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手机已成为人们日常生活中不可缺少的电子设备。除了手机传统的通信功能外,智能手机的飞速发展已经使手机变成了一部便捷的个人电脑。人们使用手机的频率越来越高,对于手机的依赖性也越来越强。目前广泛使用的手机信号为900MHz/1800MHz的GSM/CDMA射频辐射信号。手机使用引起的射频辐射暴露潜在的健康损害受到了人们的广泛关注。已有大量研究证实,长时间使用手机可能会引起神经系统、内分泌系统紊乱,从而导致疲劳、头痛、注意力不集中等等。尽管对于手机电磁辐射可能导致的健康损害还存在较多争议,国际肿瘤研究组织(IARC, International Agency for Research on Cancer)将手机引起的射频电磁辐射划分为了人类可能致癌物(2B组)。除了手机长期使用可能的潜在致癌效应,射频电磁辐射对男性生殖健康的影响也受到了人们的广泛关注。很多男性经常将手机放置于裤子口袋内,导致睾丸长期暴露于射频电磁场中。手机使用是否会影响男性精液质量目前仍没有确定的结论。近年来,多项研究表明,男性精液质量总体呈下降趋势。我们对于重庆三峡库区男性精液质量的调查显示,参与调查的成年健康男性中约61.1%有至少一项的精液参数在WHO标准以下。男性精液质量下降受到环境因素、生活习惯和遗传因素等多方面影响。除了空气和水源污染,电磁辐射污染也越来越受到人们的重视,尤其是手机通讯设备的广泛使用。目前,许多实验室对手机电磁辐射对精液质量的影响进行了研究。但是由于实验暴露方法、精液检测手段、整体实验设计等方面的不统一,使得目前对于这一问题的研究仍然得不出较为确切的结论。本研究从系统评价与Meta分析、人群研究、细胞生物学研究和基因研究四个层面对这一问题进行了深入细致的分析。为阐明手机电磁辐射对精液质量影响这一公共健康问题提供了详实的数据,可靠的证据。为今后更加深入的研究奠定了基础。本课题的主要研究内容和结果如下：1、手机使用与精液质量关系的系统评价和Meta分析本部分研究是根据Cochrane协作中心提供的标准系统评价与Meta分析流程和核对表进行的。2013年5月以前发表的相关文献检索自5个主要的国际和中文文献数据库,包括Medline/Pubmed、EMBASE、CNKI、VIP数据库和Cochrane对照研究注册中心图书馆。18项研究包括3947位男性志愿者以及186只大鼠被纳入系统评价中,其中的12项研究(包括4项人群研究、4项体外实验室研究和4项动物研究)包括1533位男性志愿者和97只大鼠被纳入Meta分析中。系统评价的结果显示,大部分的人群研究和体外实验室研究都表明,手机使用或者射频电磁辐射暴露对各项精液指标有不利影响。Meta分析结果显示,在人群研究中,手机使用对精液参数没有显著的有害作用。体外实验室研究显示体外射频电磁辐射暴露对精液活动度和活力存在有害作用[精液活动度合并MD(95%CI):-4.11(-8.08,-0.13);精液活力合并MD(95%CI):-3.82(-7.00,-0.65)]。对于动物实验,射频电磁辐射暴露对精液浓度和活动度有不利影响[精液浓度合并MD(95%CI):-8.75(-17.37,-0.12);精液活动度合并MD(95%CI):-17.72(-32.79,-2.65)]。根据目前的研究证据表明手机使用对部分精液参数存在潜在的有害作用。多中心标准化的人群研究需要来进一步评估手机使用对生殖系统的危害。2、手机使用对精液参数影响的人群队列研究本部分研究分别从重庆市大学生男性生殖健康队列研究(MARHCS)2013年数据中筛选了794位年轻男性手机使用信息,2014年数据中筛选了666位年轻男性手机使用信息,以及2015年数据中筛选了568位年轻男性手机使用信息。在单因素回归分析中,我们发现2013年数据中,手机的日常通话时间与精液参数的减少,包括精液浓度(p系数=-6.32%每单位手机日常通话时间(小时)；95%CI：-11.94,-0.34)和总精子计数(-8.23；95%CI：-14.38,-1.63)下降显著相关。2015年数据中,手机日常通话时间与精液量(-8.37；95%CI：-15.93,-0.13)和总精子计数(-16.59；95%CI：-29.91,-0.73)下降显著相关。手机网络使用在2013年数据中也与精子浓度和总精子计数下降显著相关,并且在2015年数据中与精液量减少相关。此外,我们运用多因素分析来排除潜在混杂因素对结果的影响。混杂因素被排除后,手机网络使用与精液参数下降之间仍存在显著的负相关。在三年研究中,手机通话与精液参数之间的负相关性持续存在,但并不显著。在三年数据的混合模型中手机通话与精液质量之间的负相关性有统计学意义。我们的结果表明,手机使用的某些方面会对精液质量如精液量、精液浓度和精子计数下降存在关联,从而有可能影响男性生殖健康。3、细胞自噬在小鼠精母细胞系手机射频辐射暴露中的保护作用为了研究手机射频辐射暴露是否会引起精母细胞系发生自噬,本部分研究将小鼠精母细胞来源的GC-2细胞暴露于1800MHz GSM信号GSM-TALK模式下。GC-2细胞在比吸收率为1w/kg、2w/kg和4w/kg的剂量下暴露24小时。本研究结果显示,LC3-Ⅱ的表达呈现随着电磁辐射暴露剂量和时间增加而增加的趋势。在4w/kg的辐射剂量下,LC3-Ⅱ的表达有显著改变。GFP-LC3瞬时转染以及透射电子显微镜分析均确实了自噬体的形成以及自噬的发生。进而,LC3-Ⅰ向LC3-Ⅱ的转换在氯喹作用下显著增强,表明射频辐射可增强自噬流。细胞内活性氧水平在射频辐射暴露后呈现随剂量和时间增加而显著增加的趋势。使用抗氧化剂NAC预处理细胞可显著降低LC3-Ⅰ向LC3-Ⅱ的转化,并可抑制射频辐射诱导的p62的降解。同时,在2w/kg和4w/kg的辐射条件下,磷酸化ERK表达显著增加。我们也观察到射频辐射暴露不能增加凋亡细胞的比例,但是自噬的抑制会显著增加细胞的凋亡率。本部分的研究表明1800MHz GSM射频辐射在4w/kg的条件下可显著增强自噬流,此过程是由活性氧介导,且ERK信号通路参与。自噬在射频辐射应激条件下起到了保护细胞发生凋亡的重要作用。4、高通量基因芯片分析手机射频电磁辐射对DNA损伤修复通路基因的影响DNA损伤会引起细胞死亡、肿瘤发生等。长期手机电磁辐射暴露是否会引起DNA损伤目前仍没有一致的结论。本部分研究采用高通量实时定量PCR的方法,高通量检测了1800MHz射频辐射暴露(4w/kg)24小时后GC-2细胞84个DNA损伤修复信号通路中的基因mRNA水平。结果发现除两个基因表达降低,一个基因表达升高外,其余基因均未发生明显变化。从高通量初步分析的结果来看,手机射频辐射暴露不足以引起细胞DNA的损伤,未触发DNA损伤修复信号通路。综上所述,本课题从系统评价与Meta分析、人群队列研究、细胞生物学和分子生物学研究等多个角度、多个层次对手机电磁辐射与精液质量之间的关系进行了深入系统的研究。手机电磁辐射长期暴露对精液质量存在潜在的危险。在实验室暴露条件下,射频辐射暴露不足以引起细胞凋亡与DNA损伤。同时,细胞自噬对手机电磁辐射暴露起到了有效的保护作用。本研究为手机电磁辐射保护、男性生殖健康等方面提供了原创性的研究资料,为今后的相关研究提供了基础。