全球约有8%-12%的夫妇正受到不孕不育问题的困扰，而过去50年间，全球男性精子数量已下降约50%，男性生殖健康的持续衰退早已成为全球公共卫生领域的热议焦点。
过往大量动物实验已证实，生命早期暴露于持久性环境内分泌干扰物，会对雄性生殖系统造成不可逆的损伤，而这种损伤是否同样发生在人类身上，始终需要更直接、更长期的人体研究证据来佐证。
日前，一项发表在国际权威期刊Environmental Health上的最新研究，就为这一关联给出了迄今为止最有力的纵向证据，首次证实了胎儿期与儿童期的“永久化学品”暴露，会持续影响男性成年后的精子染色体完整性，显著提升不育与后代出生缺陷的风险。
这项由美国乔治梅森大学、丹麦哥本哈根大学、法罗群岛大学等多国机构联合开展的研究，基于法罗群岛1986-1987年建立的出生队列展开，研究团队对队列中96名22-24岁的年轻男性进行了长达二十余年的完整追踪。
与过往多数回顾性研究不同，这项研究从受试者出生前就启动了暴露监测：研究人员采集了母亲孕34周的血液样本、受试者出生时的脐带血，又在其7岁、14岁、22岁时分别采集血清样本，系统检测了不同生命阶段体内持久性环境化学物的暴露水平；在受试者22-24岁成年时，同步采集其精液样本，完成精子染色体异常的精准分析。
研究重点关注了两类全球广泛存在的“永久化学品”：一类是有机氯化合物（OCs），包括工业化学品多氯联苯（PCBs，重点检测了118、138、153、180四种主要同系物），以及杀虫剂滴滴涕（DDT）的持久代谢产物p,p’-DDE；另一类是全氟和多氟烷基物质（PFASs），涵盖全氟辛酸（PFOA）、全氟辛烷磺酸（PFOS）、全氟壬酸（PFNA）、全氟癸酸（PFDA）和全氟己烷磺酸（PFHxS）。
这两类化学物均具备极强的环境持久性，在自然环境中极难降解，可通过食物链逐级富集并长期蓄积在人体脂肪组织中，同时均被证实具有明确的内分泌干扰作用，可通过拮抗雄激素、干扰雌激素与甲状腺激素信号通路，破坏生殖系统的正常发育与功能。
在核心结局的检测中，研究人员采用荧光原位杂交（FISH）技术，由对暴露情况设盲的单一研究者完成检测，重点分析了精子中X、Y性染色体与18号常染色体的数目异常，核心关注精子性染色体二体（即精子中多出一条性染色体，包括XX18、XY18、YY18三种类型）的发生比例，并将其作为生殖细胞减数分裂错误的核心指标。
研究团队解释，之所以重点关注性染色体二体，一方面是因为它是人类精子中最常见的非整倍体类型，发生频率是常染色体非整倍体的2倍；另一方面，携带性染色体异常的精子仍具备受精能力，一旦与正常卵子结合，会直接导致后代出现染色体病，比如克氏综合征（核型47,XXY）、特纳综合征（核型 45,X）、超雄综合征（核型47,XYY），同时也是导致男性不育、女性反复流产的重要遗传原因。
研究的核心结果清晰地揭示了“永久化学品”暴露与精子染色体异常的强关联，且这种关联呈现出明确的暴露窗口期特征。
单暴露分析结果显示：脐带血、7岁、14岁血清中的有机氯化合物浓度越高，受试者成年后精子染色体二体的发生比例就越高。其中，出生时脐带血中的PCB138浓度每翻倍，受试者成年后精子总性染色体二体风险升高16.6%，XX18二体风险升高14.8%，XY18二体风险升高13.9%，YY18二体风险升高 23.2%。
脐带血中的PCB混合物暴露，主要与精子YY18二体的发生风险升高显著相关（p=0.006），同时也显著提升了总性染色体二体的发生风险（p=0.009）。而7岁时的PCBs暴露，同样与精子XX18二体风险升高显著相关，PCB138浓度每翻倍，该类型二体风险升高36.1%，这种关联在调整吸烟状态、禁欲时间等混杂因素后依然稳健。
与有机氯化合物的“早期暴露效应”不同，PFASs的暴露则展现出全生命周期的持续影响，且成年期的暴露关联更为突出。
7岁时血清中的PFNA浓度每翻倍，受试者所有类型的精子二体风险均显著升高，其中总性染色体二体风险升高58.1%；PFHxS浓度每翻倍，总二体风险升高33.5%，PFOA浓度每翻倍，YY18二体风险更是升高164.3%。
14岁青春期的PFNA、PFHxS暴露，仍与精子二体风险升高呈现显著关联；而到了22岁成年期，血清中的PFAS浓度与精子染色体异常的关联更为一致，PFOS、PFNA、PFHxS浓度每翻倍，受试者 XX18二体风险分别升高80.6%、94.6%、88.0%，同时XY18二体与总性染色体二体的风险也均出现显著升高。
更值得关注的是，研究通过分位数g计算法，进一步分析了多种化学物联合暴露的混合效应，这也是过往多数研究未能充分覆盖的重要内容。结果显示，PCB与PFAS 的联合暴露，会进一步放大对精子染色体的损伤：7岁时的两类化学物联合暴露，与精子总二体风险升高显著相关（p=0.007）；成年期的联合暴露，更是同时显著提升了XX18二体（p=0.008）、XY18二体（p=0.013）与总二体（p=0.009）的发生风险。
即便在分析中互相调整两类化学物的暴露水平，PCB在胎儿期、PFAS在成年期的独立损伤效应依然显著存在，证实了二者对精子染色体的损伤具有独立且协同的作用。
研究还通过敏感性分析，额外调整了精子浓度、活力、形态这三项核心精液质量参数，结果显示化学物暴露与精子二体的核心关联并未发生实质性改变，进一步验证了研究结果的稳健性。
这项研究的重大价值，在于其长达二十余年的纵向追踪设计，首次在人类群体中证实了宫内胎儿期的环境化学物暴露，会对男性生殖细胞造成持续终身的损伤，直至成年后仍表现为精子染色体的异常。
研究团队在讨论中指出，这一结果完美契合了睾丸发育不全综合征（TDS）假说：胎儿期是男性生殖系统发育的关键窗口期，此时睾丸中的支持细胞、间质细胞正处于分化与功能建立的核心阶段，对内分泌干扰物极为敏感。
而PCBs、DDE、PFASs这类化学物，会通过干扰雄激素受体、破坏类固醇激素合成，扰乱胎儿睾丸的正常发育，不仅会导致出生后隐睾、尿道下裂等先天畸形，还会造成生殖细胞分化的永久性缺陷，让精子发生过程中的减数分裂更容易出现染色体分离错误，最终在成年后表现为精子非整倍体比例升高。
更值得警惕的是，过往动物实验已证实，这类早期化学物暴露造成的生殖损伤，还可能通过表观遗传修饰实现跨代遗传，影响后续多代的雄性生殖健康。
关于暴露来源，研究团队也给出了具体的解释：法罗群岛居民以海洋鱼类和海洋哺乳动物为传统主食，而PCBs、DDE这类持久性有机污染物会在海洋食物链中高度富集，这也是当地人群暴露水平相对较高的核心原因。
数据显示，受试者体内的PCBs与DDE浓度在7岁时达到峰值，除了母乳传递带来的早期暴露，还与儿童期相对血容量更低、污染物分布差异，以及1998 年当地才首次发布受污染海产品的饮食建议密切相关。
而PFASs的暴露来源则更为广泛，除了饮食摄入，受污染的饮用水、食品接触材料、不粘炊具涂层、防水纺织品、消防泡沫等日常场景，都是普通人群PFASs暴露的主要途径，这也意味着这种生殖健康风险，并非只存在于特定地区的人群中，而是具有全球普遍性。
当然，研究也客观提及了自身的局限性，比如研究队列来自种族相对同质的法罗群岛人群，结果向其他种族与地区人群外推时需要进一步验证；同时研究基于试验层面的汇总数据，无法开展更深入的个体水平亚组分析，也未能系统探索污染物剂量与生殖损伤之间的量效关系。
但这些局限并不影响研究核心结论的成立，作为首个证实人类宫内有机氯暴露与成年后精子染色体异常相关的前瞻性研究，它为“生命早期环境暴露决定成年生殖健康”这一理论，补上了最关键的一块人体证据拼图。
这项研究的发现，也为全球男性生殖健康的防护与公共卫生政策制定，带来了全新的启示。过往对于男性不育的干预，大多聚焦于成年后的生活方式与疾病管理，而这项研究清晰地提示，男性生殖健康的防护关口，必须大幅前移至孕前、孕期乃至儿童期，减少胎儿与儿童对“永久化学品”的暴露，才是从源头降低不育与出生缺陷风险的关键。
对于公众而言，这项研究也打破了“环境污染物只有高剂量才会有害”的认知误区，证实了环境中广泛存在的低剂量持久性化学物，也会通过长期蓄积对生殖系统造成不可逆的损伤；而对于政策制定者而言，进一步严格限制持久性有机污染物的生产、使用与排放，管控其在环境、食品与饮用水中的残留，建立全生命周期的环境暴露防控体系，或许是逆转全球男性生殖健康衰退趋势的核心可行路径。
参考资料：
[1]Perry, M.J., Meddis, A., Young, H.A. et al. In utero and childhood exposure to organochlorines and perfluorinated chemicals in relation to sperm aneuploidy in adulthood. Environ Health (2026). doi：10.1186/s12940-026-01303-w
来源 | 生物谷
撰文 | 生物谷
编辑 | 木白
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