《Journal of Hazardous Materials Advances》：Neonicotinoid Insecticides and Male Reproductive Health: A Comprehensive Assessment of Sperm DNA Integrity and Semen Quality in Human Seminal Plasma and Serum
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背景： 鉴于新烟碱类杀虫剂（NEOs）在全球范围内的广泛使用及其对人类健康的潜在影响日益受到关注，NEO暴露与男性生殖健康之间的关联仍是需要深入调查的领域。本研究旨在全面评估人类精液血浆和血清中NEOs及其代谢物的暴露水平，并探讨其与各项精液质量参数，特别是精
背景： 鉴于新烟碱类杀虫剂（NEOs）在全球范围内的广泛使用及其对人类健康的潜在影响日益受到关注，NEO暴露与男性生殖健康之间的关联仍是需要深入调查的领域。本研究旨在全面评估人类精液血浆和血清中NEOs及其代谢物的暴露水平，并探讨其与各项精液质量参数，特别是精子DNA完整性的关系。
方法： 研究人员从生殖医学中心招募了419名男性，并收集了配对的精液血浆和血清样本。利用液相色谱-串联质谱法（LC-MS/MS）定量分析了15种NEOs及其代谢物。获取了包括常规精液分析和精子DNA完整性高级评估（DNA碎片指数[DFI]和高DNA可染性[HDS]）在内的综合精液质量数据。随后，采用广义线性模型（GLM）、加权分位数和（WQS）回归和贝叶斯核机器回归（BKMR）分析NEO暴露与精液质量参数之间的关联。
结果： 本研究发现所有分析样本中均可检测到NEO残留，其中N-dm-ACE是精液血浆和血清中最普遍的NEO代谢物，其浓度显著高于其母体化合物。研究结果表明，精液血浆中的NEO暴露与整体精液质量呈负相关，尤其对精子浓度和DNA完整性有不利影响。研究发现，处于精液血浆N-dm-ACE暴露最高三分位数的男性表现出显著升高的精子DFI（P-trend < 0.05）。WQS和BKMR模型进一步证实，在NEO混合物中，N-dm-ACE是导致DFI和HDS升高的主要贡献者。
结论： 这项横断面研究提供的证据表明，人类暴露于NEOs（尤其是N-dm-ACE）与男性精液质量参数改变显著相关，其特征为DNA碎片增加。这些发现强调了NEO暴露的普遍性及其对男性生殖健康的潜在不良影响。研究结果建议在男性生育力风险评估和公共卫生政策制定中应充分考虑这些环境污染物的影响。
论文解读：新烟碱类杀虫剂暴露对男性精子DNA完整性的影响
研究背景与意义
全球约15%的夫妇面临不孕不育问题，其中男性因素约占一半，主要表现为精液质量低下。随着全球范围内观察到精液质量的下降趋势，环境因素对男性生殖健康的影响已成为研究热点。新烟碱类杀虫剂（Neonicotinoid insecticides, NEOs）自2010年以来占据全球杀虫剂市场25%以上的份额，因其水溶性高、环境持久性强，已成为普遍存在的人体环境污染物。尽管已有动物实验表明NEOs可能导致睾丸发育延迟和生精功能受损，但关于环境水平NEO暴露对人类精液质量影响的流行病学证据仍然稀缺。此前的研究多局限于尿液或血液检测，缺乏对生殖系统靶器官的直接评估。因此，本研究旨在量化精液血浆和血清中的NEO浓度，系统评估其与精液质量参数的关联，相关成果发表于《Journal of Hazardous Materials Advances》。
关键技术方法
研究人员从中山大学附属第六医院生殖医学中心招募了419名男性，纳入标准排除了生殖系统病理异常及近期药物治疗者。研究采集了参与者的配对精液血浆和血清样本，采用盐析辅助液液萃取（SALLE）结合液相色谱-串联质谱法（LC-MS/MS）对10种母体NEOs和5种代谢物进行定量分析。精液质量评估依据世界卫生组织（WHO）指南，通过计算机辅助精子分析系统（CASA）获取常规参数，并利用精子染色质结构分析法（SCSA）测定DNA碎片指数（DFI）和高DNA可染性（HDS）。统计学分析采用了广义线性模型（GLM）、加权分位数和（WQS）回归以及贝叶斯核机器回归（BKMR）模型，以评估单一化合物及混合物暴露的效应。
研究结果
3.1 研究人群特征
研究共纳入419名个体，平均年龄34.66岁，平均BMI为24.53 kg/m2。其中吸烟者占31.03%，饮酒者占17.66%。参与者被分为正常精液参数组（44.4%）和精液异常组（55.6%）。
3.2 精液质量参数
受试者精液体积中位数为3.51 mL，精子浓度为57.14 × 106/mL，总活力为57.42%，正常形态率为4.46%。精子DFI均值为15.51%，HDS均值为7.28%。
3.3 精液血浆与血清中的NEO浓度
在所有样本中均检测到NEO残留。N-dm-ACE是检出率最高的代谢物，在精液血浆中检出率为83.53%，在血清中高达99.76%，且其浓度显著高于母体化合物ACE。相比之下，FLO和6-CN在精液血浆中未检出。超过80%的样本中存在两种或以上的NEO共暴露现象。
3.4 广义线性回归模型评估结果
GLM分析显示，精液血浆中N-dm-ACE的浓度与精子DFI呈正相关。具体而言，处于N-dm-ACE暴露最高三分位数的男性，其精子DFI显著升高（P-trend < 0.05）。此外，精液血浆中检测到的NEO种类数量越多，精子DFI越高，而血清指标未显示出类似关联。
3.5 WQS回归模型评估结果
WQS回归证实了NEO混合物对精子DFI和HDS的正向联合效应，其中N-dm-ACE被识别为主要贡献成分。未发现NEO混合物与其他常规精液参数（如精子总数、精液量）之间存在显著关联。
3.6 BKMR模型评估结果
BKMR分析进一步验证了上述发现，显示精液血浆NEO混合物与精子DFI和HDS的关联具有极高的后验包含概率（groupPIP）。在单变量剂量反应分析中，N-dm-ACE与DFI和HDS均呈正相关趋势。此外，血清THX与精液量和精子总数呈负相关，而精液血浆IMI与精子正常形态及活力呈负相关。
3.7 按临床精液质量分层的关联分析
即使在正常精液参数组中，N-dm-ACE暴露与精子DFI升高的关联依然显著，表明该代谢物具有潜在的遗传毒性风险，不受基线精液质量的影响。
讨论与结论总结
讨论部分要点
研究人员指出，环境NEO暴露普遍存在，主要源于饮食摄入。研究发现精液血浆中的N-dm-ACE浓度与精子DNA损伤关联更强，这归因于毒代动力学的区室化效应——精液血浆作为生殖道的局部微环境，直接接触成熟精子，而后者缺乏有效的DNA修复机制。N-dm-ACE作为ACE的主要代谢产物，其哺乳动物毒性甚至高于母体化合物。机制上，NEOs可能通过激活烟碱型乙酰胆碱受体（nAChRs）导致钙离子信号失调，引发活性氧（ROS）过量产生及线粒体功能障碍，从而导致精子染色质重塑受损。此外，研究强调了“鸡尾酒效应”，即多种低剂量NEOs的联合暴露对生殖健康构成累积风险。
结论
综上所述，这项横断面研究提供了全面的流行病学证据，表明人类暴露于NEOs（尤其是代谢物N-dm-ACE）与男性精液质量参数改变显著相关，具体表现为精子DNA碎片增加。虽然研究受限于横断面设计无法确定因果关系，但这些关联性发现揭示了广泛农业化学品使用对男性生殖健康的潜在公共健康威胁。未来亟需开展大规模前瞻性队列研究及靶向机制研究，以验证这些风险，并为制定严格的化学品环境监管政策提供科学依据。
