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要旨

内分泌かく乱化学物質等の化学物質（ダイオキシンを除く）の男性生殖器系への影響として精子数の低下等を扱った疫学研究について、平成13年度は2001年までに検索された断面研究6件、コホート研究1件、コホート内症例対照研究1件について文献的考察を行った。今回2001年以降の文献について更新作業を行い、2004年までの文献として新たに22文献を追加し合計30文献となった。それらの研究デザインは、断面研究15件、症例対照研究9件、その他6件と分類された。対象となった男性集団は、健常者5件(妊孕能あり2件、妊孕能不問3件)、男性不妊外来患者9件、職業性暴露集団13件、直接暴露集団2件(DES、油症各1件ずつ)、その他1件(疾病の死亡率、発生率からの統計)であった。暴露要因としては、農薬・殺虫剤13件、PCB等有機塩素系化合物6件、フタル酸2件、スチレン2件、その他の有機溶剤等2件、その他5件(DES、大気汚染、トリハロメタン、不特定環境汚染物質、不特定の因子、各1件ずつ)が挙がった。これらの暴露要因の精子への影響については、30文献中、検討項目の少なくとも一部に有意な関連を示したもの22件、有意な関連なし6件、関連不明2件、という結果であった。そのうち、農薬･殺虫剤では13件中10件、有機塩素化合物では6件全て、フタル酸では2件ともに精子への何らかの影響を示していた。精子への影響を評価する検討項目には、通常の精液検査パラメータ(精液量、精子濃度、総精子数、精子運動率、精子正常形態率または異常形態率、精子生存率)の他に、コンピュータ自動精子分析機(CASA)による精子運動性パラメータ、FISH法で検出した精子核染色体異数性頻度、コメット法による精子核DNA断片化率等が含まれていた。

目的

内分泌かく乱化学物質の男性生殖器系への影響のひとつとして、近年におけるヒトの精子数減少など精液の質低下傾向が危惧されている。内分泌かく乱化学物質の精子への影響は、野生動物での事例や動物実験では確認されているが、人での影響についてはまだ確実な証拠が示されていない。ここでは内分泌かく乱作用を示す可能性のある化学物質（ダイオキシンを除く）の精子への影響を扱った疫学研究の現状を把握する目的で文献的考察を行った。

研究方法

米国立医学図書館の医学文献データベース（MEDLINE；PubMed）を用いて、検索式 (Sperm Count OR Spermatozoa OR Semen) AND (Insecticides OR Pesticides OR Chlorinated Hydrocarbons OR PCBs OR Bisphenol OR Phenol OR Phthalate OR Styrene OR Furan OR Organotin OR Diethylstilbestrol OR Ethinyl Estradiol) で得られた1639件の文献のうちヒト集団を対象とした疫学研究145件を選択した。さらに精子の質を扱った原著論文に限定し、その他の総説および原著論文等を参考に必要な論文を加え、最終的に30文献を抽出した。

結果

１．農薬・殺虫剤

有機リン酸系農薬の暴露に関して、Padungtodら(1999)は中国Anquinにおいて精子染色体への影響を調べる目的で行った横断研究の中で、農薬工場に勤務する暴露群の男性と、同じ地域の織物工場に勤める非暴露群の男性では、精子濃度と運動率の中央値は暴露群で低く、染色体異常の出現するリスクは暴露群が1.51倍高いと報告している。同じ集団についてPadungtodら(2000)は、精液検査を行った暴露群と非暴露群の精液パラメータの数値を比較し、線形回帰分析の結果では精子濃度と運動率は暴露群において有意な低下を示し、エチルパラチオンとメタミドフォスの曝露が精液の質に中程度の影響を与える可能性があることを報告した。メキシコの農村地域の農業従事者を対象とした断面研究（Recio、2001）では、有機リン系殺虫剤の暴露が精子の染色体異常に関連してターナー症候群などの遺伝的疾患のリスクを増加させる可能性を指摘した。また同じ研究グループによる農業従事者を対象とした断面研究（Sanchez-Pena、2004）では、有機リン系農薬の暴露が精子核のDNA断片化率を高めることから妊孕能への影響を示唆している。有機リン系農薬の暴露に関しては日本からの報告(Kamijima、2004)があり、農薬散布従事者の暴露群では非暴露群に比べて、通常の精液所見に差は認められなかったが、農薬散布時期である夏に運動性の低下した精子の割合が有意に増加することを示した。

中国の殺虫剤製造工場におけるフェンバレレート職業精暴露に関する症例対照研究(Tanら､2002)、スペインにおけるコリンエステラーゼ阻害剤系殺虫剤の職業性暴露の症例対照研究(Marmol-Maneiroら、2003)においては、いずれも農薬暴露が精子数と精子運動能に影響するという結果であった。Koifmanら(2002)による疫学的地域相関研究では、ブラジルの11州における1980年代の農薬曝露量(農薬販売量)と1990年代の生殖器系アウトカムについての集団データを調査し、農薬を曝露した集団での乳癌、卵巣がん、精子の質低下、前立腺癌、精巣主要等の生殖器系障害との関連を示した。Juhlerら(1999)は、「有機農法によって生産された農作物を摂取している農業従事者は、農薬の暴露が少ないために精液の質が高い」という仮説を検証する目的で、デンマークの農業従事者から食生活に関するデータと精液所見を得た。対象者を有機農作物の生産率に応じて３つのグループに分けて比較したところ、グループ間で40種類の農薬の使用量に差が認められたが、精子濃度に有意差はなかった。しかし、最も有機農産物の生産率の低いグループにおける精子正常形態率が有意に低いことが示された。

Swanら(2003)は、アメリカ合衆国のミズーリ、ミネソタ両州における疫学調査(Study for Future Families Research Group)参加者した妊婦の配偶者の男性を対象にした症例対照研究(精液の質の高い群と低い群を比較)において、精液パラメータと現在用いられている除草剤アラクロル、アトラジンおよびダイアジノン系殺虫剤IMPYなどとの関連性について検討し、これらの農薬がミズーリ州中部の妊孕性のある男性における精液の質の低下に関連していることを示した。この研究は、人口ベースの研究としては、農薬の環境暴露の精子への影響を示した最初の研究である。暴露源については不明であるが、最も可能性が高い原因として生活用水を挙げている。

農薬暴露と精子の質との間に関連を認めなかった文献が3件あった。Tomensonら(1999)は、稲作の除草剤モリネート(thiocarbamate herbicide)の男性生殖機能への影響を評価する目的で、アメリカ合衆国3か所のモリネート生産加工プラントに勤務する男性を対象に断面研究として精液検査および血清中のホルモン検査を行ったが、精子および内分泌ホルモンのレベルがモリネートの曝露レベルと相関して変化する傾向は見られなかった。農薬使用の有無によって集団を2群に分けて精子染色体の異数性頻度を比較したアメリカ合衆国の断面研究(Smith、2004)では、両群間で差を認めず、農薬散布が精子染色体の数の異常のリスクを増大させないと結論している。また、南アフリカMalaria Control Center近隣在住の労働者を対象としたDDTの環境暴露に関する断面研究(Dalvie、2004)では、血中のDDT濃度は精液量、精子濃度、総精子数、精子運動率、精子正常形態率のいずれのパラメータとも有意な関連を認めなかったとしている。

２．有機塩素系化合物

PCB等の有機塩素系化合物の暴露に関しては、男子不妊症の外来患者を対象とした研究が4件あり、血清中(Rozatiら、2002；Hauserら、2002；Hauserら、2003あるいは血清および精漿中(Dallingaら、2002)の有機塩素化合物濃度と精液所見との関連を検討しているが、いずれもそれらの暴露と精液の質低下の関連性を示していた。スウェーデンの一般若年男性集団を対象とした断面研究(Richthofら、2003)では、PCBおよびその代謝物と、精子数および精子運動性との間に負の相関を認めている。また、PCB/PCDF類を直接暴露した油症患者の男性を対象とした台湾の症例対照研究(Hsuら、2003)では、暴露男性における精子数減少と形態異常との関連を示した。

３．フタル酸類

フタル酸暴露についてはアメリカ合衆国で行われた研究が2件検索された。1件は男性不妊外来患者で尿中のフタル酸代謝産物濃度の精子への影響を検討した断面研究（Dutyら、2003-1）で、コメット法で検出した精子DNA損傷パラメータと尿中モノエチルフタル酸濃度と関連性を示したが、他のフタル酸代謝物との関連は認められなかった。もう１件（Dutyら、2003-2）の男性不妊外来患者を対象とした症例対照研究では、尿中のモノブチルフタル酸およびモノベンジルフタル酸と精子濃度および精子運動率との間に用量反応相関性が認められた。

４．スチレン

スチレン暴露に関する文献も2件あり、どちらも同じ研究グループによるイタリアの繊維強化プラスチック工場の労働者を対象にした症例対照研究である。一方の研究(Miglioreら、2002)では、暴露群と近隣在住の非暴露群との間で通常の精液検査結果に有意差を認めなかったが、コメット法による精子核DNA断片化率は暴露群において有意に高かったことから、コメット法による精子核DNAの評価は通常の精液検査より、スチレン暴露による精子への影響をより高感度に検出できるとしている。もうひとつの研究(Naccarati、2003)では、FISH法による精子染色体検査で両群間の精子染色体の異数性および二倍性の頻度を比較したが、有意差は認められず、精子染色体の数的異常には年齢や喫煙などの因子が関連していると結論していた。

５．その他の有機溶剤等

KurinczukとClarke(2001)は、不妊外来診療を受けた男性を対象としたイングランドのコホート内症例対照研究において、有機溶媒を大量に使用する皮革業に従事する群とそれ以外の業種で有機溶媒を使用する業種群と使用しない業種群に分けて精子パラメータの数値および精液所見に異常のある症例の比率を比較した。不妊男性の中で皮革業の男性はそれ以外より1,10倍、有機溶媒使用者はそれ以外より1.73倍割合が高かった。しかし、精子パラメータの数値および乏精子症、精子無力症など比率は対象群と皮革業群および有機溶媒使用群との間に有意差は認められなかった。Wangら(2000)は中国南東の揚子江近郊地域において、曝露群と石油化学工業従事者と非曝露群(繊維工業従事者)を対象とした横断研究で、石油化学物質の職業性曝露と喫煙の精液の質への影響をみた。曝露群はその製造工程および環境モニタリングのデータから、低レベルのガソリン、スチレン、ベンゼン、トルエン、キシレン、酢酸、アセトアルデヒド他に曝露されていた。対照群に比べて、曝露/非喫煙群は精子運動性が有意に低く、曝露/喫煙群は精子濃度、総精子数、精子運動率の全てが有意に低下していた。さらに精子濃度と曝露および喫煙の期間との間に負の相関が認められた。

６．その他

Learyら（1984）は、米国Mayo Clinicの医療記録にあるDESに胎内暴露した男性を対象にその後の生殖異常の発症に関するコホート研究を実施した。精液検査を実施した暴露群と非暴露群間で、精子数、他の精子パラメータの異常および他の生殖異常（理学的所見の異常、生殖器の奇形）に有意差を認めなかった。

Selevanら(2000)は、大気汚染と生殖機能との関連を調べる目的で、チェコの高度に工業化が進んで季節によって大気汚染度合いが変動する地区と、比較的空気が清浄な地区にそれぞれ6ヶ月以上住む18歳の男性を対象に生殖機能調査を行った。両地区に住む男性の精子濃度に有意差は認められなかったが、大気汚染の程度の高い地区での居住期間が長くなると、精子の形態と運動性に関して劣化が進む傾向が認められた。

アメリカ合衆国の不妊の要因を認めない健康な男性を対象とした断面研究(Fenster、2003)では、トリハロメタンの暴露量(水道水中の総トリハロメタン濃度×飲水量)で集団を3群の層別化すると、最高レベルの群では最低レベルの群と比較して精子の正常形態率が有意に低下していた。個々のトリハロメタンとしてはブロモジクロロメタンが精子の直進性と逆相関を示した。

Younglaiら(2002)は、カナダで体外受精を行った夫婦の卵胞液、血清、精漿中の環境汚染物質の濃度を測定し、p,p'-DDE、ミレックス、ヘキサクロロエタン、1,2,4-トリクロロベンゼン、PCB-49、PCB-153お、PCB-180、カドミウム、エンドスルファンI、等を検出した。精漿サンプル中に最も高頻度に検出された汚染物質はミレックスであったが、受精率との関連は認められなかった。精液所見との関連は検討していない。

オランダの妊孕能のある男性(妊婦の配偶者)と不妊男性を対象とした症例対象研究(Wong、2003)では、職業と住環境、生活様式、食生活、病歴、家族の生殖に関する情報等の項目を含むアンケートの回帰分析により、各種暴露因子と精子数との関連を検討した結果、精子減少のリスク因子として、農業および溶接業への従事、抗生物質の使用、おたふく風邪、胃腸疾患、果物･野菜の摂取不足、家族因子としての女性の生殖系疾患を挙げた。

考察

今回レビューで取りあげた文献30件中22件(73%)が何らかの精子への影響を示していた。農薬では13件中10件で関連を示していたが、その多くが暴露レベルの高い職業性の集団を対象としたものであった。有機塩素系化合物では6件全てで何らかの関連(有意差検定なしも含む)を認めていた。これらの対象集団は、高レベルの暴露を受けた油症の1例を除くと、顕著な暴露要因を認めない集団(健常若年男性と男性不妊関連)であることから、有機塩素系化合物の暴露については一般環境下で男性生殖機能への影響が既に顕在化している可能性が示唆された。一般環境における化学物質等の暴露の程度を知るには、高レベルの暴露を受けた特殊な集団ではなく、健康な一般集団あるいは明確に定義された種々の男性集団を対象とした調査研究が今後さらに重要性を増すと考えられる。最近の研究では、精子への影響を評価する指標として、精子の数に関するパラメータ（精子濃度、総精子数）以外に精子の運動率や正常形態率、CASAによる精子運動性パラメータ、FISH法で検出した精子核染色体異数性頻度、コメット法による精子核DNA断片化率等が加わるようになり、その多くは精子数よりも感受性の高い指標である可能性が示唆されている。今後はより詳細な精子パラメータの分析に加え、精子形成に関連した新たなバイオマーカの開発とこの分野の研究への応用が期待される。

結論

内分泌かく乱化学物質等の化学物質と精子との関連を扱った疫学研究について文献的考察を行った。2004年のまでの文献が考察の対象となったが、2000年までに比べて、検索されてきた文献そのものが増加したことと、前回は関連なしという研究が多かったのに比べ、今回は化学物質と精子の質の低下との間に関連を認める文献が多数検索されたことが異なる点であった。しかしながら、農薬にしても有機塩素系化合物にしても、単なる精巣毒性と内分泌かく乱作用との違いをこれらの文献から区別することは、困難である。内分泌かく乱化学物質の影響評価のための方法論の整備と目的の明確な研究デザインによる疫学調査の必要性が示唆された。

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