本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點。
環顧這個日益擁擠的地球,你可能會得出結論,人類的精子數量很好,非常感謝。作為一個物種達到70億大關可能會得出這樣的結論。然而,這種推論會與一些參與內分泌干擾研究領域的人長期以來所斷言的相反:事實上,精子數量一直在下降,而且《人類之子》中空蕩蕩的操場鞦韆和沒有孩子聲音的場景威脅著我們物種的未來。
我們有很多威脅,其中包括氣候變化和疾病模式的轉變,以及我非常肯定在未來幾十年內將在南德克薩斯州爆發的邊境水戰。但是,關於被盜的未來,關於二十年前第一份精子數量下降的報告所預示的對男性的攻擊呢?
他們怎麼樣了?精子數量畢竟沒有下降。這應該是故事的結局。
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內分泌干擾,再次遇到爭議。
但作為一名科學家和作家,我發現很難確定哪個是這裡更大的新聞:似乎推翻了幾十年前關於精子數量下降的發現的研究資料,還是不是由研究發起者釋出的研究資料,而是
輾轉從實驗室到衛生部,再到網站,然後進入同行評審期刊《流行病學》的評論。作為一名參與內分泌干擾研究約10年的人,我對該領域的大新聞出現一些爭議並不感到驚訝。畢竟,這個研究主題如果不是引起爭議,那就什麼也不是。在谷歌上搜索“雙酚A”,你就會明白我的意思。
儘管我對哪個是更大的新聞猶豫不決,但我知道,我知道。更大的新聞是微小的:精子。但是,在回到這些精子之前,讓我們先看看衝突和爭議的線索,以及內分泌干擾研究的戰場。
丹麥的情況有些不對勁
左圖:女人需要男人就像精子需要腳踏車一樣
精子數量下降的故事,以及當今許多內分泌干擾的傳奇故事,始於1992年,當時哥本哈根大學的尼爾斯·斯卡克貝克領導的丹麥研究人員在
《英國醫學雜誌》上發表了一篇論文,報告精子數量下降。他們的發現基於對數十篇描述精液質量的已發表論文的分析。根據他們的結果,全球精子數量在報告發布之前的五十年裡下降了50%。
罪魁禍首可能是當時被稱為環境雌激素的化合物,這些化合物可能會破壞精子的產生。所謂的環境雌激素演變成一個更大的類別,即內分泌干擾化合物,這些化學物質可能像激素一樣發揮作用或干擾天然激素的行為。它們在發育時期(胚胎和胎兒發育、青春期)被認為特別有效,並且可能具有
表觀遺傳效應,這種效應會持續到暴露後的幾代人。
幾十年的干擾物
20世紀90年代成為
內分泌干擾物的十年,這些環境中的化合物像你或兩棲動物或爬行動物或老鼠體內的激素一樣發揮作用。資料堆積如山。有一些意外發現,比如裝有對激素敏感的乳腺癌細胞系的試管中的增塑劑,它使細胞進入了高速運轉狀態。還有十年研究成果彙編成西奧·科爾本的《我們被盜的未來》。雖然這本書不像蕾切爾·卡森的《寂靜的春天》那樣是一顆環境手榴彈,炸燬了自滿情緒,但它確實提供了一個很好的摘要,總結了內分泌干擾物這一新興領域中最受關注以及不太受關注的研究人員到目前為止的發現。
右圖:嗯。只有五個精子。這不是一個好兆頭。
當然,這一路上也出現了一些坎坷。在內分泌干擾化合物領域中,一個引人注目的流行詞變成了“協同作用”。就像,化合物在一起的效果超過了它們單獨效果的總和。這個概念非常重要,因為那裡有成百上千種潛在的干擾性化合物,而且沒有一個人或生物體會在同一時間暴露於單一化合物。混合物中會發生什麼?這是一個迫切的問題。這個概念在1996年得到了很大的推動,當時
《自然》雜誌上的一篇論文吹噓了在酵母報告基因檢測中使用雌激素受體時具有相對奢侈的協同作用。一旦沒有人能找到所報告資料的依據,特別是來自第一作者的筆記,這篇論文也因此被著名地撤回了。完全披露:這位作者本應在我的博士論文委員會任職,但在撤稿和其他令人尷尬的後果發生之前突然從現場消失了。
由於諸如此類的慘敗以及來自各種利益集團(他們的集體眼中充滿了美元符號)的阻撓,內分泌干擾研究在某些方面就像是科學界的羅德尼·丹格菲爾德。它似乎有時得不到尊重。部分問題在於,它似乎更傾向於科學的“應用”部分而不是“基礎”部分。在科學研究的社會等級中,基礎和機制研究優先於應用研究,並獲得類似比例的尊重。
內分泌干擾研究肯定會涉及機制,但它具有應用方面,作為一個融合了許多學科的嵌合領域,可能會讓缺乏想象力的人感到困惑。舉個例子,不過,多虧了大約35年前研究鳥類繁殖中斷的人們,現在每個人都知道了神秘的奧秘,即
芳烴受體。然而,我在博士後機構的一位知名研究人員曾經告訴我,他認為人們轉向內分泌干擾研究是因為他們只是沒有事情可做了。當時,我覺得這是一種侮辱,因為我當時已經在這個領域工作了大約10年,而不是因為我找不到事情做。鑑於受影響的物種、化合物、混合物和暴露途徑數量無窮無盡,我們將在未來幾十年裡都能找到事情做,包括機制研究。
信任:你必須去贏得它
被確定為具有激素活性的化合物清單在整個20世紀90年代繼續增長。它包括幾乎所有符合永續性有機汙染物標準的物質。它似乎涵蓋了任何以-cide結尾的東西,這讓一些-cide製造商非常不高興。我目睹了環境毒理學和化學學會會議上一次特別令人痛苦和著迷的交流,當時伯克利科學家
泰隆·海耶斯——我第一次見到他時,他戴著巨大的枝形吊燈耳環——抨擊了先正達公司,這家公司是除草劑莠去津的製造商,他拿出了電子郵件和其他證據來支援他的說法。(完全披露:我目前是海耶斯牽頭撰寫的一篇評論論文的眾多作者之一。)你看,海耶斯惹惱了先正達公司,因為他發現,在發育過程中暴露於驚人低水平的莠去津的青蛙,長出了過多的性腺(兩個就足夠了,你知道的?),有時對於該動物的假定性別來說,是錯誤的型別。
右圖:男性的生育能力是否正在倒計時?
先正達公司的科學家也在會議室裡,當海耶斯將他自己和先正達公司代表之間的第一封電子郵件交流內容彈出到螢幕上時,擁擠的會議室(我見過的最擁擠的一次)的氧氣水平幾乎降至零。這確實是一個巨大的吸吮聲。這場爭論已被
廣泛報道,並且還在繼續,所以我在這裡不再贅述。我要說的是,在那個論壇上,海耶斯的評論最讓我印象深刻的是他對母親的回憶。據我多年來的記憶,他說,她相信訓練有素的科學人士告訴她的話。他解釋說,正是這種對專業知識的信任驅使他確保科學人士贏得這種信任。當然,如今,這種信任幾乎已經消失得無法辨認。
嗯……你覺得那個陰莖看起來很小嗎?
這些評論一直縈繞在我心頭,因為儘管內分泌干擾研究被認為是微不足道的、邊緣的或短暫的,但我一直認為它非常重要,不僅對人類及其精子數量(這與我的研究領域無關)重要,而且對暴露於最前線的動物也很重要:那些生活、繁殖、吃喝我們傾倒在其環境中的殺蟲劑的動物。在一個擁有70億人口的世界裡擔心精子數量下降是一回事。但是,在
母鳥的輕微重量下碎裂的蛋殼呢?由於缺少雄性而配對結合的雌性呢?微小的鱷魚陰莖呢?雄性產生卵黃呢?我發現這些表現令人不安。這是一個需要仔細繪製影響和反響的世界,即使有些路徑通向死衚衕,即使有些爭議掩蓋了重要的發現。
左圖:北極熊:充滿了永續性有機汙染物,同時生活在沒有人使用永續性有機汙染物的地方。
更令我不安的是我在研究海龜時發現的現象。我的早期研究之一是將極低濃度的常見有機氯農藥混合物應用於正在發育的海龜蛋殼。當我配製母液並一次又一次地稀釋它們,以達到反映相關環境暴露的萬億分之幾劑量時,我完全不相信會看到任何影響。但是,這萬億分之一的濃度卻覆蓋了我研究的海龜物種的溫度訊號,即“發育成雄性”,並導致相當比例的海龜發育成雌性。這些結果吸引了我,讓我信服,也讓我感到有些恐懼。
海龜、青蛙、其他兩棲動物、陰莖細小的鱷魚,以及現在
臭名昭著的雙酚 A。沒有哪個激素系統沒有受到影響。母嬰之間的傳遞已經確立。母乳中充滿了多氯聯苯……遍佈世界各地。北極熊體內富含永續性有機汙染物(POPs)。汙染似乎沒有盡頭,研究方法也沒有窮盡。對於物種、汙染物和暴露,仍有許多未知的領域有待探索——包括研究精子會發生什麼變化。
哦,精子真是個奇妙的東西
的確,自從 Skaakeback 等人的第一項研究確定精子數量下降以來,精子一直是研究的目標,包括
人類和其他物種。還有其他細胞像它這樣似乎沒什麼優勢嗎——一些 DNA、一個線粒體發動機、頂端的酶、幾乎無法克服的成功機率——卻引起如此大的興趣?當然,沒有其他細胞能激發《蒙提·派森》的歌曲。而且,與大多數內分泌干擾相關的事物一樣,它也引發了一些爭議和一絲陰謀論的味道。
當 Niels Skakkebaek 在很久以前發表第一篇宣佈精子數量下降的薈萃分析時,一些專家對研究設計和分析表示擔憂。然而,就像科學中許多“令人恐懼”的發現一樣,該出版物引發了新聞媒體的廣泛興趣,並被引用在 1000 多篇科學論文中,據《流行病學》評論的作者稱。我只能想象,在將近 20 年後的今天,在我們病毒式的網際網路世界中會發生什麼。毫無疑問,這會是一場更大的“恐懼風暴”。當時,這場“風暴”最終形成了一部名為《
雌激素效應:對男性的攻擊》的紀錄片。
根據最新的報告,男性也許可以卸下“盔甲”了。如果精子數量真的沒有下降,那麼將精子數量下降與內分泌干擾物攻擊精子生產機制聯絡起來,可能就是科學界的過早釋出。奇怪的是,這個啟示不是來自一篇原創研究論文,而是來自發表在《
流行病學》雜誌上的一篇經過同行評審的近期評論。
精子數量沒有下降,但《人類之子》的陰影依然存在
這本期刊是最新資料漫長而奇怪的旅程的終點。似乎是 Niels Skakkebaek 發起了這項研究,但在發表研究論文之前,他正在等待評論。據 Time.com 的
健康部落格報道,丹麥研究小組的現任負責人 Niels Jorgenson 將資料交給了丹麥衛生部,資料出現在了衛生部的網站上。《流行病學》評論的作者——科學界的評論員——隨後基於他們在網站上發現的內容撰寫了他們的文章。這比精子曾經走過的路還要曲折。為什麼?目前還不清楚。
在他們的
評論(可以免費下載 PDF 檔案)中,作者 Jens Peter Bonde、Cecilia Host Ramlau-Hansen 和 Jorn Olsen 評估了網站上提供的來自大約 5000 名參加兵役體檢的年輕丹麥男性的精子數量結果。提供精子數量不是強制性的,但“鼓勵”這樣做。我甚至無法預測我們這個“茶黨”國家會對這種國家服務做出什麼反應。難道會因為自慰而引發基督教的反彈,會因為每個精子的神聖性而引發天主教的反彈,還是會因為“大政府”試圖告訴精子如何生活而引發自由主義者的反彈?
無論如何,在丹麥,顯然沒有這種疑慮。據作者稱,這些資料以及來自瑞典研究的更多資料——斯堪的納維亞人真的致力於為科學做出貢獻——表明最近精子數量沒有任何下降。事實上,正如我在為
地球天空撰寫的一篇文章中所指出的那樣,他們評論中的一張圖表涵蓋了 1996 年至 2010 年的每一年,顯示中位數計數隨時間的推移變化不大。據作者稱,這些資料具有“迄今為止可獲得的最佳縱向精液資料”的優點。沒有多少研究人員可以因此而聞名。
斯堪的納維亞人的精液有什麼特別之處嗎?
讓我困惑的是,Bonde 和其他作者描述了他們 1998 年的一項研究,該研究發現,很大一部分年輕男性出現精子數量低的情況。因此,即使精子數量多年來沒有變化,但在 13 年前,很多男性的精子數量也很低。再加上最近的
芬蘭研究——看看斯堪的納維亞人對生殖研究的奉獻吧——發現一些表明精液健康的因素正在下降。作者將此歸咎於“環境因素”,健康精子或精子數量的圖景仍然模糊不清。更模糊的是精子退化或減少與接觸激素活性汙染物或任何其他物質之間的因果關係……除了可能生活在斯堪的納維亞半島之外。
就像內分泌干擾領域的許多情況一樣,報告和研究留下的空白比填補的更多,併為更多的爭議和媒體“恐懼風暴”開闢了道路。如果精子有問題,它們是到處都有問題,還是隻在斯堪的納維亞半島有問題?如果它們沒有問題,那麼一篇似乎在說同樣的事情的評論,為什麼最後卻以可怕的警告和對《人類之子》的引用作為結尾?爭議將繼續存在,但這一次,公眾領域的討論將更快、更激烈和更具煽動性。
當鞭毛轉動時
任何參與內分泌干擾研究的人都必須做好在多個戰線上戰鬥的準備。資料撤回等陷阱並非該領域特有。但是,像這篇《流行病學》評論那樣,對來自網站的未發表原始資料進行奇怪的呈現又怎麼說呢?似乎關於內分泌干擾調查的事情都沒有遵循“正常”的科學追求之路。其中最重要的特點是,最微小的研究也可能成為大新聞,並伴有廣泛的過度解讀。正如評論作者自己指出的那樣,引起人們注意的不是科學,不是細微之處,也不是新問題。而是標題。我在寫這篇文章時透過谷歌新聞搜尋“內分泌干擾物”的示例就清楚地表明瞭這一點:
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你的洗髮水會讓你發胖嗎 ?
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- 我個人最喜歡的
無化學成分的父親節禮物創意(他們是如何找到不包含物質的禮物的?)
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ED(勃起功能障礙)是內分泌干擾物的影響
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科學家警告化學物質與自閉症之間存在聯絡
肥胖、未出生的嬰兒、父親、勃起、自閉症!到處都是關鍵詞和“恐懼風暴”。
《流行病學》評論的作者比較了兩項最近的研究——一項來自瑞典的研究,發現隨著時間推移沒有變化,另一項來自芬蘭的研究,發現精液質量下降——並冷冷地在括號中評論說:“不用說,BBC 新聞報道了芬蘭的研究——‘精子質量下降是“由於化學物質”造成的’,即使該研究沒有涉及任何因果關係。”無論研究人員為什麼從事內分泌干擾研究——金錢、名聲、與大企業利益作鬥爭、在公眾媒體中被誤解、冒著自己生殖效應的風險——來自各方的爭議都將隨之而來。大部分領域仍未被探索,我將繼續認為,這需要做好戰鬥準備的科學探險家們進行認真仔細的探索。
是的,親愛的讀者,內分泌干擾研究確實很重要,即使精子數量沒有下降。
圖片來源:精子腳踏車,只有五個精子,成功,男性生物鐘,北極熊
關於作者:Emily Willingham,《大學生物學完全傻瓜指南》的作者,擁有英語學士學位和生物學博士學位,她並不害怕使用它們,而且經常一起使用。她為 地球天空 和 生物學檔案 撰寫部落格,並在推特上釋出她的興趣、隨機想法以及其他人的好東西,網址是 @ejwillingham。在之前的生活中,Emily 曾是一名生物學助理教授和一名真正的研究員。
此處表達的觀點為作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點。