉与精子畸形率有明显的相关关系。

8．7．7　镉影响精液质量的可能作用机制

实验研究均已表明，镉可对生殖系统产生毒性，明显损害睾丸，使精子数量、精子密度及精子活动率下降。镉可以直接抑制精子的氧化酶代谢过程，也可以直接抑制精子的运动。此外，镉可阻断精原细胞DNA合成，使精子发育障碍，有研究显示：镉与睾丸组织及精子的DNA氧化损伤有关，精液镉浓度与精子DNA8－OHdG（8－OhdG是最具代表性的人类精子DNA氧化产物之一）水平呈明显的正相关，揭示镉与人类精子DNA氧化损伤有关［19］。

镉在体内的蓄积还可影响锌在体内的代谢，从而间接影响生殖功能，而镉含量较高时摄入锌，可抑制镉的吸收。梁绍先等［108］对46例不育症患者的研究发现，不育男性的精液镉含量高于对照组，锌／镉比值较低。在少、弱、畸形精子症的男性不育患者中，血镉含量在5μg／L及以上的比例为34．2%，而在精液质量正常的对照组中，没有血镉含量超过5μg／L的对象；在血镉浓度5～7μg／L组，精子密度平均为17．58×106／ml，而在＞7μg／L组，精子密度仅为9．87×106／ml（P＜0．05）［87］。在精子密度低下者中，血镉浓度与精子密度呈反比，在某些不育患者精浆镉／锌比值明显升高［7］。姜声扬等［109］的研究发现：锌对镉中毒所致的睾丸和精子损伤有一定的保护作用，研究发现锌保护组与高、中剂量氯化镉染毒组小鼠相比，其精子畸变率明显降低，成熟精子数量无明显减少，显示锌保护组的精子损伤程度低于相应的镉染毒组。锌／镉比值的研究结果提示：锌和镉可能有一定的拮抗作用，这对治疗吸烟的不育患者具有一定的临床应用价值。

虽然目前镉对男性生殖功能研究的人群资料较少，还无法推断镉对人类精液质量的有害作用阈值。但动物实验已经表明，高剂量的镉对生殖系统具有毒性作用。鉴于镉是一种常用的化工和电子原料，而且香烟中含有较高的镉离子，因此，人们在工业生产和日常生活中应该尽量避免镉的污染，特别是吸烟的男性，应采取有效的措施戒烟，避免体内镉蓄积或中毒。

（李玉艳　武俊青）

（微量元素对精液质量影响的多元线性回归分析请见附录6的附表6．11～6．15）

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