不孕不育只是生理问题?研究表明,空气污染也会导致不孕不育

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  在适当的年龄与合适的人产生爱的结晶,是所有夫妻都梦寐以求的事情。但现如今,随着年轻人工作压力的增大和生活节奏的加快,正常生育对一部分夫妻来说甚至都已成为奢望。

  近20年来,中国不孕不育的发病率持续上升。2012-2018年间,我国不孕不育人数从4000万人突破5000万人大关。

  面对不孕不育,有些夫妇开始用药物调理、治疗,有些夫妇甚至不得不花费大量金钱运用辅助生殖技术进行生育,如人工授精、试管婴儿。

  除了特定的生理疾病,人们普遍会认为不良的生活方式、生殖卫生缺失、肥胖等也会导致生育困难。但其中可能被忽略的一点是,空气污染对生育能力的影响。

  近日,北京大学第三医院生殖医学中心的一项研究表示,长期生活在空气污染严重的地区会显著增加不孕不育的风险。

  相比于生活在良好环境下的适龄夫妇,在PM2.5浓度较高的地区,不孕不育概率要增加20%

  不孕不育发病率逐年升高

  不孕不育主要是指一年以上未采取任何避孕措施,性生活正常但没有成功妊娠的情况。引起不孕的发病原因既有男性不育,也有女性不孕。

  2012年,一项综述分析了来自190个国家的277份健康调查问卷,报告表示近5000万对20岁至44岁的夫妇无法实现自然受孕,从数据中可以看出,不孕症的患病率在发达国家为3.5-16.7%,在发展中国家为6.9-9.3%

  然而在过去的20年里,不孕不育的发病比例还在上升,全球约有10%的夫妇被不孕不育问题所困扰。反观中国,1995年时我国不孕不育率仅有3%左右,但至2018年,这一比率迅速上涨到了14.45%。

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  中国不孕不育率逐年升高 

  图源:前瞻产业研究院

  这些数字都明显表明,不断降低的人类生育能力已经成为了一个严重的全球性的公共卫生问题。

  空气污染可能导致不孕不育

  虽然大多数不孕不育都与特定的疾病有关,如输卵管或宫颈畸形、排卵障碍、子宫内膜异位症、精子质量低下等。但许多无法用疾病解释的病例和不断增加的不孕不育发病率引起了研究者的广泛关注。

  第一项针对空气污染对普遍人群的研究显示,呼吸污染严重的空气会显著增加不孕不育的风险。

  根据北京大学第三医院生殖医学中心对中国1.8万对夫妇的研究分析,生活在细颗粒物(PM2.5)污染水平较高的夫妇不孕不育的风险要比正常高出20%。

  在空气污染物中,细颗粒物是不容忽视的污染物之一。我们熟知的PM2.5就是细颗粒物,它是空气中直径小于2.5μm的小颗粒物,是能够长时间悬浮在空气中的一种固体和液体的混合物。

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  PM2.5主要由木材、煤炭等燃料燃烧、交通工具尾气、冶金等途径产生 

  图源:Environment Canada, National Pollutant Release Inventory, 2004

  近些年,因为PM2.5引发的健康问题备受关注,许多报道都表明,高浓度的PM2.5会导致高血压、中风、哮喘和癌症等。此外,新的研究还表明吸入PM2.5会诱发炎症、氧化应激反应或内分泌紊乱,这些都与生殖健康息息相关。

  污浊的空气同样会增加生殖在其他方面的风险,包括早产和低出生体重。在正常范围内的二氧化氮浓度和吸烟一样,会增加流产的可能性,在胎儿一侧的胎盘上也发现过污染颗粒的存在。

  李秦(音译)作为北京大学第三医院生殖医学中心研究项目的负责人表示,未来父母应该把空气污染对胎儿的影响考虑在内。因为从项目的研究成果来看,细颗粒物污染可能是导致不孕不育的重要风险因素之一。

  PM2.5污染物导致生育能力下降

  为评估PM2.5与中国人生育能力之间的关系,研究组采用严格的多阶段分层整体抽样程序,以一个村或街道为样本单元,从中国八个省(内蒙古、黑龙江、北京、河北、山东、安徽、浙江、福建)招募20-49岁的育龄夫妇参加研究项目。

  研究组对参与调查的10211对夫妇进行了面对面采访,在访谈过程中,小组使用标准化问卷收集了人口统计学信息、被调查人的生活方式、生殖健康、婚姻和生育状况等信息。

  访谈发现,有6875对夫妇曾自然受孕过,而3336对夫妇则有过不能怀孕的风险。

  在曾经受孕过的夫妇中,成功受孕时长(TTP)也被悉数统计,作为数学模型的离散变量。若TTP变长,则在某种程度上意味着女性生育能力降低。

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  调查地区分布图

  图源:Environmental International

  而对于每个地区PM2.5的测量,研究组则利用地球物理-统计模型,以0.01°× 0.01°的分辨率预测研究地区的地表PM2.5浓度。再根据每个参与者的详细居住地址,计算出参与者的PM2.5接触情况。

  由于空气污染对生育能力的影响机理还是未知的,研究组分别计算了截止研究最后一天前1年、3年和5年的空气PM2.5浓度来减小时间维度对结果的影响

  获取这些原始数据后,李教授带领的科研组使用Cox回归模型估计PM2.5浓度与TTP之间的联系,即通过观察每增加10μg/m3 的PM2.5浓度,生育能力比(FOR,小于1为低生育能力)的变化情况。此外,不孕不育比率也可以运用逻辑回归模型估计出来。

  结果表明,每当PM2.5浓度增加10μg/m3,被调查夫妇的生育能力下降11%,不孕不育几率增加20%。

  根据研究收集到的数据计算,中国妇女接触到的PM2.5浓度平均为57μg/m3,而随着PM2.5浓度的增加,妇女生育能力明显下降,FOR(生育能力比)降至0.92

  在预测模型中,研究组还发现PM2.5接触水平与特定月份内怀孕的可能性的联系。

  如图所示,在PM2.5浓度较高的地区,有26.3%的女性在经过了12个月的努力后还是没有成功怀孕,而生活在PM2.5浓度较低地区的女性,在相同的时间维度中,只有14.7%的人没有成功怀孕。

  因此可见,空气污染程度越严重,女性怀孕所需时间就越长,这也侧面反映了女性生育能力的下降。

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  高PM2.5环境浓度导致成功受孕月数延长 

  图源:Environmental International

  再看PM2.5污染程度对不孕不育比率的影响。研究组基于基础模型,将母亲年龄和环境温度考虑在内。

  结果表明,不论是使用1年、3年或5年的PM2.5浓度作为基础进行测算,每当环境中PM2.5浓度增高10μg/m3,不孕不育比率(OR)都增高20%左右。

  研究负责人李教授表示:“以前的许多研究得出的结果都不完全相同,但所有的研究要么是排除了不孕不育的夫妇,要么是在不孕不育医院进行的。而这个项目的研究样本来自普遍人群,所以我们的研究成果可能更具有普遍性。”

  其生物学机理还有待探究

  这项研究设计的局限性在于,不能在研究中确定空气污染是如何损害生育能力的,也就是说人们还不能对生育力下降的生物学机理给出合理的解释。但通过一些早期发表的生殖领域文献,研究组还是给出了相关的假设。

  第一,性欲和性交频率等行为因素可能是联系空气污染和生育能力的一个重要媒介。

  在敏感性分析中,在对模型中积极尝试怀孕(每月超过一次)或进一步调整性交频率的夫妇进行分析,研究小组也发现了相似的影响,这表明PM2.5可以独立的影响人类的生育能力。

  第二,暴露在空气污染中越多,女性卵巢中成熟的卵子就越少。一项针对来自美国不孕不育诊所的632名女性的研究报告表示,在测量前3个月,PM2.5环境浓度每增加2 μg/m3,就会导致女性体内的窦状卵泡数量减少7.2%。

  因此,PM2.5可能会通过卵巢炎症、氧化应激和细胞凋亡等导致卵泡闭锁,进而影响生育能力。

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  卵子难以成熟,无法与精子结合

  图源:Pixabay

  第三,男性精子变化也可能是PM2.5影响生育能力的关键因素。男性同样也受到空气污染的危害,长期生活在空气污染严重的地区会导致DNA断裂增加、精子活性减弱、精子浓度降低或精子形态异常。

  虽然空气污染对影响精子形成的确切机理还不清楚,但研究人员认为可能与PM2.5引起的全身炎症、内皮功能障碍等有关。

  责任在于个人,更在于政府

  英国爱丁堡大学的汤姆·克莱门斯表示,中国的污染水平是相对来说比较高的,但是有报道称,即使是污染水平低得多的情况,空气污染对人类生育能力的有害影响也是不可忽视的。

  所以很明显,欠佳的空气质量在总体上危害着人类的生殖系统。

  尽管个人健康受到空气污染的危害,但实际上需要采取行动的是政府,克莱门斯说:“解决空气污染问题的重点在于政策制定者,而不仅是个人。”

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  个人只能通过有限的措施减少空气污染物吸入

  虽然个人可以采取不同的措施来减少空气污染吸入量,比如,在空气污染严重的地区安装空气过滤系统、避免接触车流量较大汽车尾气较严重的环境、佩戴防尘口罩等。

  但这些措施都不太可能改变人们长期暴露在污染严重的空气中的情况。

  克莱门斯表示,政府需要负起责任,因为仅从个人防护考虑,由于工作性质和交通需求等社会经济因素的限制,这些措施对大部分人来说都是不切实际的。

  参考:

  1.https://www.theguardian.com/environment/2021/feb/17/air-pollution-significantly-raises-risk-of-infertility-study-finds

  2.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0160412020321863

  3.http://finance.sina.com.cn/zl/china/2020-10-13/zl-iiznezxr5625581.shtml

  4.https://www.qianzhan.com/analyst/detail/220/191107-e1166024.html

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