膳食模式与精液质量参数相关性的Meta分析

黄嘉膂，林嘉盈，蔡任飞，宋宁，匡延平

在全世界范围内成年男性的精液质量呈普遍下降趋势[1-3]。Levine等[3]研究显示，西方国家男性精子浓度和总数在过去40年间分别降低了52.4%和59.3%。除年龄、吸烟和心理压力等危险因素外，近年饮食因素对精液质量的影响也受到广泛关注[4]。维生素C、叶酸、锌、硒、ω-3脂肪酸等营养素和鱼类、谷物、蔬菜水果、低脂乳制品等食物被认为能提高精液质量，而饱和脂肪酸、反式脂肪酸等营养素和加工肉制品、奶酪、含糖饮料、全脂乳制品等食物则起不利作用[5]。

与传统的单一营养素或食物研究不同，膳食模式研究是从整体上分析日常膳食中的食物种类和数量的相对构成，从而全面评估食物或营养素之间的相互作用及与健康的关系，因此更具有现实指导意义。目前膳食模式的研究方法主要分为两类。一类为先验法（prior），通常基于现有的膳食指南预先建立指数赋分标准，再将个体饮食与之比较进行评分，包括膳食质量指数（diet quality index，DQI）、替代健康饮食指数（alternative healthy eating index，AHEI）及地中海饮食评分（mediterranean diet score，MDS）等。另一类为后验法（posterior），是以膳食调查数据为基础运用统计方法来确定膳食模式，包括聚类分析和因子分析等[6]。健康膳食模式被认为能降低心血管疾病、2型糖尿病及多种癌症等发病风险和死亡率[7]。近年研究表明，健康膳食模式也与精液质量改善相关，但各项研究结果不尽一致[8-14]。本研究依照流行病学观察性研究Meta分析（Metaanalysis of Observational Studies in Epidemiology，MOOSE）指南[15]，旨在定量评价健康膳食模式对精液质量参数的影响，为生育年龄男性的膳食指导提供循证依据。

1 资料与方法

1.1 检索策略 计算机检索PubMed、EMBASE、Web of Science和The Cochrane Library数据库，检索时间自建库至2018年6月。采用主题词和自由词相结合的检索策略。以PubMed为例，英文检索式：（“semen quality”OR“sperm quality”OR “semen volume”OR “sperm concentration”OR“sperm count”OR “sperm mobility”OR “sperm motion”OR“sperm morphology”OR“semen parameter”）AND（“diet”OR“dietary”OR “dietary pattern”OR “dietary habit”OR“eating pattern”OR“food pattern”）。另外，手工检索纳入研究的相关引用文献。

1.2 文献纳入与排除标准

1.2.1 纳入标准 ①研究类型为观察性研究；②利用先验法或后验法总结出具体的健康膳食模式；③至少包含以下一项结局指标：精液量、精子浓度、精子总数、精子正常形态率、精子总活力和精子前向运动率；④重复发表的文献，若包含不同的结局指标，则均纳入，若结局指标一致，仅取样本量较大、信息较全者；⑤同一篇文献若采用多种指数或评分进行先验法研究，仅纳入其中一种进行合并；⑥文献发表时间与语言不限。

1.2.2 排除标准 ①研究变量为单一营养素或食物组别；②实验性研究、综述、Meta分析及个案报道；③文献数据报告不全且无法进行转换，与作者联系后也无法获得所需数据。

1.3 膳食模式分类 纳入研究者，系用食物频率问卷（75～195项）进行膳食调查，包含先验法、后验法确定膳食模式。在最终确定的10种膳食模式中，传统荷兰（traditional Dutch）[9]及西方（western）[9-10，13]等膳食模式由于在肉制品、高脂食物等因子的高载荷和蔬菜、水果、谷物及鱼类等因子的低载荷，被归类为非健康膳食模式，而注重健康（health conscious）[9]、谨慎（prudent）[9-13]、地中海（Mediterranean）[10-12]、蛋奶素食（lactoovo vegetarian）[12]及健康饮食（healthy eating）[14]等膳食模式则归为健康膳食模式。

1.4 文献筛选、资料提取与纳入研究的质量评价 由2名研究者独立进行，并交叉核对，如遇分歧则与第3位研究者共同讨论解决。将在各数据库检索所得文献导入EndNote X7中，剔除重复文献后，通过浏览文献标题和摘要进一步剔除不相关文献，最后阅读全文纳入最终文献。提取资料包括：第一作者、发表年份、研究地区、研究类型、研究人群、样本量、年龄、膳食模式、膳食调查方法、膳食模式研究方法、精液检查标准和精液质量参数等。对于纳入的横断面研究，采用美国卫生保健质量和研究机构（The Agency for Healthcare Research and Quality，AHRQ）量表进行质量评价[16]。该量表共包含资料来源、纳入和排除标准、鉴别时间阶段、连续研究对象、主观因素掩盖、质量保证评估、排除原因解释、混杂因素控制、丢失数据处理、数据收集完整性及随访等11个条目，各条目均评为“是”（1分）、“否”和“不清楚”（0分）。AHRQ量表满分为11分，评分0～3分为低质量文献，4～7分为中等质量文献，8～11分为高质量文献。

1.5 统计学方法 采用Stata12.0软件进行Meta分析，对健康与非健康膳食模式人群相比或健康膳食模式上得分最高者与最低位人群相比的效应量进行合并。由于纳入研究对精液质量参数的测量方法不同，且部分研究间某些参数的均数差异过大，故以标准化均数差（SMD）及其95%CI作为效应指标。各研究间的异质性采用Q检验结合I2统计量进行判断，若P≥0.10，I2≤50%，认为无明显异质性，采用固定效应模型进行合并；反之则存在明显异质性，采用随机效应模型进行合并[17]。由于纳入文献较少，未能行Meta回归或亚组分析探索异质性来源，因此采用逐篇排除文献进行敏感性分析。采用Begg法和Egger法评估潜在的发表偏倚。P＜0.05为差异有统计学意义。另外在进行Meta分析前，需对提取的资料信息进行相应的数据转换。

2 结果

2.1 纳入文献的基本特征与质量评价 共检索到6 225篇相关文献，符合本文纳入和排除标准的7篇英文文献[8-14]进入Meta分析，具体文献筛选流程见图1。纳入研究的基本特征见表1，7篇文献均为横断面研究，累计样本量1 873例，其中2篇[9-10]研究对象为健康男性大学生（共397例），5篇[8，11-14]为不育夫妇男方（共1 476例）。除1篇文献[11]方法不明外，其余6篇均采用食物频率问卷（75～195项）进行膳食调查。2篇文献[12，14]通过先验法确定膳食模式，5篇为后验法。此外，纳入的7项研究均开展于欧美西方国家。

纳入的7篇文献采用AHRQ量表进行方法学质量评价，均为评分≥8分的高质量文献，具体评价结果见表2。

图1 文献筛选流程图

2.2 Meta分析结果

2.2.1 精液量（mL） 4篇文献[8，10-12]报道了健康膳食模式与精液量的关系，共1 069例。经检验各研究间存在异质性（I2=90.4%，P＜0.001），采用随机效应模型合并效应量，结果显示健康膳食模式与非健康膳食模式相比，精液量差异无统计学意义（SMD=-0.20，95%CI：-0.82～0.42，P=0.525）（图2）。敏感性分析表明Meta分析结果较为稳健，未检出明显发表偏倚（Begg检验 P=0.734，Egger检验：P=0.140）。

2.2.2 精子浓度（106/mL） 7篇文献[8-14]报道了健康膳食模式与精子浓度的关系，共1 873例。经检验各研究间无明显异质性（I2=31.2%，P=0.190），固定效应模型分析显示，健康膳食模式与非健康膳食模式相比，精子浓度提高，差异有统计学意义（SMD=0.20，95%CI：0.07～0.33，P=0.003）（图3）。敏感性分析表明Meta分析结果较为稳健，未检出明显发表偏倚（Begg检验 P=0.133，Egger检验：P=0.340）。

表1 纳入研究的基本特征

表2 纳入研究的质量评价

2.2.3 精子总数（106/一次射精） 3篇文献[10，12，14]报道了健康膳食模式与精子总数的关系，共714例。经检验各研究间无明显异质性（I2=0.0%，P=0.664），采用固定效应模型合并效应量，结果显示健康膳食模式与非健康膳食模式相比，精子总数提高，差异有统计学意义（SMD=0.27，95%CI：0.07～0.46，P=0.008）（图4）。敏感性分析表明Meta分析结果较为稳健，未检出明显发表偏倚（Begg检验 P=0.296，Egger检验P=0.074）。

2.2.4 精子正常形态率（%） 7篇文献[8-14]报道了健康膳食模式与精子正常形态率的关系，共1 873例。经检验各研究间无明显异质性（I2=0.0%，P=0.754），固定效应模型分析显示，健康膳食模式与非健康膳食模式在精子正常形态率上差异无统计学意义（SMD=-0.01，95%CI：-0.14～0.12，P=0.890）（图5）。敏感性分析表明Meta分析结果较为稳健，未检出明显发表偏倚（Begg检验 P=0.548，Egger检验P=0.378）。

2.2.5 精子总活力（%） 5篇文献[10-14]报道了健康膳食模式与精子总活力的关系，共1 524例。经检验各研究间存在异质性（I2=89.7%，P＜0.001），采用随机效应模型合并效应量，结果显示健康膳食模式与非健康膳食模式相比，精子总活力差异无统计学意义（SMD=-0.10，95%CI：-0.55～0.36，P=0.680）（图6）。敏感性分析表明Meta分析结果较为稳健，未检出明显发表偏倚（Begg检验 P=1.000，Egger检验P=0.652）。

2.2.6 精子前向运动率（%） 3篇文献[8-9，12]报道了健康膳食模式与精子前向运动率的关系，共574例。经检验各研究间无明显异质性（I2=30.8%，P=0.236），固定效应模型分析显示，健康膳食模式与非健康膳食模式相比，精子前向运动率提高，差异有统计学意义（SMD=0.46，95%CI：0.24～0.69，P＜0.001）（图7）。敏感性分析表明Meta分析结果较为稳健，未检出明显发表偏倚（Begg检验 P=0.296，Egger检验P=0.490）。

图2 健康膳食模式对精液量影响的森林图

图3 健康膳食模式对精子浓度影响的森林图

图4 健康膳食模式对精子总数影响的森林图

3 讨论

本研究共纳入7篇高质量的横断面研究进行Meta分析，结果表明健康膳食模式与男性精子浓度、精子总数和精子前向运动率有关，与精液量、精子正常形态率和精子总活力无关。与Arab等[18]的Meta分析相比，本研究的文献筛选和纳入标准更为严格，不仅多纳入2016年以后发表的3篇新文献，同时对重复发表研究进行剔除，在文献质量评价量表和合并效应量的选择上也更为合理，因而降低了各研究间异质性，最终结果也拓宽了此前膳食模式仅与精子浓度相关的研究结论。

健康膳食模式在蔬菜、水果、谷物和鱼类等食物上具有较高的因子载荷。研究表明高浓度的活性氧簇（reactive oxygen species，ROS）能够直接作用于精子质膜上的多不饱和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid，PUFA）导致脂质过氧化，同时损伤细胞核和线粒体的DNA完整性，最终影响精子浓度、形态和活动力等多个方面[19]。蔬菜水果中富含的维生素C、维生素A、β-胡萝卜素和多酚等成分，以及鱼类中的ω-3 PUFA（如EPA和DHA）均具有较强的抗氧化活性，因此可能通过减少ROS的生成，保护精子免受氧化应激损伤[20]。此外，作为一碳单位和甲基供体的主要来源，蔬菜水果中的叶酸广泛参与机体DNA合成、复制以及氨基酸代谢等生理过程。精浆中的叶酸水平与精子DNA碎片指数（DNA fragmentation index，DFI）呈显著负相关[21]，而增加叶酸的摄入量可降低多种类型的精子染色体非整倍体率，并提高精子总数[22]。另外，异常雌激素水平被认为能阻碍睾丸发育和精子正常生成。部分男性不育患者的血清雌激素水平较高，且与雌激素受体基因多态性密切相关[23]。蔬菜、水果和谷物中的纤维素能够通过直接结合游离雌激素降低血清雌激素水平[24]，因而可能发挥保护作用。

图5 健康膳食模式对精子正常形态率影响的森林图

图6 健康膳食模式对精子总活力影响的森林图

图7 健康膳食模式对精子前向运动率影响的森林图

相反，健康膳食模式在肉制品、高脂食物等因子上载荷较低。尽管肉制品富含蛋白质，但食品工业中人工合成雌激素的使用和摄入，使得男性自身的内分泌调节受到干扰并对部分精液参数产生不良影响[25]。另一方面，肉制品和高脂食物中含有丰富的饱和脂肪酸（saturated fatty acid，SFA）和反式脂肪酸（trans-fatty acid，TFA）。不育男性精子的棕榈酸和硬脂酸等SFA浓度更高，而健康男性SFA摄入量的增加与精子总数和浓度的降低也呈剂量反应关系[26]。就TFA而言，精子质膜中的TFA水平与精子浓度负相关，且TFA摄入最高四分位数的男性相比于最低四分位数者，其精子总数减少37%，睾酮水平降低15%，睾丸体积也减少4%[27]。这可能是由于TFA抑制睾丸及附睾中的Δ5和Δ6脂肪酸去饱和酶，从而影响精子成熟过程中的膜脂成分变化所致[28]。因此，健康膳食模式可通过减少外源性雌激素、SFA和TFA等物质的摄入，在一定程度上改善男性精液质量参数。

值得注意的是，本Meta分析存在一定不足之处：①受横断面研究方法学的局限性，可能存在回忆偏倚和选择偏倚[29]；②纳入文献在研究人群、食物频率问卷、膳食模式研究方法、精液检查标准及校正因素等多个方面均不一致，基于因子载荷归类为健康的类似膳食模式之间也依旧有所差异，因此在合并效应量时，异质性的存在可能导致结论可靠性降低；③纳入文献数量较少，未能进行亚组分析和Meta回归，同时绝大多数研究开展于欧美等西方国家，缺乏亚洲人群的相关研究，仅有的1篇台湾地区研究[30]因数据缺乏未能纳入；④尽管Begg及Egger检验均提示无发表偏倚，但由于阳性结果的研究更易被发表[31]，而本Meta分析未对灰色文献进行检索，故仍有可能存在潜在发表偏倚。

综上所述，健康膳食模式有利于男性精子浓度、精子总数和精子前向运动率等精液质量参数，建议在临床工作中重视对男性不育患者的膳食模式分析和评估，并指导其进行针对性、个体化的膳食调整，可能有益于改善精液质量、改善妊娠结局。鉴于本研究的局限性，希望未来能在我国及其他亚洲国家开展膳食模式与精液质量相关性的研究；进一步探讨健康膳食模式中各类食物的构成比例及其与精液质量的关系，量化健康膳食模式的结构特征；针对膳食模式干预对精液质量影响进行大样本的随机对照试验，为临床实践提供更有力的证据。