楊華君 惠 亞 綜述 石修權 施尚鵬 審校遵義醫學院公共衛生學院流行病與衛生統計教研室(貴州遵義 563099)
輻射對男性生殖健康影響的研究進展
楊華君 惠 亞 綜述 石修權*施尚鵬 審校
遵義醫學院公共衛生學院流行病與衛生統計教研室(貴州遵義 563099)
2015年中國互聯網絡信息中心發布的《第35次中國互聯網絡發展狀況統計報告》[1]中顯示,截止到2014年12月,中國網民規模已達到6.49億,而手機網民規模也達到了5.57億。所有網民中男性占到了56.4%,而其中處于生育發育期10~19歲占22.8%,生育高峰期20~49歲占到67.6%,共計90.4%。使用手機上網的網民達到了85.8%。報告中還提到有53.1%的網民被認為對互聯網有依賴。我國2014年網民人均上網時長達到26.1h/周。在日常生活中,我們使用手機和電腦的頻率如此高,使用時間如此長,故必須重視在使用過程中產生的輻射以及對男性生殖健康的影響。我們對近5年來手機、電腦及其他電離輻射對男性生殖健康的影響進行了研究,現闡述如下。
(一)體外實驗
Gorpinchenko[2]采集32名精液參數正常且近期未接觸電腦或手機男性的精液作為對照組,實驗組則采用900-1800MHz的手機進行輻射實驗。最終結果顯示輻射組與對照組相比,前向運動精子百分率顯著降低;而精子DNA碎片率顯著升高,且在輻射暴露后2h內明顯升高,但是輻射5h后兩組間的精子濃度和精子總活力(前向運動精子百分率+非前向運動精子百分率)沒有明顯差異。在Falzone[3]的研究中,低劑量輻射組和高劑量輻射組與對照組進行實驗比較,結果卻是精子DNA碎片率在各組間沒有差異。
(二)動物實驗
Kesari等[4]將輻射組大鼠暴露于手機輻射下,結果與對照組相比,精子濃度明顯下降,而精子凋亡率明顯上升。Imai等[5]同樣也發現輻射組的睪丸組織中精子濃度明顯降低,但是在附睪組織中精子濃度則與對照組無差別;并且兩組間前向運動精子百分率和精子形態異常率均無統計學差異。Ghanbari[6]的實驗結果顯示手機輻射暴露組大鼠的前向運動精子百分率和精子總活力均降低,且輻射時間越長下降越明顯;而精子濃度和精子形態異常率卻與對照組無顯著性差異。Lee等[7]的研究同樣顯示精子濃度未受到手機輻射的影響。Otitoloju等將暴露組老鼠放在手機信號基站的附近,與對照組相比,發現暴露組精子畸形率高,且多出現頭部畸形[8]。
有實驗研究發現輻射對雄鼠的睪丸、附睪質量和其臟器系數[5,7]是沒有影響的。Lee等[7]的研究同時發現,輻射對雄鼠的生精細胞各階段細胞的百分率和精子細胞凋亡率是沒有影響的;而孫瑩瑩等[9]的研究結果與其相反,顯示從輻射染毒3周開始,輻射組體質量明顯低于對照組,并且輻射組最終睪丸質量及睪丸臟器系數均明顯小于對照組;同時輻射組雄鼠的睪丸組織結構也發現明顯的變化,主要表現在生精小管發生萎縮、結構變得疏松,生精上皮結構也變得疏松,即各級生精上皮細胞變小變松,管腔內精子變少,大部分精子出現斷尾、畸形。
Kumar[10]和Kesari[11]實驗結果均顯示,與對照組相比,輻射組的嗜多染紅細胞和正染紅細胞的比例顯著降低,說明手機輻射具有細胞毒性;同時精液的谷胱甘肽氧化物酶、超氧化物歧化酶降低,而過氧化氫酶升高,提示輻射改變了大鼠體內的抗氧化能力。
手機輻射不僅可以影響大鼠自身的生殖功能,而且對其子代雄鼠也會產生一定的影響。高輝等[12]通過將懷孕雌鼠暴露于手機輻射中,分娩后脫離輻射環境,然后分析雌鼠的雄鼠后代精液參數,發現暴露組子代相較于對照組子代,其精子濃度和前向運動精子百分率均顯著下降,而精子存活率雖無顯著性差異,但也有所下降。
(三)流行病調查研究
楊洋[13]的研究通過多因素的logistic回歸分析,發現長時間使用手機是導致男性不育的一項危險因素(OR: 1.282)。Gutschi等[14]對2110名男性進行流行病調查,發現長時間使用手機的男性前向運動精子百分率顯著性降低,而精子畸形率顯著性增高;血清睪酮含量升高、黃體生成素降低;但是兩組精子濃度、血清泌乳素、促性腺激素濃度與對照組比較無差別。Mostafa等[15]的調查也顯示每天使用手機超過4h的男性前向運動精子百分率顯著降低,且其中前向運動精子百分率明顯減少;雖然DNA鏈有變化,但是還未出現顯著性差異;同時該研究還發現每天使用手機超過4h的男性精液活性氧含量升高。
Rago等[16]的調查雖然顯示精子濃度、前向運動精子百分率、精子總活力、精子畸形率在使用和不使用手機的男性之間相比沒有發現顯著性差異,但是他們發現,每天使用手機超過4h組的男性,其精子DNA碎片率明顯升高,且習慣把手機放在褲袋的男性平均精子DNA碎片率明顯高于習慣把手機放在上衣口袋的男性,從而提示手機使用時間和手機距離生殖器官的遠近對男性生育健康均有影響。
Al-Ali等[17]通過比較有勃起功能障礙的男性和正常男性,發現患有勃起功能障礙的男性隨身攜帶手機的時間較長為(4.4±3.6)h/d ,正常男性為(1.8±1)h/d。這提示長時間使用手機可能會影響男性的勃起功能。
在檢索2009年之前的文獻,我們發現研究的類型主要是動物實驗。而查閱近年來的文獻中,我們發現關于男性生殖健康與電腦輻射的研究,僅限于流行病調查研究,并未找到相關的體外實驗和動物實驗。
El-Helaly[18]的調查認為使用電腦是導致男性不育的一個危險因素(OR: 8.01, 95% CI: 4.03-15.87)。
劉安娜[19,20]、包華瓊[21,22]劉新[23]、張明[24]等的研究均顯示電腦使用組的精子畸形率明顯高于對照組。他們的研究顯示電腦組相較于對照組,其精子濃度降低[19,20,23,24];精子總活力降低[19,20,24];精子總活力受到的影響具體表現在前向運動精子百分率降低[23],A級精子(快速前向動運精子)百分率下降[20,24]。有研究發現電腦輻射組的精子頂體酶活性、精子去透明帶穿卵率降低,從而提示電腦輻射可能會影響受精成功的概率[21]。
除手機和電腦輻射對男性生殖功能影響的報道較多外,我們同時還發現一些微波輻射和雷達輻射的相關文獻。
(一)動物實驗
張水文等[25]和胡海翔等[26]采用的輻射強度雖然不同,但是他們得到的最終結果一致,均顯示微波輻射可明顯降低雄鼠精子濃度。胡海翔等[26]的研究進一步顯示,前向運動精子百分率降低。張水文等[25]的研究中也指出,D級精子(不動精子)百分率升高,而前向運動精子百分率明顯下降。
在國外Kesari等[27]的研究,同樣發現輻射組雄鼠的精子濃度下降,精子凋亡率升高。而在Kesari的另外一項研究[28]和Kumar等[29]的研究中,雖然沒有發現其精子濃度明顯下降,但是結果均顯示輻射組精子凋亡率明顯升高。Kesari等[27,28]的兩項研究結果顯示精液的谷胱甘肽氧化物酶、超氧化物歧化酶含量下降,而其過氧化氫酶含量升高。
楊進清等[30]采用連續輻射的方法,發現輻照后3h雄鼠血清睪酮含量明顯低于對照組,輻射6h后雖然略有回升,但仍低于對照組,直到輻射24h其血清睪酮含量才恢復到正常水平,但是輻射72h血清睪酮含量再次出現明顯降低。同時該研究還發現,經電磁輻射輻照后3~ 7h,輻射組雄鼠的撲捉雌鼠潛伏期明顯延長,并且撲捉次數也明顯減少,提示輻射可能會降低雄性的性欲。而胡海翔等[26]的研究采取連續14d,每天輻射15min,最后發現,輻射組血清睪酮降低,而孕酮升高。同時觀察輻射組雄鼠的睪丸結構發現其生精上皮層輕度疏松、生精細胞變性、壞死和脫落,腔內精子減少,生精小腔內間質蛋白水腫液積聚。以上兩個研究都顯示出輻射對雄鼠的血清性激素有影響[26,30]。
(二)流行病調查研究
除手機和電腦輻射外,部分人群還可能長期接觸到雷達輻射。徐少強[31]關于雷達的流行病調查發現,和防護組相比,輻射組的精子濃度和前向運動精子百分率都明顯降低,而D級精子百分率明顯升高,這和張水文等[25]對雄鼠的研究結果是一致的;同時,輻射組血清睪酮含量降低,這和胡海翔[26]和楊進清[30]等的研究結果一致。但其他各項指標均無明顯差異,這說明進行輻射防護對于保護男性生殖能力是有效和必要的。
從表1我們可以看到近5年輻射相關研究中,國外研究手機輻射(75%,12/16)的較中國(28.57%,4/14)的多。研究電腦輻射的國外文獻僅有1篇(6.25%,1/16),而中國有6篇(42.86%,6/14)。國外研究類型多數是采用動物實驗(56.25%,9/16),而中國相關研究以流行病學調查研究(57.14%,8/14)為主。

表1 2010年來國內外輻射相關研究的不同研究類型數量
由以上數據我們可以看出,國外研究側重于手機輻射,而中國的研究則以電腦輻射為主。其可能的原因是中國電腦在近年來才開始普及,因而我國近年對于輻射主要關注在電腦。但是由于手機的廣泛普及,尤其是喜歡長時間使用手機者多為青中年,正處于生育發育期和生育高峰期,所以相信我國關于手機輻射對男性生育功能影響的研究將越來越多。
同時國外研究多采用動物實驗,而國內研究則偏重于流行病調查研究。主要原因是流行病調查研究很多會涉及倫理學問題,而國外對此要求更加嚴格,故實施較國內難度大。
有綜述[32]認為手機輻射對男性生殖健康的影響主要在其精液質量、睪丸和附睪組織、精液抗氧化能力等。本綜述對這一領域的最新研究我們進行了跟進,不但關注了手機輻射,還聚焦了電腦或雷達等其他輻射。我們發現近年來的關于輻射與男性生殖健康的研究,不僅限于精液參數、生殖器官器質性的改變和抗氧化能力的改變,同時也在研究血清性激素水平、性功能以及性欲與輻射的關系。
綜上所述,就目前而言,手機輻射和電腦輻射對男性生殖健康產生影響,主要作用在影響男性精液參數和睪丸、附睪等生殖器官,以及抗氧化能力和血清性激素水平等方面。
國內相關研究存在的問題,主要表現在:(1)對于手機輻射的研究較少;(2)手機輻射的動物實驗缺乏統一的輻射標準和實驗流程;(3)對電腦輻射的研究僅限于流行病調查研究;(4)對手機和電腦輻射影響男性生殖健康的機制研究較少。
基于上述問題,建議以后關于輻射對男性生殖健康影響的研究需注重以下幾點:(1)加強手機輻射方面的研究;(2)統一手機和電腦輻射中動物實驗的實驗標準,如輻射強度、輻射時間、輻射頻率等,以及采用相同規格的輻射器材;(3)對手機和電腦輻射對男性生殖健康影響的研究,重點研究應放在機制上,然后基于機制提出預防方法,減輕輻射對男性生殖健康的影響。
致謝:本文由貴州省衛生廳優秀醫學青年科技人才基金(gzwkj2010-2-001號) ; 貴州省科技廳、遵義醫學院、遵義市科技局聯合基金資助項目(黔科合J字LKZ[2010]32號)基金項目資助
輻射; 精子; 不育, 男性
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(2015-06-02收稿)
*通訊作者, E-mail: xqshi@zmc.edu.cn
10.3969/j.issn.1008-0848.2015.08.017
R 698.2