吸烟对精液质量和精子DNA完整性的影响

洪菲+陈建伟+娄江涛+等

[摘要] 目的 探讨吸烟对男性精液质量和精子DNA完整性的影响。 方法 总计197例男性不育患者（不育非吸烟者85例和不育吸烟者112例）。112例男性不育吸烟患者根据吸烟指数分为吸烟A组、B组和C组。统计分析不育非吸烟组与不育吸烟组，吸烟组A组、B组和C组之间精液质量及精子DNA完整性之间的差异。 结果 （1）不育非吸烟组与不育吸烟组前向运动精子百分率（PR）、正常形态精子百分率（MNS）、精子DNA碎片化指数（DFI）两组相比各指标均有统计学意义（P<0.05）；精子浓度、精子存活率、精液体积的差异无统计学意义（P>0.05）。（2）吸烟A组与B组比较，精液体积、前向运动精子百分率、精子存活率、精子浓度、正常形态精子百分率、DFI差异均无统计学意义（P>0.05）；吸烟C组与A组、B组相比前向运动精子百分率、正常形态精子百分率显著下降，DFI指数显著升高，差异有统计学意义（P<0.05），而精子浓度、精子存活率，精液体积的差异无统计学意义（P>0.05）。 结论长期大量吸烟可导致男性精液质量下降和精子DNA的损伤，从而影响男性生育。

[关键词] 吸烟；男性不育症；精液质量；精子DNA完整性

[中图分类号] R446.1 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701（2015）26-0012-03

Effects of cigarette smoking on semen quality and human sperm DNA integrity

HONG Fei CHEN Jianwei LOU Jiangtao ZHANG Xiaoxia

Department of Clinical Laboratory， Ningbo Hospital of Traditional Chinese Medicine Ningbo 315012， China

[Abstract] Objective To explore the effects of cigarette smoking on semen quality and the sperm DNA integrity. Methods A total number of 197 cases of male infertility patients（85 cases infertile of non-smokers and 112 infertile of smokers） were collected. According to smoking index， 112 cases of male infertility smokers were divided into group A、 group B and group C. The differences in semen quality and sperm DNA integrity were statistically analyzed between the infertile non-smoker group and infertile smoker group， also between smoking group A， group B and C. Results There were statistically significant differences between the infertility non-smoker group and infertile smoker group， with the rate of progressively motile sperm （PR）， the rate of morphologically normal sperm （MNS） and the DNA fragmentation index（DFI）， respectively. The sperm concentration， sperm viability rate， semen volume had no significant difference（P>0.05）. （2）There was no statistically significant difference between the smoking group A and group B in semen volume， PR， sperm viability rate， sperm concentration， MNS and DFI（P>0.05）. Compared with smoking group A and B， the PR and MNS of group C were decreased obviously， meanwhile the DFI was increased obviously.There were statistically significant differences（P<0.05）； The sperm concentration， sperm viability rate， semen volume had no significant difference（P>0.05）. Conclusion Long-term and heavy smoking can lead to the decrease in the quality of the male semen and sperm DNA damage， which affects male fertility greatly.

[Key words] Smoking； Male infertility； Semen quality； Sperm DNA integrity

男性不育症发病率呈逐年上升趋势，已逐渐成为社会问题[1]。男性生殖系统病变、内分泌紊乱、免疫因素、药物滥用、精神心理因素、长期接触有害物质、不良的生活方式等多种因素与男性不育症发病有关。不良的生活方式中，吸烟是重要影响因素之一。有文献报道，吸烟可以对精液质量有着不同程度的影响，可导致精子前向运动能力减弱，精子活力下降，死亡率升高，精子浓度减少及精子形态异常等[2-4]，但相关研究均仅限于精液质量等表观参数，并且精液质量也并非男性不育的绝对决定性因素[5]。精子DNA碎片化指数（DFI）检测是一项新的从分子水平上评价精子质量的指标，能反映细微的精子异常[6]。由于精子DNA是遗传信息的载体，DFI检测能间接反映精子遗传物质的完整性。精子DNA的损伤会直接影响接胚胎的形成过程及胚胎存活，因此DFI检测指标能更客观、更科学地评估男性生育能力。本研究通过对比观察不育症患者吸烟者和非吸烟者精子DFI的差异，旨在从微观角度探讨吸烟与男性不育症的关系，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

197例男性不育症患者均来自于2013年8月～2014年10月来我院男性科就诊病例，年龄24～46岁，平均（31.6±4.5）岁。根据是否吸烟分为两组：其中不育吸烟组112例，年龄24～45岁，平均（31.2±4.3）岁，不育非吸烟组85例，年龄25～46岁，平均（32.1±4.7）岁。不育吸烟组根据其吸烟指数（每天吸烟的支数×吸烟年数）共分为三组：吸烟A组：吸烟指数<100共43例，年龄26～43岁，平均（30.9±4.2）岁；吸烟B组：100≤吸烟指数≤300共39例，年龄26～41岁，平均（31.0±3.2）岁；吸烟C组：吸烟指数>300共30例，年龄24～45岁，平均（32.0±5.6）岁。上述各组在年龄比较无统计学意义（P>0.05）。所有研究对象身体健康，经检查均未见睾丸、染色体及性功能异常，无大量饮洒和长期接触有害物质史，无生殖道感染和精索静脉曲张史、无肥胖症等。女方经妇科、B超检查和内分泌检测，排除相关的不孕因素、生殖系统炎症和其他系统性疾病。所有研究对象均经医院伦理委员会同意并签署知情同意书。

1.2 精液标本采集

依照WHO要求采集前禁欲3～7 d，排小便，精液标本的留取采用自慰方式，收集全部精液于专用精液采集器内，立即保温送检。待精液在37℃多维自动混匀恒温箱内充分液化后进行精液常规参数和精子DNA完整性检测。

1.3 实验方法

1.3.1 精液常规参数分析 根据WHO《人类精液检查与处理实验手册》（第5版）[7]，等到精液充分液化后，在带有加热37℃载物台的显微镜下，应用北京伟力计算机精子分析系统分析精子的浓度、精子存活率和前向运动精子百分率，精子形态染色采用Diff-Qick法。

1.3.2 精子DNA完整性检验测 采用精子染色质扩散法（SCD），试剂由珠海贝索提供，严格按试盒说明书操作，双份测定取平均值。计数方法：高倍镜下计数500个精子，根据晕环与精子头部横径的比例，分为大、中、小和无晕环4个等级。晕环判断标准：晕环宽度>精子头直径2/3为大晕环，精子头直径1/4<晕环宽度≤精子头直径2/3为中晕环，晕环宽度≤精子头直径1/4为小晕环，呈不规则的核体或显色微弱为无晕环。精子DNA完整无碎片呈现为大晕环和中晕环，精子DNA断裂为碎片则呈现为小晕环和无晕环。精子DNA碎片指数（DNA fragmentation idex，DFI）（%）=[（小晕环+无晕环）精子数/计数精子总数]×100%。

1.4 统计学分析

采用SPSS17.0统计学软件进行统计学分析，经正态性检验，精液常规参数和精子DFI指数符合正态分布，采用（x±s）表示，两组间均数比较采用t检验，多组间均数比较采用单因素方差方析，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 染色质扩散法（SCD）检测的精子DNA完整性检测

封三图7男性不育非吸烟者染色结果：精子DNA以大晕环和中晕环为主，封三图8男性不育吸烟者染色结果：精子DNA 出现较多的无晕环和小晕环，在总晕环中所占百分比即精子DNA碎片化指数高于不育非吸烟者。

2.2 男性不育吸烟患者精子形态染色

男性不育吸烟患者精子形态会出现多种畸形，以头部畸形最为常见，见封三图9、封三图10。

2.3 不育非吸烟组、不育吸烟组精液常规参数与精子DFI之间的比较

不育吸烟组与不育非吸烟组相比，前向运动精子百分率、正常形态精子百分率均下降，DFI 则显著升高，差异有统计学意义（P<0.05），精子浓度、精子存活率、精液体积的差异无统计学意义（P>0.05）。见表1。

2.4 不育吸烟组不同吸烟指数的精液常规参数和精子DFI之间的比较

不同吸烟指数3组间比较：前向运动精子百分率、正常形态精子百分率、DFI指数差异有统计学意义（P<0.01）。精液体积、精子浓度、精子存活率差异无统计学意义；吸烟A组与B组比较，精液体积、前向运动精子百分率、精子存活率、精子浓度、正常形态精子百分率、DFI差异均无统计学意义（P>0.05）；吸烟C组与吸烟A组、B组相比前向运动精子百分率、正常形态精子百分率显著下降，DFI指数显著升高，差异有统计学意义（P<0.05），精子浓度、精子存活率、精液体积的差异无统计学意义（P>0.05）。见表2。

3 讨论

精液常规检查是目前最常用的检测男性不育症的项目，其主要检验指标为精子浓度、精子存活率、前向运动精子百分率及精子的形态学检测等。有研究表明，男性的精液质量逐年呈下降趋势，肖宇等[8]报道显示浙南地区精液常规参全部符合WHO标准的仅占32.9%，吸烟等不良生活方式和环境污染被认为是重要的影响因素之一。长期吸烟导致香烟中多种有害物质尼古丁、可尼丁、苯并a-芘、一氧化碳、重金属镉等在血液中大量堆积，通过血睾屏障损害男性睾丸生殖细胞，使性激素分泌减少，精子生成成熟障碍。毒性物质亦可对精子产生损害，造成精子活力降低、精子畸形增多、精子DNA链断裂增加[9-10]。本研究结果显示：吸烟对精子前向运动精子百分率、精子的形态改变尤为显著，差异有统计学意义，而且随着吸烟指数升高，精液的质量下降越显著，而精子的浓度、精子存活率及精液体积差异无统计学意义。与马芳芳等[11]报道不一致，可能与地区性的差异，以及标本采集和不同检测仪器差异等影响检测结果有关。但精子的浓度、精子存活率总体呈下降趋势。

精子DNA检测是一项新的评价精子功能的指标，从分子水平上评价了男性生育功能。精子DNA损伤将影响的受精卵形成、受精卵的分裂以及胚胎的发育过程，从本质上影响男性生育功能[12]。本文结果显示男性不育吸烟患者组的精子DNA碎片化指数与非吸烟男性不育组相比显著增高，差异有统计学意义，与Sepaniak等[13]报道的结果一致。香烟的烟雾中含有许多诱变物质和有毒的氧活性组分，如过氧化氢、自由基、超氧化物阴离子等会导致精子线粒体及核DNA断裂增加，精子畸形增多[14]。精子DNA断裂从根本上导致精子的浓度、精子的成活率、前向运动精子百分率、正常形态精子百分率等精液参数指标的改变。曾兰等[6]也证实了精子DNA完整性和精液参数改变密切相关。我们在研究中发现当吸烟指数>300时，改变尤为显著。吸烟A组与吸烟B组相比精液常规参数虽呈下降趋势和DFI呈上升趋势，但差异无统计学意义，而吸烟C组与吸烟A、吸烟B组相比前向运动精子百分率、正常形态精子百分率、DFI差异均有显著性，说明吸烟量越大时间越久，改变越显著，对男性不育的影响也越显著。Evenson D等[15]指出可以用DFI来对男性生育功能进行评诂：DFI≤15%具有较高生育能力；DFI<30%为较好生育能力；≥30%为生育能力较差；≥80%无生育能力。而完整的精子DNA对子代来说是非常重要的，DNA受损的精子如果与卵细胞结合，将会影响到整个胚胎的发育潜能，造成胚胎发育停止或流产。

男性不育症病因复杂，往往是多种因素造成的结果，我们在选择研究对象不可能完全去除其他影响因素，会对本研究结果产生一定的偏差。在研究中发现有部分重度吸烟男性同样具有正常的生育能力，这也提示不同个体对香烟中及吸烟程中产生的有害物质的易感性可能存在一定差异。但是本研究结果显示长期大量吸烟可导致男性精液质量下降和精子DNA的损伤，从而影响男性生育。

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（收稿日期：2015-04-13）