《The Journal of Climate Change and Health》：The effect of ambient temperature on sperm quality in a desert climate
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研究背景：全球精子质量下降的原因仍未明晰。随着气候变化加剧，极端温度日益被视为生殖健康的潜在威胁。本研究探讨了环境温度与精子质量之间的关联，重点关注精子参数正常与异常的亚组。
方法：研究人员将来自索罗卡大学医学中心生育门诊（2009年5月至2023年3月）的
研究背景：全球精子质量下降的原因仍未明晰。随着气候变化加剧，极端温度日益被视为生殖健康的潜在威胁。本研究探讨了环境温度与精子质量之间的关联，重点关注精子参数正常与异常的亚组。
方法：研究人员将来自索罗卡大学医学中心生育门诊（2009年5月至2023年3月）的精子质量数据，与样本采集前90天内附近监测站记录的环境温度进行关联。夏季最高气温范围为25.3 °C至46.4 °C，冬季最低气温范围为0.1 °C至24.5 °C。研究人员采用有向无环图（Directed Acyclic Graph, DAG）指导广义加性混合模型（Generalized Additive Mixed Model, GAMM）和分布式滞后模型（Distributed Lag Model, DLM）中的混杂因素选择。混合效应负二项回归（Mixed-Effect Negative Binomial Regression）比较了最高与最低季节性温度四分位数之间的精子质量差异。
结果：暴露于冬季低温与精子活力显著下降相关，降幅为5.5%（p < 0.001）。亚组分析显示，犹太男性和年长男性中效应更强，降幅为3.6%–6.5%。夏季极端高温总体影响微弱，但社会经济地位较低的男性表现出临界显著的活力下降，降幅为5.9%。
结论：极端寒冷而非高温与精子活力负相关，提示在沙漠气候中可能存在针对夏季高温的行为缓解效应。随着气候变异性增加，本研究结果强调环境温度是精液质量的潜在环境决定因素，并强调需在弱势亚组（包括精子质量异常男性、吸烟者和慢性疾病患者）中开展进一步研究。
# 沙漠极端温度与精子质量：来自以色列内盖夫地区的流行病学证据解读
## 一、研究背景与问题提出
全球范围内男性精子质量下降的趋势自1974年首次报告以来已被多项研究证实，但其原因仍未完全阐明。在气候变化加剧、极端天气事件频发的背景下，环境温度对生殖健康的潜在影响日益受到关注。男性睾丸需通过热调节机制维持在低于体温2–8 °C的环境以保障正常精子发生，当睾丸周围温度快速升高时，热调节可能失效，导致精子浓度、活力和存活率下降。然而，现有研究多集中于动物模型或高温热应激，关于寒冷温度对人类精子质量影响的研究十分有限。已有少数研究提示环境温度与精子形态或浓度存在负相关，但结论并不一致。以色列内盖夫地区属于干旱和半干旱气候，冬季夜间极冷、夏季极为炎热，为研究极端温度的效应提供了独特自然场景。索罗卡大学医学中心（SUMC）作为以色列南部唯一的三级医院，其生育门诊的精液分析数据覆盖了接受不孕症诊疗的夫妇中男性伴侣，既包含生育力正常个体也包含异常个体，为开展基于人群的回顾性研究提供了理想资源。研究人员据此提出假设：精子分析前一段时间内的极端温度与精子质量负相关，且在精子参数异常的男性中更为显著。
## 二、研究设计与技术方法
研究人员开展了一项基于人群的回顾性研究，纳入2009年5月至2023年3月期间在SUMC接受精液分析的11,782名男性，共计21,122次检测记录。临床数据来源于SUMC生育数据库和Chameleon电子病历系统，人口学特征、居住地坐标、吸烟状态、社会经济地位（SES）等信息来自Clalit健康维护组织（HMO）区域数据库。环境温度和相对湿度（RH）数据取自以色列环境保护部（MoEP）和以色列气象局（IMS）监测站，研究人员通过空间连接为每位患者匹配其住所最近的五个监测站，并提取精液分析前90天的逐时温度数据。主要统计方法包括：分布式滞后模型（DLM）用于识别精子发生过程中对温度最敏感的暴露窗口；广义加性混合模型（GAMM）采用负二项分布族，以三次样条拟合温度、RH、SES与精子参数间的非线性关系，并纳入个体随机截距；有向无环图（DAG）用于确定混杂因素的最小充分调整集。研究人员以精液分析前两天的平均最高气温（夏季）和平均最低气温（冬季）作为主要暴露指标，采用混合效应负二项回归比较高、低温度四分位数对精子活力的影响，并进行亚组分析。
## 三、主要研究结果
### 1. 人群特征与精子质量概况
研究人群的中位年龄为31岁，68%为犹太男性，32%为阿拉伯男性。47%的男性在所有参数上具有正常精子质量。平均精子活力为52.2% ± 22.1%，前向活力为43.8% ± 21.4%。精子异常组男性社会经济地位较低、年龄略大、吸烟比例更高，且糖尿病、高脂血症和高血压等慢性疾病患病率更高。
### 2. 温度暴露敏感窗口的识别
DLM分析显示，精液分析前0–1天（即滞后0–1天）是温度影响精子活力、前向活力和精子浓度的最相关暴露窗口。混合效应负二项回归验证了这一发现：全年范围内暴露于每日最低温度第25百分位数以下时，滞后2天、30天、60天和90天的活力下降分别约为11%、4%、3%和2%，提示短期急性暴露效应最强。
### 3. 冬季低温与精子活力下降显著相关
冬季（12月至3月）最低气温范围为0.7–20.7 °C，暴露于最低温度第25百分位数以下（0.7–7.1 °C）的男性，其精子活力平均下降5.5%（p < 0.001），前向活力下降7.7%（p < 0.001）。精子浓度、精液量、总精子数和正常形态细胞数在冬季的差异未达统计学意义。
### 4. 夏季高温效应微弱
夏季最高气温范围为25.3–46.4 °C，暴露于最高温度第25百分位数以上（34.3–43.1 °C）对总体人群的精子活力无显著影响（变化为?0.62%，p = 0.721），前向活力也无显著变化（?0.80%，p = 0.767）。但在社会经济地位最低的亚组中，夏季高温暴露与活力下降5.92%相关（p = 0.112），呈临界显著。
### 5. 亚组分析揭示脆弱人群
冬季低温对犹太男性的活力降低效应为6.53%（p = 0.002），高于阿拉伯男性的3.74%（p = 0.366）；40岁以上男性表现出更强的负相关且具有临界显著性。精子活力异常男性的活力下降幅度（?3.59%）大于活力正常男性（?1.46%），但未达到统计学显著。SES在冬季低温暴露中未显示明显的效应修饰作用。
## 四、讨论与结论
本研究的核心发现是：在沙漠气候中，冬季极端寒冷与精子活力负相关，而夏季极端高温的效应可忽略。这一结果与预期假设相反，可能源于内盖夫地区居民对夏季高温的行为适应，例如在极端炎热期间更多停留在空调环境中。寒冷效应则因当地住房隔热性能差，难以抵御夜间低温而更为突出。生物学上，低温可能通过降低精子三磷酸腺苷（ATP）水平或增加精液黏度影响鞭毛波动传播，但具体机制尚不明确。研究人员强调，这些发现不应被解读为寒冷直接压倒了睾丸热调节机制，而可能提示精子活力本身具有温度依赖性，急性降温可能短暂影响成熟精子功能而无不可逆损伤。研究局限性包括基于监测站估算个体暴露可能引入错分偏倚，且研究对象限于接受精液检测的男性，未捕获未测量的生育相关决定因素。未来需采用追踪研究设计以更精确评估90天内的温度暴露。研究结论指出，极端温度暴露可通过改善沙漠地区住房隔热、加强公众寒冷危害教育来预防。该研究为环境温度作为精液质量的潜在决定因素提供了人群证据，并强调了在精子异常、吸烟及慢性疾病等脆弱亚组中开展进一步研究的必要性。
