编辑推荐：
为探究金属暴露影响男性生育的机制，研究人员开展精浆金属混合物与精液质量关系的代谢组介导病例对照研究。结果显示金属混合物增加异常精液质量（ASQ）风险，Fe 和 Se 有保护作用，Cu 有害，且代谢物起介导作用。该研究为男性不育研究提供新方向。
在当今社会，不孕不育问题困扰着众多家庭。据统计，全球约 15% 的夫妇面临不孕难题，其中男性因素导致的不育几乎占了一半。近年来，男性精子数量呈下降趋势，在 1973 - 2011 年间，北美、欧洲、澳大利亚和新西兰男性的总精子数显著减少了 50 - 60%，且 2000 年后下降趋势加剧。这一现象引发了科学界的广泛关注，而人类接触重金属被认为是重要影响因素之一。
重金属如铅、镉、汞等，通过环境、职业和生活方式等多种途径进入人体。它们不像有机污染物那样会降解，反而在生物体内不断积累，危害生态系统和人类健康。已有研究表明，接触有毒重金属会降低睾丸重量、影响精液质量、改变生殖激素水平。同时，像硒（Se）和铁（Fe）等必需金属，对男性生殖系统发育至关重要。然而，目前多数研究集中在单一金属暴露，对于多种金属联合暴露如何影响男性生殖功能，以及其中的代谢机制，人们知之甚少。
为了解开这些谜团，深圳人民医院的研究人员开展了一项意义重大的研究。他们以 522 名男性为研究对象，进行了病例对照研究。研究结果意义非凡，揭示了金属混合物暴露会增加异常精液质量（ASQ）的风险，其中精浆铜（Cu）在单暴露和混合暴露模型中都显著增加风险，而铁（Fe）和硒（Se）则呈现出保护趋势。此外，研究还发现了 74 种与 ASQ 相关的差异代谢物，部分代谢物在铁、硒、铜与 ASQ 的关联中起介导作用。这一研究成果发表在《Ecotoxicology and Environmental Safety》杂志上，为男性不育研究开辟了新方向。
研究人员为开展此项研究，运用了多种关键技术方法。在样本采集与处理方面，依据世界卫生组织标准，收集男性精液样本，测定精液质量并存储用于后续分析。利用电感耦合等离子体质谱（ICP - MS）检测精浆中 15 种金属的浓度；采用液相色谱 - 质谱（LC - MS）技术对精浆进行非靶向代谢组学分析，全面检测其中的代谢物。在统计分析时，运用多种统计模型评估金属与 ASQ 的关系，还进行因果中介分析探索代谢组的中介作用 。
在研究结果方面：
- 研究参与者特征：522 名参与者平均年龄 31.81 ± 5.33 岁，多数人 BMI 正常、伴侣无怀孕史、为当前吸烟者且从不饮酒。病例组和对照组在年龄、BMI、吸烟、饮酒、身体活动和伴侣怀孕情况等方面无显著差异。
- 精浆金属浓度：部分金属如铝（Al）、铬（Cr）、汞（Hg）、铅（Pb）、锑（Sb）检测率较低，其余 10 种金属检测率超 98%。金属浓度间存在不同程度相关性，铁（Fe）和钴（Co）相关性最强。
- 精浆金属与 ASQ 的关联：单暴露模型中，铜（Cu）、镉（Cd）、钼（Mo）增加 ASQ 风险，铁（Fe）和硒（Se）降低风险；多金属模型调整协变量后，铜（Cu）、锰（Mn）、砷（As）增加风险，铁（Fe）和硒（Se）降低风险。通过 QG - C、WQS 和 BKMR 模型进一步分析，均表明金属混合物与 ASQ 风险有关，铁（Fe）、硒（Se）、铜（Cu）是主要影响因素，且敏感性分析验证了结论可靠性。
- 血浆代谢谱和差异代谢物分析：在精浆样本中鉴定出 265 种代谢物，OPLS - DA 分析筛选出 74 种差异代谢物，涉及多种代谢物类别。通路分析显示，牛磺酸和次牛磺酸代谢、叶酸介导的一碳代谢通路受 ASQ 影响显著。
- 精浆中 Fe、Se 和 Cu 的差异代谢反应：Fe、Se、Cu 浓度不同的样本间代谢物存在显著差异。Fe 和 Se 相关代谢物在牛磺酸 / 次牛磺酸代谢通路变化明显，而与 Cu 相关的代谢通路在 KEGG 数据库中未明确。
- 代谢物在 Fe、Se、Cu 与 ASQ 关联中的中介作用：中介分析发现，22 种代谢物介导 Fe 与 ASQ 风险的关联，21 种介导 Se 与 ASQ 的关联，12 种介导 Cu 与 ASQ 的关联。16 - 葡萄糖醛酸雌三醇、天冬氨酰缬氨酸、二氢香豆素、L - (-) - 3 - 苯乳酸、反式肉桂酸等是关键介导物，其中 L - (-) - 3 - 苯乳酸和反式肉桂酸介导作用突出，次牛磺酸也在 Se 与 ASQ 关联中起重要作用。
研究结论和讨论部分指出，本研究揭示了金属混合物、代谢物与 ASQ 之间的复杂关系。虽然研究存在一定局限性，如不能确定因果关系、样本来源单一、部分金属检测率低等，但依然为男性生殖健康研究奠定了重要基础。它明确了金属混合物对精液质量的影响，确定了关键保护和有害金属，发现了潜在生物标志物，为后续研究指明了方向，有助于深入理解男性不育机制，为未来干预研究提供了重要线索。
