不健康植物性饮食模式与男性精子染色质完整性异常的关联研究

《Reproductive BioMedicine Online》：Association between the adherence to different dietary patterns and sperm chromatin integrity in healthy men

本研究针对饮食模式对男性生殖健康的影响尚不明确的问题，由Marc Llavanera等研究人员开展了关于五种先验饮食模式（地中海饮食、健康/不健康植物性饮食、EAT-Lancet饮食和西方饮食）与精子染色质完整性（DNA碎片化和染色质去鱼精蛋白化）关联的横断面研究。通过对173名健康育龄男性的分析发现，高度坚持不健康植物性饮食模式与精子染色质去鱼精蛋白化显著正相关，提示此类饮食可能通过影响染色质凝集状态损害精子分子质量。该研究为制定改善男性生育力的营养指南提供了新视角，论文发表于《Reproductive BioMedicine Online》。

　　

在当今社会，男性不育问题日益凸显，其中精子质量下降是重要原因之一。除了遗传、环境等因素，生活方式特别是饮食习惯，逐渐被认识到在男性生殖健康中扮演着关键角色。大量研究表明，营养素摄入与精子参数之间存在关联，然而，饮食作为一个整体模式如何影响精子最核心的组成部分——染色质的完整性，仍然是一个未被充分探索的领域。精子染色质的完整性，包括DNA链的完整性（是否断裂）和染色质的压缩包装状态（鱼精蛋白替代组蛋白的程度），对于成功受精和胚胎健康发育至关重要。如果染色质结构松散或DNA损伤严重，即便精子能够游动，也可能导致受精失败、胚胎发育异常或流产。因此，探究日常饮食模式是否以及如何影响精子染色质的分子质量，对于理解男性不育的病因和制定预防策略具有重要意义。

为了回答这一问题，由Marc Llavanera博士领导的研究团队在《Reproductive BioMedicine Online》上发表了一项横断面研究，首次系统评估了坚持五种不同的先验饮食模式与健康年轻男性精子染色质完整性之间的关联。这五种饮食模式包括广受赞誉的地中海饮食（MEDAS指数）、强调健康植物来源食物的健康植物性饮食指数（hPDI）、包含较多不健康植物性食品（如果汁、精制谷物）的不健康植物性饮食指数（uPDI）、旨在促进人类和地球健康的EAT-Lancet饮食指数，以及以高加工食品、红肉和糖为特征的西方饮食指数。研究的目标是揭示不同的整体饮食结构是否会对精子DNA碎片化（双链断裂）和染色质去鱼精蛋白化（染色质凝集不良）这两个关键分子指标产生不同影响。

研究人员招募了173名来自Led-Fertyl项目的健康育龄男性参与者。他们通过经过验证的143项食物频率问卷（FFQ）评估了参与者过去一年的饮食习惯，并计算出对上述五种饮食模式的坚持程度得分。在同一天，收集了参与者的精液样本。为了精确评估精子染色质完整性，研究团队采用了两种高度敏感和特异的实验技术。首先，他们使用中性彗星实验（Neutral Comet Assay）来定量精子DNA的双链断裂情况，其结果以橄榄尾矩（OTM，arbitrary units）表示，OTM值越高代表DNA碎片化越严重。其次，为了评估染色质的包装状态，他们优化并建立了一种基于流式细胞术的染色霉素A3（CMA3）染色方法。CMA3能够与DNA上鱼精蛋白的结合位点竞争性结合，染色质去鱼精蛋白化程度越高（即鱼精蛋白不足或包装不紧密），CMA3的结合就越多，荧光信号越强。研究人员还设置了阳性对照（用二硫苏糖醇DTT诱导去鱼精蛋白化）和阴性对照（未染色）以确保实验的可靠性，并证实该方法能有效区分不同染色质凝集状态的人类精子。统计分析则采用多变量线性回归模型，并调整了年龄、体重指数（BMI）、能量摄入等多种潜在混杂因素的影响。

研究结果

不健康植物性饮食与精子染色质去鱼精蛋白化增加相关

本研究最关键的发现是，高度坚持不健康植物性饮食模式（uPDI得分最高三分位组）与精子染色质去鱼精蛋白化（CMA3信号）显著增加相关。在完全调整模型中，与坚持度最低的组（T1）相比，坚持度最高组（T3）的CMA3信号强度平均高出12.4个单位。这表明，摄入大量果汁、含糖饮料、精制谷物和糕点等不健康植物性食物，可能会干扰精子发生过程中正常的染色质重塑，导致鱼精蛋白替代组蛋白不完全或染色质压缩不良，使得精子基因组更易受到损伤。

大多数饮食模式与精子DNA碎片化无显著关联

分析结果显示，坚持地中海饮食、健康植物性饮食、EAT-Lancet饮食或西方饮食模式，均未发现与精子DNA碎片化（中性彗星实验OTM值）存在显著的线性趋势或关联。虽然在不健康植物性饮食模式的分析中，模型2显示最高坚持度组有较低的DNA碎片化趋势，但该关联在未调整模型和完全调整模型中均不显著，且效应值较小，因此可能没有重要的生物学意义或为偶然发现。

健康植物性饮食、EAT-Lancet及西方饮食与染色质去鱼精蛋白化无关

与对不健康植物性饮食的观察结果相反，坚持健康植物性饮食（以全谷物、水果、蔬菜、坚果、豆类和健康油脂为主）、EAT-Lancet饮食或西方饮食模式，均未发现与精子染色质去鱼精蛋白化程度存在统计学上的显著关联。这表明，饮食对精子染色质完整性的影响可能具有特异性，并非所有饮食模式都会产生影响，而不健康植物性饮食中的某些成分或整体特征可能扮演了独特的不利角色。

讨论与结论

这项研究首次将饮食模式的视角引入到男性精子染色质分子质量的评估中，揭示了饮食质量，特别是植物性食物来源的质量，与男性生殖健康之间存在潜在的重要联系。研究最重要的结论是：高度坚持不健康植物性饮食模式，而非其他几种饮食模式，与健康年轻男性精子染色质去鱼精蛋白化程度增加显著相关。这意味着，即使总体遵循植物性饮食，如果食物选择不当，偏向于精加工、高糖分的不健康植物性产品，反而可能对精子最核心的染色质结构产生不利影响。

研究人员推测，不健康植物性饮食中富含的添加糖、精制碳水化合物和可能存在的某些添加剂，容易在体内促发氧化应激和炎症反应。同时，这类饮食模式通常缺乏全谷物、新鲜果蔬中的天然抗氧化剂和抗炎物质。当氧化应激水平升高而抗氧化防御不足时，睾丸内精子发生过程中的精细调控可能被打乱，尤其是需要高度有序的鱼精蛋白替代组蛋白和染色质压缩过程，从而导致染色质凝集缺陷。染色质去鱼精蛋白化会使精子DNA更易受到物理和化学损伤，并可能影响父源基因组在受精后的正常解压缩和基因表达，进而损害受精潜能和早期胚胎发育。

值得注意的是，本研究未发现地中海饮食、健康植物性饮食等公认的健康模式对染色质完整性有保护作用，这可能暗示这些饮食对精子质量的益处（如一些研究报道的改善精子浓度和活力）主要通过其他机制实现，例如调节精子膜流动性（因其富含多不饱和脂肪酸PUFA）或能量代谢，而非直接作用于染色质组装。同时，西方饮食也未显示负面关联，提示其对精子数量的负面影响可能独立于染色质完整性变化。

该研究的优势在于使用了经过验证的饮食评估工具和先进的染色质完整性检测技术（中性彗星实验和优化的CMA3流式细胞术），并对多种混杂因素进行了严格控制。然而，作为横断面研究，它无法确定因果关系。未来需要介入性的随机对照试验来验证改变不健康植物性饮食是否能直接改善精子染色质质量，并深入探索其背后的分子机制，例如是否与特定营养素摄入、氧化应激标志物或表观遗传修饰改变有关。

总之，这项研究为男性生殖健康领域提供了新的见解：关注整体饮食模式，而不仅仅是单一营养素，对于全面理解饮食与生育力的关系至关重要。它特别强调，在倡导植物性饮食以促进健康和环境可持续性的同时，必须引导公众选择高质量的植物性食物，避免摄入大量不健康的精加工植物食品，这对于维护精子染色质完整性和男性生育潜力可能具有重要的实践意义。研究成果为未来制定针对男性生育健康的精准营养建议奠定了科学基础。