15．1 精液质量存在下降趋势
15．1．1 文献回顾研究
15．1．1．1 国外的研究
早在20世纪70年代，Nelson等［2］提出了人类精液质量存在下降趋势，但由于这一结论来自于高度选择的人群，或者是来自不育症就诊人群，因此，该结果被认为是由选择偏倚所致，而非真实的生物学现象，故一直没有引起学术界足够重视。
图15．1 1938～1990年61篇文献精子平均密度的加权线性回归（Carlsen，1992）
直至1992年，丹麦学者Carlsen等［3］在英国医学杂志（BMJ）上发表了一篇全球精液质量的Meta分析文献，精液质量的下降趋势才逐渐引起广泛的重视。Carlsen等对1938～1991年世界各地发表的精液质量相关文献进行检索，排除针对不育和泌尿道畸形人群的文献，亦排除了精子计数采用非人工计数的研究，仅纳入已知有生育力或生育力未知人群的研究；最终纳入了61篇文献，共14 947例男性。提取这些研究中的相关数据，进行线性回归分析，结果显示，半个世纪以来，全球男性精液质量存在下降趋势，平均精子密度从113× 106／ml下降到66×106／ml，下降了近一半；平均每次射精量也从3．40ml下降到2．75ml，下降了近20%，两者合并考虑认为总精子计数的下降更为严重（图15．1）。Carlsen还指出这一下降趋势与同期男性生殖道先天畸形、睾丸癌等的发病率的上升趋势平行［4］。该结果一经发表，就引起了科学界和公众的广泛重视。
然而，学术界对此的质疑颇多［5～7］，主要包括3个方面：①Carlsen纳入分析的61篇文献，来自不同地域，研究目的、资料收集方式及采用标准可能是不同的，数据的质量也可能参差不齐，因此合并分析可能不合适。②该Meta分析使用线性回归分析，但精液质量的变化有可能不是线性的，故分析方法的适用性需要考证。③各种研究中可能存在混杂和偏倚，包括人群的选择性偏倚、精液收集方法及精液分析实验室操作不相同的可比性问题，年龄、禁欲时间等混杂作用，且地域的代表性也有偏颇。评论家们认为，对这些问题Carlsen未予全面考虑，所以在Carlsen之后，许多生殖流行病学专家对Carlsen应用文献及以往文献的数据做了进一步深入的分析。
1997年，Swan等［8］对Carlsen研究过的文献资料进行了再分析，在控制禁欲时间、年龄、有生育力男性的比例及精液采集方法之后，采用线性回归（linear）、样条拟合（spline）和阶梯（step）模型重新分析。Swan发现linear和step模型中美国和欧洲或澳大利亚精子密度存在下降趋势，linear模型斜率分别为－1．50和－3．13，下降速度比Carlsen得出的结果更快，这印证了Carlsen的结论；而其他非西方地区由于数据有限，进行趋势评价还不够充分。但该研究中，spline模型以1970年之前美国的资料为参照组，仅发现欧洲地区存在下降趋势（表15．1）。
两年后，Swan汇总了前人采用不同方法对Carlsen所用文献的再分析，从精子计数方法、统计方法、混杂和偏倚等作了深入分析，认为精子计数方法和从前的方法相比没有明显改变，不影响以往结论的可靠性；采用不同统计学方法虽可以得到不同的估计，但并不能单独解释这一趋势；她将1970年之后的文献独立分析，发现美国和欧洲地区仍存在下降趋势，而且下降更快（表15．2）。Swan提出，控制了混杂因素之后，甚至在某种程度上，使Carlsen的发现更加明显，这些从方法学上再次支持了Carlsen的结论［9］。
表15．1 平均精子密度的时间和地区变化（Swan，1997）
表15．2 1970年之后研究与1938～1990年间所有的研究多重回归分析（Swan，1999）
2000年，Swan等［10］再次用同样的方法，对Carlsen的研究在时间上进一步扩展，其中排除7篇Carlsen研究过的不符合研究条件的文献，并从Medline文学库搜索增加了47篇符合条件的文献，其中包括1930～1990发表的28篇、1990～1996年新发表的文献19篇，最终纳入101篇，分析得出，北美和欧洲精液质量的下降趋势仍然存在，linear模型中斜率分别为－0．80和－2．35，仅略低于之前的研究，其他地区并无类似趋势，因此认为1938～1990年分析发现的下降趋势同样存在于1930～1996年，但存在地区差异（图15．2，表15．3）。
图15．2 101个研究数据分布和线性趋势（Swan，2000）
表15．3 1934～1990年101篇文献平均精子密度分析（Swan，2000）
Swan等在3次再分析中，对方法学和可能存在的偏倚进行了控制，得出的结论和Carlsen一致；且第3次分析，对时间进行了拓展，覆盖面更广，样本量更大，仍显示一致的结论，这进一步确认了下降趋势的存在。因此，她认为这些历史性资料尽管未控制禁欲时间，随机误差较大，但结论应是比较可靠的。虽然Swan等采用了不同的统计方法，对地域差异作了分层，也考虑了部分混杂因素，但是她仍无法避免不同研究间数据的参差，比如禁欲时间信息不全、各个实验室的标准可能不同、分析采用的时间是文献的发表时间而非采精时间，而且研究选择有生育力的人群（含生育力未知）而非一般人群等等，这使得Carlsen和Swan等的研究结果信服力仍显不足。
除了有生育力的和生育力未知的人群发现精液质量下降趋势外，也有不少研究发现不育人群的精液质量同样存在类似的趋势。Glockner［11］等回顾了德国1974～1994年间，因不育就诊的男性5 149例（多数为首次就诊），发现在实验室标准、方法、人员保持稳定，调查对象不做事先选择的情况下，不育人群的平均精子密度年均下降2．1%，从1974～1976年的48．11× 106／ml年均下降2．1%，至1992～1994年的25．71×106／ml，后者接近当时WHO正常精子密度的下限；精子快速前向运动率从38．36%下降到21．64%；正常精子形态率从63．7%下降到42．2%。但对不同时间不育人群的研究进行比较，可能存在一定的局限性及偏性。因为由于科技的进步，1992～1994年时，许多原来可能被认为不育的男性，能够通过相对简单、适当的辅助治疗，或者不育原因中部分女性的原因获得了解决，使男性能在同样精液质量下获得生育能力。因此，1992～1994年就诊的不育人群可能有许多人已经寻求过医学帮助（可能不是通过不育门诊），但仍无法正常生育而就诊的，这部分人本身可能精液质量就比较差，故人群的选择性偏倚仍然不能除外。
15．1．1．2 国内的研究
我国由某一实验室长期收集精液数据进行质量趋势分析的专题研究较少，有关精液质量时间趋势的Meta分析也不多，而且研究的结论不尽相同。
张树成等［12］收集了国内1981～1996年间发表的114篇有关我国有生育力男性精液质量的文献，包含39个市（县）的9 292名研究对象，采用年份及研究中的各精液质量指标的平均值对我国男性精液质量的变化趋势进行直线回归分析。张树成的分析结果显示：16年来我国男性平均射精量、精子计数、活动率和正常形态率均存在下降趋势，分别年均降低0．02ml，1．47×106／ml，0．56%和0．55%，速度高于国外水平。但是该研究所采用的文献多数集中在1988～1992年间，例数占了近一半；样本量超过100例的文献仅占30%，年龄和禁欲时间跨度较大未进行校正，地域差异也未作考虑，而且研究人群为有生育力人群，不能代表一般人群，因而存在某些偏性（图15．3）。
图15．3 1981～1996年114个研究精液参数分布和线性趋势（张树成，1999）
黄春妍等［13］检索了我国1985～2008年发表的有关精液质量的文献，选取研究对象为有生育力和生育状况未知的正常男性的文献76篇，提取相关资料和数据，绘制散点图和进行直线回归分析趋势，结果显示：20年来国内正常男性的精液量没有明显变化；1985～1994年精子密度和精子总数未呈现下降趋势，但自1995～2008年，精子密度和精子总数呈现显著下降趋势，精子密度从1995年81．5×106／ml下降到2008年66．7×106／ml，年均下降1．40%；精子总数从257．2×106下降到185．9×106，年均下降2．15%。作者认为这一趋势可能与进入重化工时代日益加重的环境污染有关（图15．4，图15．5）。同样的，黄春妍等未用多因素对年龄、禁欲时间和精子密度测量方法进行控制，地域差异也未作校正，研究也非针对一般人群，这也影响了该研究结果的可靠性。
黄莉萍等［14］回顾了1985～2009年间我国生育力正常男性精液质量相关文献115篇，涉及69个县市的23 126人，用直线回归法和秩和检验分析。结果显示：精子密度、精子非前向运动呈下降趋势，年均分别下降0．004×106／ml、2．6%。1985～1989年、1990～1999年、2000～2009年三组的精子密度、精子总数的K－S秩和检验显示组间差异有统计学意义，因此，认为近25年来我国正常生育力男子的精子密度可能呈下降趋势（表15．4，图15．6、图15．7）。但是黄莉萍将文献资料，按照年份分为三组，把不同年份样本量大小不同的研究结果整合在一起，可能会使研究结果出现偏差，不能反映精液质量的真实变化情况。而且研究中用发表年份和采精年份同时纳入分析，未对发表年份做适当调整，会导致出版年份偏倚。
图15．4 1985～1994年间精子密度变化（文献数30篇，黄春妍，2010）
(https://www.daowen.com)
图15．5 1995～2008年间精子密度变化（文献数46篇，黄春妍，2010）
表15．4 1985～2009年间我国生育力正常男性精液质量直线回归（黄莉萍，2011）
图15．6 1985～2009年精子密度变化趋势（黄莉萍，2011）
图15．7 1989～2008年精子非前向运动率变化趋势（黄莉萍，2011）
15．1．2 特定地域大样本人群研究
15．1．2．1 国外研究
除了Carlsen和Swan等对全球范围文献的回顾性研究外，还有一些独立的、样本量较大的人群研究，也发现精液质量呈长期下降的趋势。
Irvine等［15］对1951年至1973年在苏格兰出生的577名志愿者，按出生年份先后分为四个组进行研究，发现较晚出生的人在精子密度、一次排精总数及活动精子数方面均低于较早出生的人，精子密度中位数按出生年份以每年2%的速度下降，从1959年之前出生组的98× 106／ml下降到1970年后出生组的78×106／ml；一次排精总数从301×106下降到214×106，活动精子数中位数从169．7×106下降到129．0×106（表15．5）。但该研究采用了两个差异较大的人群（陪同妻子产前检查的丈夫、大学生），而对此未进行分层分析，来自陪同配偶进行产前检查的男性可能年龄较大，生育力已证实，而大学生则年龄较小，生育力未证实，因而出生较晚的人群精子计数较低的原因可能是由于他们较多来自生育力未证实的人群。需予以注意，比较不同出生队列的男性精液质量，是否校正了年龄作用，年龄是个混杂因素，不然不能说明队列间的差别。如果调整年龄因素，则出生年份对精子密度的影响有可能会没有或减弱。该研究对人群进行分组，将不同出生年份的人合并分析，可能会掩盖职业、经济状况以及一些随时间变化因素的作用。另外该研究人群也非一般人群的代表，研究结果不宜直接外推至一般人群。
表15．5 1951～1977年苏格兰577名自愿捐精者精液参数：中位数（10%～90%，Irvine，1996）
注：不同出生时间比较用Kruskal－Wallis检验。
Auger等［16］研究了巴黎地区某精子库1973～1992年1 351名供精者的精液标本，发现过去20年，巴黎有生育力人群精液质量下降：①平均精子密度从1973年的89×106／ml下降到1992年的60×106／ml，下降速率为2．1%／年；②精子活动率、精子正常形态率年均分别下降0．6%，0．5%；③平均射精量变化没有统计学意义。通过多因素回归分析控制年龄和禁欲时间后结果显示：晚出生一年平均精子密度下降2．6%，精子活动率、精子正常形态率分别下降0．3%，0．7%（表15．6，图15．8）。但该研究人群为供精者，身体健康，且生育力相对较强，不能代表一般人群，存在人群选择性偏倚。研究对象的年龄存在一定的上升趋势，但精液质量与年龄的关系不一定呈线性，采用线性回归控制年龄因素，可能需要谨慎推论；且若供精者年龄上升的话就可能会产生混杂。研究对象仅进行了一次精液分析，结果有可能受随机误差影响，导致可靠性受限。另一个来自法国的研究，1986年以来完整的国家体外授精（FIVNAT）［17］登记资料显示：1950年前出生的人精液质量较为稳定，但1950～1975年间出生人群的精子计数则呈现有规律的下降趋势，该研究的缺点在于未获得有关禁欲时间的信息，出生较晚的人群有可能性生活较频繁，而禁欲间隔短可导致精子计数较低。
表15．6 1973～1992年巴黎1 351名供精者精子参数与年龄、出生时间及禁欲时间关系（Auger，1995）
注：＃禁欲时间对精子形态影响不大，未作计算。参数对数的回归系数通过反对数计算得到。
图15．8 1973～1992年巴黎1 351名供精者精子密度和活动率分布（Auger，1995）
Menchini－Fabris等［18］对意大利比萨1975～1994年间进行生育力检查但不患影响生育的男科疾病的4 518例男性精液分析发现，按时间顺序分成三组，精子密度从1975～1979年的71．8×106／ml下降到1991～1994年的65．32×106／ml，平均每次射精量从3．2ml下降到2．9ml，精子的前向运动率从50．1%下降到32．1%。但该研究中，进行生育力检查的研究对象可能是由于经历了一段时间，未能使配偶怀孕而参加的，本身精液质量可能就比一般人群低，不能代表一般人群；而且由于科技进步、知识增加，来参加检查、年份较晚的第三组人群，不能使配偶怀孕的时间可能更长，精液质量更低。另外，研究将不同年份的人合并分析，不一定合适。Vicari［19］等调查了1982～1999年意大利东南部有生育力男性、供精者的精子密度和精子形态学，发现在此期间该两个精子指标值都有明显的下降，但怀疑与当地一种薰剂和杀虫剂的使用有关。
Shine等［20］的研究表明，新西兰1987～2007年奥克兰和威灵顿975名捐精者的精子密度从110×106／ml下降到50×106／ml，年均下降2．5%；平均射精量也从3．7ml下降到3．3ml，但是未发现两者与禁欲时间的关系。Adamopoulos等［21］报道1977～1993年间大雅典地区的2 385名男子的精液量和总精子计数也是降低的。Almagor等［22］调查了1990～1999年以色列耶路撒冷采用宫内精子注射（IUI）治疗的男性，研究者做了横断面2 638例和纵向417例的分析，认为过去10年耶路撒冷地区与不育治疗和IUI有关的男性精液质量明显下降。Feki等［23］对1996～2007年突尼斯南部2 940名不育男性的精液研究发现，控制年龄和禁欲时间后，显示精子计数和精子正常形态率存在下降趋势。但以上这些研究，都同样存在人群选择性偏倚等不足，对结果的可靠性需进行推敲。
15．1．2．2 国内研究
国内有关精液质量的研究多为横断面研究，来自同一个地区的、长时间的、大规模人群研究较少。渠敬堂［24］统计了江苏省丰县1972～2002年间608人次正常健康人精液资料，按精液采集时间分为1972～1981年、1982～1991年、1992～2002年等三组，发现三组的精液量、精子数、精子活动率存在下降趋势，异常精子率从第一组的11%上升到第三组的18%，但研究将不同采精年份的数据合并分析，且年龄、禁欲时间等因素都未进行调整（表15．7）。
表15．7 1972～2002年江苏省正常健康人精液参数变化（渠敬堂，2003）
注：＊P＜0．05，＊＊P＜0．01。
柳建明等［25］收集了北京大学第三医院2003～2008年门诊不育男性精液参数51 258份，发现患者年龄没有明显变化，在应用线性回归控制禁欲时间后结果显示：过去5年来男性不育患者的精子密度、精子活力和精子活率都表现出下降趋势，且无精症、少精症、弱精症患者的比例都有所增加；但研究期间仅5年，作为长期趋势分析，5年显然太短，且选用不育人群存在选择性偏倚（图15．9）。
图15．9 2003～2008年北京大学第三医院不育门诊男性精液质量（柳建明，2009）
