Decline in semen concentration and morphology in a sample of 26 609 men close to general population between 1989 and 2005 in France

STUDY QUESTION: Are temporal trends and values of semen quality parameters in France identifiable in partners of totally infertile women? SUMMARY ANSWER: Among a sample of 26 609 partners of totally infertile women undergoing an assisted reproductive technology (ART) procedures in the whole of France over a 17-year period, there was a continuous decrease in semen concentration of about 1.9% per year and a significant decrease in the percentage with morphologically normal forms but no global trend for motility. WHAT IS KNOWN ALREADY: A global decrease in human sperm quality is still debated as geographical differences have been shown, and many criticisms have risen concerning studies with small and biased study populations or inappropriate statistical methodology. However, growing biological, toxicological, experimental and human exposure data support the endocrine disruptors' hypothesis assuming that fetal exposure to endocrine disruptors could impair reproductive outcomes. STUDY DESIGN, SIZE, DURATION: This was a retrospective and descriptive study using data registered by Fivnat, the professional association in charge of statistics for ART in France during the 1989-2005 study period. Data were provided by 126 main ART centres over the whole metropolitan territory. The source population included 154 712 men, aged 18-70, who were partners of couples undergoing their first ART cycle and for whom semen quality indicators (concentration, total motility and percentage of morphologically normal forms), measured on fresh ejaculated semen, were available. PARTICIPANTS/MATERIALS, SETTING, METHODS: The study population was 26 609 partners of women who had both tubes either absent or blocked. The temporal trends for each indicator of semen quality were modelled using a generalized additive model that allowed for nonlinear relationships between variables and were adjusted for season and age. In-depth sensitivity analyses included the reiteration of the analysis on data from a second spermiogram available for each man and on another subsample of men diagnosed as fertile. Variables such as centre, technique (standard in vitro fertilization or intra-cytoplasmic sperm injection) and an interaction factor between technique and time were also included in the model. MAIN RESULTS AND THE ROLE OF CHANCE: There was a significant and continuous decrease in sperm concentration of 32.2% [26.3-36.3] during the study period. Projections indicate that concentration for a 35-year-old man went from an average of 73.6 million/ml [69.0-78.4] in 1989 to 49.9 million/ml [43.5-54.7] in 2005. A significant, but not quantifiable, decrease in the percentage of sperm with morphologically normal forms along the 17-year period was also observed. There was no global trend but a slight, significant increase in total motility between 1994 and 1998 was observed. The results were robust after sensitivity analysis. LIMITATIONS, REASONS FOR CAUTION: Socioeconomic status could not be controlled for. Despite universal access to medical services in France, couples undergoing ART are expected to have a higher educational level on average compared with those of the general population. Therefore, the real values in the general population could be slightly lower than those presented and the decrease possibly stronger, as the population study is less likely to smoke or be overweight, two factors known to impair semen quality. WIDER IMPLICATIONS OF THE FINDINGS: As the men were selected without a priori knowledge regarding their semen quality characteristics, the results are expected to be close to the values in the general French population. The very large sample size and the robustness of the results confer great statistical power and credibility to the results. To our knowledge, it is the first study concluding a severe and general decrease in sperm concentration and morphology at the scale of a whole country over a substantial period. This constitutes a serious public health warning. The link with the environment particularly needs to be determined. STUDY FUNDING/COMPETING INTEREST(S): No specific funding was sought for this study. The authors have no conflict of interest to declare.The study has been authorized by the Commission Nationale de l'Informatique et des Libertés (CNIL), the national authority for the protection of personal data collected on individuals (authorization no DE-2010-063 dated 08/09/2010). (R.A.) Traduction du résumé : Question posée par l'étude : Peut-on identifier les tendances temporelles et les valeurs des paramètres de la qualité du sperme en France à partir des hommes partenaires de femmes totalement stériles ? Réponse synthétique : Au sein d'un échantillon de 26 609 hommes partenaires de femmes totalement infertiles, ayant effectué une tentative d'assistance médicale à la procréation (AMP), dans toute la France et sur une période de 17 ans, une diminution continue de la concentration du sperme d'environ 1,9% par an et une diminution significative du pourcentage de formes morphologiquement normales ont été mises en évidence. En revanche concernant la mobilité du sperme aucune tendance globale n'a été observée. Que sait-on ? La diminution globale de la qualité du sperme humain est encore débattue, alors que des différences géographiques ont été démontrées, et de nombreuses critiques ont été formulées t sur des études en populations restreintes, présentant un biais ou sur l'utilisation d'une méthodologie statistique inappropriée. Cependant, de plus en plus de données biologiques, toxicologiques expérimentales et d'exposition humaine soutiennent l'hypothèse des perturbateurs endocriniens selon laquelle l'exposition du foetus à ces perturbateurs pourrait altérer les fonctions reproductives. Plan, taille et durée de l'étude : Cette étude rétrospective et descriptive est basée sur des données enregistrées par Fivnat, l'association professionnelle en charge des statistiques de l'AMP en France pendant la période d'étude 1989-2005. Les données ont été fournies par les 126 principaux centres d'AMP répartis sur l'ensemble du territoire métropolitain. La population source comprenait 154 712 hommes, âgés de 18 à 70 ans, partenaires de couples effectuant leur première tentative d'AMP et pour lesquels les indicateurs de qualité du sperme (concentration, mobilité totale et pourcentage de formes morphologiquement normales), mesurés sur du sperme éjaculé frais, étaient disponibles. Participants / matériel, contexte et méthodes : La population d'étude était composée de 26 609 partenaires de femmes dont les deux trompes étaient absentes ou obstruées. Les tendances temporelles de chaque indicateur de la qualité du sperme ont été modélisées en utilisant un modèle additif généralisé supportant des relations non linéaires entre les variables et ont été ajustées sur la saison et l'âge. Des analyses de sensibilité détaillées ont compris la réitération de l'analyse des données sur un second spermogramme disponible pour chaque homme et sur un autre sous-échantillon d'hommes diagnostiqués comme fertiles. Des variables telles que le centre, la technique (fécondation in vitro standard ou injection de sperme intra-cytoplasmique) et un facteur d'interaction entre la technique et le temps ont également été inclus dans le modèle. Principaux résultats et rôle du hasard : Une diminution importante et continue de 32,2% [26.3 à 36.3] de la concentration en spermatozoïdes a été observée au cours de la période d'étude. Les projections indiquent que, pour un homme de 35 ans, la concentration moyenne est passée de 73,6 millions / ml [69,0 à 78,4] en 1989 à 49 millions /ml [43,5 à 54,7] en 2005. Une diminution significative, mais non quantifiable, du pourcentage de spermatozoïdes morphologiquement normaux a également été observée tout au long des 17 années de la période d'étude. Il n'y avait pas de tendance globale concernant la mobilité totale, à l'exception d'une légère augmentation significative entre 1994 et 1998. Les résultats étaient robustes après analyse de sensibilité. Limites et précautions d'interprétation : Le statut socioéconomique n'a pas pu être contrôlé. Malgré l'accès universel aux services de santé en France, les couples qui ont recours à l'AMP sont censés avoir en moyenne un niveau d'éducation supérieur à celui de la population générale. De ce fait, les valeurs réelles dans la population générale sont susceptibles d'être légèrement inférieures à celles qui sont présentées, et la baisse pourrait être plus forte, car la population d'étude a moins tendance à fumer ou à être en surpoids, deux facteurs connus pour altérer la qualité du sperme. Comme les hommes ont été sélectionnés sans a priori sur les caractéristiques de la qualité de leur sperme, on peut s'attendre à ce que les résultats soient proches des valeurs observées dans la population générale française. La taille importante de l'échantillon et la robustesse des résultats confèrent à cette étude une puissance statistique et une crédibilité importantes. À notre connaissance, il s'agit de la première étude concluant à une diminution importante et générale de la concentration et de la morphologie du sperme à l'échelle d'un pays entier pendant une période importante. Ceci constitue un avertissement sérieux en termes de santé publique. Il est en particulier nécessaire de déterminer le lien avec l'environnement. [Traduction effectuée par la Cellule de valorisation éditoriale (Ceve) de l'InVS ]

Auteur(s) : Rolland M, Le Moal J, Wagner V, Royere D, de Mouzon J

Année de publication : 2013

Pages : 462-70

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