新兴污染物与男性生殖健康:机制洞察、临床证据与研究重点

《Reproductive Toxicology》:Emerging Contaminants and Male Reproductive Health: Mechanistic Insights, Clinical Evidence, and Research Priorities

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月23日 来源:Reproductive Toxicology 3.4

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   摘要男性不育约占全球不孕不育病例的40%至50%。新兴环境污染物(微塑料、工程纳米颗粒、射频电磁辐射(RF-EMR)、药物及个人护理品(PPCPs))因其环境持久性及对男性生殖健康的潜在不良影响而受到广泛关注。本综述系统整合了实验研究、流行病学研究和系统评价的证据,并重点关注

  

摘要

男性不育约占全球不孕不育病例的40%至50%。新兴环境污染物(微塑料、工程纳米颗粒、射频电磁辐射(RF-EMR)、药物及个人护理品(PPCPs))因其环境持久性及对男性生殖健康的潜在不良影响而受到广泛关注。本综述系统整合了实验研究、流行病学研究和系统评价的证据,并重点关注其作用机制。微塑料和纳米塑料现已在人体血液、睾丸和精液中被检测到,它们作为载体改变了共污染物的转运和生物利用度。动物实验结果报告,新兴污染物通过相互关联的机制损害男性生殖功能,包括氧化应激、活性氧增强、线粒体功能障碍、DNA损伤、慢性炎症、内分泌干扰、血-睾屏障破坏和细胞凋亡。长期RF-EMR暴露通过氧化损伤、钙通道调节、激素失衡和血-睾屏障破坏扰乱睾丸稳态。工程纳米颗粒能够轻松穿越生物屏障并在生殖组织中蓄积。PPCPs尤其是内分泌干扰类污染物会导致类固醇合成和激素稳态受损,从而影响男性生育能力。总之,这些污染物通过相互关联的机制汇聚作用,影响精子数量、活力、形态、存活率和受精能力。虽然动物研究提供了生殖毒性的证据,但需要开展长期人体研究,结合生物监测、精液分析、激素谱检测和分子终点指标,才能提出安全暴露阈值,建立因果关系,并确定混合污染物的效应。这些新兴污染物因此构成了男性不育的一个重大但潜在可预防的风险。

引言

不孕不育已成为一个日益严重的健康问题,影响着全球数百万夫妇。男性因素占不孕不育病例的40%至50%[1]。近几十年来,已有精液质量下降的报告。精子数量减少、活力低下、形态异常和精子功能受损的发生率正在上升[2]。男性不育病因复杂多样,包括遗传因素、激素改变、生活方式因素和环境暴露[3]、[4]。在这些因素中,环境污染已被确认为重要的风险因素。快速的工业化、城市化和技术发展增加了新兴污染物向环境的排放[5]。此外,人类通过空气、水、食物和消费品持续暴露于多种污染物,进一步增加了风险[6]。
新兴环境污染物是指因其广泛存在和潜在健康影响而受到关注的污染物。这些包括微塑料(MPs)、纳米颗粒(NPs)、药物及个人护理品(PPCPs)以及射频电磁辐射(RF-EMR)等[7]。此外,这些污染物具有持久性,且被持续释放,引发了对其影响人体健康、特别是生殖健康的疑问[8]。
精子发生是一个复杂的过程,需要适当的激素调节。此外,正常的睾丸功能会受环境压力的影响[9]。暴露于环境污染物会干扰这些过程并损害生育力[10]。多项研究表明,新兴污染物可诱导氧化应激、炎症、内分泌干扰、线粒体功能障碍、DNA损伤和细胞凋亡[11]。这些进而导致精液质量下降,精子生产和成熟减少[12]。
MPs是最普遍的环境污染物之一,其主要来源是降解的塑料制品和工业应用的副产物[13]。近期研究报告了MPs在人体血液、胎盘、睾丸和精液中的存在[14]、[15]。实验室研究表明,MPs能够在生殖组织中生物蓄积,并对精子质量和睾丸功能产生不利影响[16]、[17]。另一类是广泛应用于医学、化妆品、电子、食品包装和农业领域的纳米颗粒(NPs)[18]。NPs极其微小,能够穿越生物屏障并进入生殖器官。已有报告指出,银、二氧化钛、镍、氧化锌和氧化铜纳米颗粒可诱导氧化应激、激素紊乱和生殖毒性[19]、[20]、[21]、[22]。
化学污染物是众所周知的,但对来自无线技术的非电离辐射日益引起关注,这已成为一个新兴的环境问题。手机、Wi-Fi路由器、蓝牙设备和电信网络持续发射RF-EMR[23]。人体和动物研究均表明,长期暴露于RF-EMR会导致氧化应激增加、DNA损伤和精子参数改变[18]、[24]。另一类重要的新兴污染物是PPCP。这些化合物通过家庭废水、医院废水、制药工业和农业活动进入环境[25]。许多此类物质在环境中具有持久性,并作为内分泌干扰物发挥作用。PPCPs暴露与类固醇合成受损、激素失衡、精子质量下降和睾丸损伤相关[26]、[27]。
越来越多的证据表明,新兴污染物可能对男性不育负担的增加有所贡献。但暴露的长期后果及相关机制尚未完全阐明。因此,本综述总结了微塑料、纳米颗粒、射频辐射和PPCPs的来源、机制和生殖影响的当前知识状态。我们进一步剖析了这些环境污染物损害男性生殖健康的机制,并讨论了它们的汇聚效应,从而强调了进行长期人体研究的必要性。

章节摘要

方法学

本叙述性综述总结了关于新兴环境污染物与男性生殖健康的同行评审实验研究、流行病学研究和系统评价研究的证据。我们使用PubMed和Google Scholar,以"男性不育"、"微塑料"、"工程纳米颗粒"、"射频电磁辐射"和"药物及个人护理品"等关键词搜索近期相关出版物。对纳入的相关研究进行了严格评估,

污染物来源

新兴污染物来源于多样的工业、农业、医疗和家用活动,导致人类通过摄入、吸入、皮肤接触和职业活动持续暴露[28]。主要来源包括塑料包装、合成纺织品、轮胎磨损颗粒、农业塑料,这些导致环境中MPs的污染[29]。工程纳米颗粒广泛应用于电子、医学、化妆品、食品包装和农业,

微塑料

MPs是指直径小于5 毫米的塑料颗粒,它们要么是为商业和工业用途而专门生产的,要么是较大塑料材料降解的产物[28]。由于其在全球范围内广泛生产和使用,MPs是水生、陆地和大气环境中常见的污染物[29]。它们已在饮用水、海鲜、食盐、水果、蔬菜和大气灰尘中被发现,使人类暴露不可避免[30]。此外,它们也已被发现

污染物对男性生殖毒性的协同和累积效应

男性生殖毒性通常源于多种污染物的联合暴露,如MPs、ENMs、PPCPs、PFASs、金属、农药和RF-EMR。这些污染物存在于食物、水、空气、消费品、职业环境和电子设备中,它们的相互作用可能产生相加、协同和/或拮抗效应。污染物类型、浓度、暴露持续时间、暴露顺序和生物靶标会影响这些相互作用。微塑料和

预防措施

预防与新兴环境污染物相关的生殖毒性需要在个人、工业和政策层面进行协调努力。减少一次性塑料使用、改善塑料废物管理和推广可生物降解替代品,可显著减少环境中MPs的污染。在排放前,可通过膜过滤技术和高级氧化过程去除纳米颗粒、药物和MPs等污染物

结论

环境污染物已成为男性不育的一个显著且潜在可修饰的风险因素。现有证据表明,微塑料、工程纳米颗粒、RF-EMR和药物通过氧化应激、炎症、内分泌干扰、线粒体功能障碍、DNA损伤和细胞凋亡对男性生殖功能产生负面影响。这些机制损害精子发生、类固醇合成和精子质量,最终降低男性生育力

伦理审批

不适用

资助

无

CRediT作者贡献声明

Rohit Gautam:撰写——初稿,方法学,概念化。Eepsita Priyadarshini:撰写——初稿,数据整理。Taruna Arora:验证,监督。Shruti Gupta:撰写——审稿与编辑,验证。Aanchal Rathi:撰写——审稿与编辑,数据整理。Arbind Kumar Patel:撰写——审稿与编辑,数据整理。

关于写作过程中生成式人工智能和人工智能辅助技术的声明

在此声明,在文稿校对过程中使用了生成式人工智能来改进和纠正英语语法和语言。

利益冲突声明

作者声明不存在已知的可能影响本文所述工作的财务利益或个人关系。

致谢

作者感谢在准备手稿过程中使用生成式人工智能。同时,衷心感谢撰写手稿期间提供的机构支持。

发表同意

不适用

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。
Rohit Gautam|Eepsita Priyadarshini|Shruti Gupta|Aanchal Rathi|Arbind Kumar Patel|Taruna Arora
印度医学研究理事会,生殖儿童健康与营养学系,新德里,印度
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