精浆金属暴露与特发性少弱畸精子症风险的关联研究：精子染色质结构的中介作用

本研究针对环境金属暴露影响男性生殖健康的机制问题，通过检测590名男性精浆中13种金属（Fe、Ni、Cu等）浓度，结合精子DNA碎片指数（DFI）和高DNA可染性（HDS）评估，发现Cr、Tl等金属通过损害精子染色质完整性增加特发性少弱畸精子症（iOAT）风险，其中63.29%的Tl-iOAT关联由DFI介导，为环境政策制定提供了新依据。

　　

男性不育已成为全球公共卫生问题，其中特发性少弱畸精子症（iOAT）因病因不明且常规精液参数诊断局限性，成为研究难点。近年来，中国快速工业化导致的重金属污染与精子质量下降的关联备受关注，但金属混合物如何通过精子染色质结构影响iOAT的机制尚不明确。安徽医科大学第一附属医院生殖医学中心团队在《Ecotoxicology and Environmental Safety》发表的研究，首次系统评估了精浆中13种金属（Fe、Ni、Cu、Co、Se、Sr、Cd、Cr、Pb、V、Mn、Tl、Ba）对精子DNA碎片指数（DFI，反映DNA断裂）和高DNA可染性（HDS，提示染色质不成熟）的影响，并揭示了其介导iOAT风险的潜在通路。

研究采用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）检测金属浓度，通过精子染色质结构分析（SCSA）量化DFI和HDS，结合多模型（多元逻辑回归、贝叶斯核机器回归BKMR、分位数g计算Qgcomp）和中介分析，探索了金属混合暴露与生殖结局的复杂关系。

3.1 人口学特征
590名参与者中，iOAT组（n=273）的精子浓度（34.70×10⁶/mL）、活力（PR% 26.80%）显著低于对照组，且DFI（21.21%）、HDS（7.98%）更高，证实染色质异常与iOAT相关。

3.3 单一金属效应
Cr（第三分位数）使HDS风险增加2.3倍，Tl（第三分位数）与DFI风险正相关（OR=1.07），而Cr、Ni、Tl均显著升高iOAT风险，提示特定金属的生殖毒性差异。

3.4-3.5 混合暴露效应
BKMR和Qgcomp模型一致显示，金属混合物整体增加DFI、HDS和iOAT风险，其中Tl（PIP=1.000）、Cr（PIP=0.9308）为关键贡献者，且Tl-Sr-Cr组合对DFI的联合效应最显著。

3.6 中介分析
精子DFI介导了63.29%的Tl-iOAT关联，而HDS对Cr/Ni与iOAT的中介作用不显著，表明金属可能通过不同通路（如氧化应激或直接DNA损伤）损害生育力。

讨论与意义
该研究首次阐明精浆金属（尤其是Tl和Cr）通过破坏精子染色质完整性导致iOAT的机制，为环境暴露与男性不育的因果链提供了关键证据。结果提示，传统精液参数可能低估金属毒性，而DFI/HDS可作为敏感生物标志物。研究局限性包括横断面设计无法推断因果，但多模型一致性增强了结论可靠性。未来需通过队列研究和动物实验验证机制，例如探索金属诱导的活性氧（ROS）如何干扰组蛋白-鱼精蛋白转换。这一发现为制定重金属暴露限值和临床干预策略提供了科学依据，凸显了环境政策在保护男性生殖健康中的紧迫性。