Dieses Kapitel versammelt alle Arbeiten der Gesamtstudie, die nicht als Kohorten-, Querschnitts- oder Fall-Kontroll-Studie am Menschen angelegt sind, sondern als Interventionsstudie, als Nachbeobachtung einer randomisierten Studie, als Fallserie, als Leitlinie beziehungsweise Stellungnahme oder als Experiment an Tier, Gewebe und Zellkultur. Zusammen beantworten diese Quellen eine Frage, die Beobachtungsstudien nicht beantworten können: Was geschieht, wenn ein Faktor gezielt gegeben, weggelassen oder im Experiment kontrolliert wird? Zugleich zeigen sie, wie weit die Brücke vom Experiment zum Menschen reicht und wo sie abbricht.
Ein Hinweis zur Einordnung vorab. In der gesamten Quellenlage gibt es nur eine einzige echte randomisierte Interventionsstudie am erwachsenen Mann (die Ibuprofen-Studie [s114]), eine randomisierte Studie zur Gabe von Diethylstilbestrol (DES) in der Schwangerschaft, deren Söhne Jahrzehnte später nachuntersucht wurden [s214, s210, s211], und eine prospektive Vorher-Nachher-Studie zum Rauchstopp [s33]. Alle übrigen Befunde dieses Kapitels stammen aus Fallserien, Expertendokumenten oder dem Tierversuch. Zu Alkohol, Koffein, PFAS oder mütterlichem Übergewicht liegt keine einzige Interventionsstudie am Menschen vor. Das Kapitel beschreibt Befunde. Es enthält keine Therapie- und keine Verhaltensempfehlung; wo eine Leitlinie oder ein Studienautor eine Empfehlung ausspricht, wird sie als Aussage dieser Quelle wiedergegeben.
1. Interventionsstudien und Nachbeobachtungen randomisierter Studien
1.1 DES-Studie des Chicago Lying-in Hospital: die Linie Gill, Wilcox, Ratcliffe
Die DES-Geschichte ist für diese Gesamtstudie das einzige Beispiel, in dem eine pränatale Hormonexposition zufällig zugeteilt wurde. In den Jahren 1950 bis 1952 wurden am Chicago Lying-in Hospital 1646 Schwangere in eine randomisierte, placebokontrollierte Studie zu DES aufgenommen [s210]. Die Gabe sollte Fehlgeburten verhindern; ein Nutzen ließ sich später nicht belegen (siehe unten, Cochrane-Übersicht). Die Söhne dieser Frauen wurden mehrfach nachuntersucht, und jede Welle misst etwas anderes.
Gill und Mitarbeiter 1979: körperliche Befunde und Samenanalyse [s214]. Association of diethylstilbestrol exposure in utero with cryptorchidism, testicular hypoplasia and semen abnormalities (Journal of Urology). Die Autoren berichten aus der Nachuntersuchung der Söhne der Studie von Dieckmann (im Abstract als "Diekmann's lying-in study group" bezeichnet). Nebenhodenzysten und/oder hypoplastische Hoden fanden sich bei 31,5 % von 308 in utero mit DES exponierten Männern, aber nur bei 7,8 % von 307 placebo-exponierten Kontrollen. Bei der Analyse der Spermatozoen zeigten von 134 untersuchten DES-exponierten Männern 18 % schwere pathologische Veränderungen (Eliasson-Score über 10), von 87 untersuchten placebo-exponierten Männern 8 %. (Der Abstract formuliert "in 134 diethylstilbestrol-exposed men (18 per cent) and 87 placebo-exposed men (8 per cent)"; hier wird 134 beziehungsweise 87 als Zahl der Männer mit Samenanalyse gelesen.) Bei den 26 DES-exponierten Männern mit Hodenhypoplasie hatten 65 % einen Hodenhochstand in der Vorgeschichte; von sechs Kontrollen mit Hodenhypoplasie hatte nur eine einen früheren Maldeszensus. Bis zum Zeitpunkt der Veröffentlichung hatte keiner der Studienteilnehmer ein Karzinom entwickelt; die Autoren berichten aber über einen 25-jährigen Mann außerhalb der Studiengruppe mit gemischtem anaplastischem Seminom und embryonalem Karzinom, der in utero DES exponiert war und einen Kryptorchismus in der Vorgeschichte hatte [s214].
Stärken: Die Zuteilung zu DES oder Placebo erfolgte vor der Geburt und unabhängig von Merkmalen der Mutter; das Design schließt damit Störgrößen weitgehend aus, die in Beobachtungsstudien zum Rauchen oder zu Medikamenten das Hauptproblem sind. Die Befunde stammen aus körperlicher Untersuchung und Samenanalyse, nicht aus Selbstauskunft. Schwächen: Nur ein Teil der 308 und 307 körperlich untersuchten Männer gab nach dem Abstract eine Samenprobe ab (134 und 87); nach welchen Kriterien diese Männer ausgewählt wurden, nennt der Abstract nicht, ein Selektionseffekt ist möglich. Die Studie stammt von 1979 und nutzt den damaligen Eliasson-Score statt der WHO-Kriterien; Konfidenzintervalle oder Signifikanztests nennt der Abstract nicht. Das Material betrifft hochdosierte DES-Gaben der 1950er Jahre und ist auf heutige Expositionen nicht übertragbar.
Wilcox und Mitarbeiter 1995: Fruchtbarkeit nach vier Jahrzehnten [s210]. Fertility in men exposed prenatally to diethylstilbestrol (New England Journal of Medicine). Vier Jahrzehnte nach der Geburt konnten die Autoren 548 der überlebenden Söhne ausfindig machen (68 %). Neunzig Prozent stimmten einem Interview zu: 253 waren in utero DES exponiert, 241 nicht. Angeborene Fehlbildungen der Genitalien wurden von den DES-exponierten Männern dreimal so häufig berichtet wie von den Söhnen der Placebo-Gruppe. Innerhalb der exponierten Gruppe wurden Fehlbildungen doppelt so häufig von Männern berichtet, die vor der 11. Schwangerschaftswoche exponiert waren, wie von später Exponierten (P = 0,05). Männer mit Genitalfehlbildungen waren dennoch so fruchtbar wie andere Männer. Die exponierten Männer, mit und ohne Fehlbildung, zeigten nach keinem Maß eine Einschränkung der Fertilität: weder bei der Frage, ob sie je eine Frau geschwängert hatten, noch beim Alter bei der Geburt des ersten Kindes, der durchschnittlichen Kinderzahl, einer ärztlich gestellten Diagnose eines Fertilitätsproblems oder der Zeit bis zur Konzeption in der letzten Schwangerschaft der Partnerin. Auch die Sexualfunktion (zum Beispiel Koitusfrequenz, berichtete Episoden verminderter Libido) war nicht beeinträchtigt. Die Autoren schließen, dass hochdosiertes DES bei erwachsenen Männern nach pränataler Exposition nicht zu einer Beeinträchtigung von Fertilität oder Sexualfunktion führte [s210].
Stärken: randomisierter Ursprung der Exposition, lange Nachbeobachtung, hohe Zustimmungsrate unter den gefundenen Männern (90 %), mehrere unabhängige Fertilitätsmaße. Schwächen: Alle Endpunkte sind Selbstauskünfte im Interview; es wurde keine Samenanalyse erhoben. Subtile Veränderungen der Spermienzahl oder -qualität, die für die Zeugungsfähigkeit unerheblich bleiben, kann ein solches Design nicht ausschließen. Von den überlebenden Söhnen wurden nur 68 % gefunden; die Gruppengrößen (253 und 241) begrenzen die Aussagekraft für seltene Ereignisse. Der Befund steht scheinbar im Widerspruch zu Gill [s214] mit auffälligen Samenbefunden; beide Studien messen aber Verschiedenes (Labormarker gegenüber erlebter Fruchtbarkeit), und die untersuchten Männer sind nicht identisch.
Ratcliffe und Mitarbeiter 1992: pränataler Rauchkontakt in einer DES-Studienpopulation [s211]. Does early exposure to maternal smoking affect future fertility in adult males? (Reproductive Toxicology). Diese Studie nutzte die Nachbeobachtung junger erwachsener Söhne von Müttern, die an der randomisierten DES-Studie teilgenommen hatten, um den Einfluss früher (pränataler und kindlicher) Exposition gegenüber mütterlichem Rauchen zu prüfen. Die Autoren beobachteten keine signifikanten Effekte des frühen Rauchkontakts auf konventionelle Samenmerkmale, Hormonspiegel (FSH, LH, Testosteron), urogenitale Auffälligkeiten und Erkrankungen oder wahrgenommene Fertilitätsprobleme. Aktives Rauchen der Männer war dagegen mit einer signifikanten Abnahme des Anteils normal geformter Spermien verbunden [s211]. Die Quelle ist in der Gesamtstudie als Übersichtsarbeit klassifiziert, ihr Abstract beschreibt aber eine eigene Auswertung von Nachbeobachtungsdaten. Sie zählt zu den wenigen Studien, die den Zusammenhang mit mütterlichem Rauchen nicht fanden; eine Besonderheit ist die Population, denn alle Mütter hatten an einer DES-Studie teilgenommen. Zahlen nennt der Abstract nicht.
Cochrane-Übersicht zur Östrogengabe in der Schwangerschaft [s202]. Bamigboye und Morris (2003) fassten randomisierte und quasi-randomisierte Studien zur vorgeburtlichen Gabe von Östrogenen, überwiegend DES, zusammen. Fehlgeburt, Frühgeburt, niedriges Geburtsgewicht sowie Totgeburt oder Neugeborenentod wurden durch DES im Vergleich zur Kontrollgruppe nicht günstig beeinflusst. Die Exposition in utero führte zu einer erhöhten Rate an Fehlgeburt und Frühgeburt sowie zu mehr Kindern unter 2500 Gramm. Bei exponierten weiblichen Nachkommen zeigte sich ein nicht signifikanter Trend zu mehr Genitaltrakt- und anderen Krebserkrankungen. Primäre Infertilität, Adenose von Vagina oder Zervix bei Töchtern und eine Hodenauffälligkeit bei Söhnen waren bei vorgeburtlich Exponierten signifikant häufiger. Die Autoren sehen keinen Nutzen von DES zur Verhinderung von Fehlgeburten; die kurz- und langfristigen Schäden bei exponierten Nachkommen belegten den Schaden dieser Maßnahme [s202]. Zahlenwerte nennt der Abstract nicht; das Register der Cochrane-Gruppe wurde im November 2002 durchsucht.
Hemminki und Mitarbeiter 1999: Östrogene und Gestagene außer DES [s207]. Reproductive effects of in utero exposure to estrogen and progestin drugs (Fertility and Sterility). Retrospektive Kohortenstudie in Helsinki mit 1888 Frauen und Männern, die 1954 bis 1963 in utero weiblichen Hormonpräparaten ausgesetzt waren, und 2044 altersgleichen Kontrollen. Endpunkte waren Zahl und Zeitpunkt von Lebendgeburten und Eheschließungen sowie bei Frauen erfolglose Schwangerschaften. Bei den meisten Indikatoren fanden sich keine Unterschiede zwischen exponierten und Kontrollmännern. Weniger exponierte Männer als Kontrollmänner hatten ihr erstes Lebendkind kurz nach der Heirat, und die mittlere Zeit vom ersten zum zweiten Kind war verkürzt. Die kumulativen Anteile an Lebendgeburten und Schwangerschaften waren insgesamt gleich, jüngere Exponierte bekamen aber etwas später Kinder. Fazit der Autoren: Die verwendeten Östrogen- und Gestagenpräparate hatten keinen großen Einfluss auf die Fertilität der Nachkommen [s207]. Das Design ist eine Registerstudie ohne Randomisierung; Endpunkt ist erreichte Elternschaft, nicht Samenqualität.
1.2 Ibuprofen-Studie an jungen Männern: die einzige randomisierte Interventionsstudie am Menschen
Kristensen und Mitarbeiter 2018 [s114]. Ibuprofen alters human testicular physiology to produce a state of compensated hypogonadism (PNAS). Die Quelle ist in der Gesamtstudie als Übersichtsarbeit eingeordnet; Abstract und Volltext zeigen jedoch eine Originalstudie, die einen klinischen Versuch mit Hodengewebe-Experimenten verbindet. Wichtig für die Einordnung: Die Exposition betrifft erwachsene Männer, nicht den Fetus; die Studie ist hier wegen ihres Designs und wegen der mechanistischen Brücke zu den pränatalen Analgetika-Daten (siehe Abschnitt 4 dieses Kapitels) aufgenommen.
Design. Doppelblinder, placebokontrollierter, randomisierter Interventionsversuch (registriert bei ClinicalTrials.gov, NCT00832663; ethisch genehmigt durch die Regionalen Wissenschaftsethikkomitees Kopenhagen). Es wurden 31 gesunde weiße Männer im Alter von 18 bis 35 Jahren eingeschlossen (Ausschluss unter anderem bei Body-Mass-Index über 30, Kniebeschwerden, Magengeschwüren, Leber- oder Nierenfunktionsstörung und regelmäßigem Krafttraining) und der Placebo-Gruppe (17 Teilnehmer) oder der Ibuprofen-Gruppe (14 Teilnehmer) zugeteilt, abgestimmt nach Alter, Größe und Gewicht. Die Ibuprofen-Gruppe erhielt 2 x 600 mg pro Tag über sechs Wochen (14 Tage vor bis vier Wochen nach einer elektrisch stimulierten Belastungsübung); die Kontrollgruppe erhielt optisch nicht unterscheidbare Placebotabletten. Die Einnahme wurde über Ibuprofenspiegel im Blut (HPLC) kontrolliert. Die Studie war Teil eines größeren Projekts zur Muskelbiopsie; für diese Auswertung wurden Hormone aus den Proben nach 14 Tagen Einnahme (Tag 0) und am Ende nach 44 Tagen verwendet. Bei einem Placebo-Teilnehmer waren die LH-Messungen auffällig und wurden verworfen (n = 16 statt 17).
Ergebnisse am Menschen. Die Ibuprofen-Plasmaspiegel lagen im Mittel bei 25 bis 35 µg/ml; der höchste gemessene Wert betrug 100 µg/ml. Gesamttestosteron, Estradiol, freies Testosteron und SHBG änderten sich nicht signifikant. LH stieg unter Ibuprofen nach 14 Tagen um 23 % (P = 0,05) und nach 44 Tagen um 33 % (P = 0,01); Ibuprofenspiegel und LH korrelierten nach 14 Tagen positiv (r = 0,73; P = 0,003). Das Verhältnis von freiem Testosteron zu LH sank nach 14 Tagen um 18 % (P = 0,056) und nach 44 Tagen um 23 % (P = 0,02). Das FSH stieg nach 14 Tagen nicht signifikant um 5 %, nach 44 Tagen gab es keinen Unterschied. Inhibin B blieb im Mittel unverändert, das Verhältnis Inhibin B zu FSH sank um 4 % (14 Tage) beziehungsweise 12 % (44 Tage). Das Anti-Müller-Hormon (AMH) sank um 9 % nach 14 Tagen (P = 0,02) und um 7 % nach 44 Tagen (P = 0,05). Die Autoren deuten dies als Zustand eines kompensierten Hypogonadismus, der die Leydig-Zellen und auch die Sertoli-Zellen betraf [s114].
Ergebnisse im Hodenexplantat. Hodengewebe erwachsener Spender (Durchschnittsalter 46,9 ± 4,4 Jahre; Prostatakrebs-Patienten ohne antihormonelle Therapie oder Multiorgan-Spender) wurde Ibuprofen in Konzentrationen von 10^-9 bis 10^-4 M ausgesetzt. Die Testosteronbildung nahm dosisabhängig ab (β = -0,405; P = 0,01 nach 24 Stunden; β = -0,664; P < 0,0001 nach 48 Stunden); bei 10^-5 bis 10^-4 M betrug die Abnahme nach 48 Stunden etwa 40 %. Alle Steroide von Pregnenolon abwärts bis Testosteron und Estradiol nahmen bei 10^-5 bis 10^-4 M ab [s114]. Die Autoren führen die Hemmung auf eine transkriptionelle Repression in Leydig- und Sertoli-Zellen zurück, die auch in einer humanen steroidogenen Zelllinie auftrat.
Stärken: randomisiert, doppelblind, mit Dosiskontrolle über Blutspiegel; die Hormonbefunde am Menschen werden durch ein unabhängiges Gewebeexperiment gestützt. Schwächen: Mit 14 und 16 bis 17 Teilnehmern ist die Studie klein; die Hormonauswertung war nicht der primäre Endpunkt des Gesamtprojekts (Muskelbiopsie), und der Abstract nennt kein Samenmerkmal. Ibuprofen wurde in Kombination mit einer Belastungsübung gegeben. Der p-Wert für das Verhältnis freies Testosteron zu LH nach 14 Tagen liegt knapp über der Signifikanzgrenze (0,056). Samenanalyse und Zeugungsfähigkeit wurden nicht untersucht, ebenso wenig die Reversibilität nach Absetzen. Der Befund gilt für den erwachsenen Hoden und für eine Dosis von 1200 mg pro Tag.
1.3 Rauchstopp beim erwachsenen Mann
Diese beiden Arbeiten untersuchen nicht die pränatale Exposition. Sie gehören hierher, weil sie die einzigen Interventionsdaten zur Umkehrbarkeit des Rauchschadens an Spermien enthalten und damit die Frage berühren, ob Spermienveränderungen durch Rauchen vor der Zeugung veränderbar sind.
Ragheb und Mitarbeiter 2025 [s33]. Evaluating the effect of smoking and its cessation on semen parameters (Reproduction and Fertility, Ägypten). Design: prospektive Kohortenstudie mit Vorher-Nachher-Vergleich. Von 200 eingeladenen männlichen Rauchern im Alter von 20 bis 50 Jahren, die Hilfe beim Rauchstopp suchten, willigten 69 ein; neun schieden aus, 60 schlossen die Studie ab. Die Studie lief von Januar 2021 bis September 2022 an der Urologischen Abteilung der Universität Beni-Suef in Zusammenarbeit mit dem Special Chest Center in Mansoura. Das mittlere Alter betrug 31,65 ± 7,35 Jahre, der BMI 26,99 ± 3,97, der Raucherindex 16,39 ± 11,06 Packungsjahre (Spannweite 2,5 bis 60); 42 (70 %) waren verheiratet; 5 hatten Bluthochdruck, 4 Magengeschwüre, 6 eine COPD. Jeder Teilnehmer gab zwei Samenproben im Abstand von zwei Wochen nach 3 bis 7 Tagen Karenz ab, und zwar vor dem Rauchstopp sowie nach drei und nach sechs Monaten; Analyse nach WHO 2010. Die Einhaltung des Rauchstopps wurde über Urin-Cotinin (qualitativer Teststreifen) kontrolliert. Die Fallzahlberechnung ergab ein Minimum von 44 Teilnehmern (Annahme: Mittelwertunterschied 30 bei SD 60 für das Samenvolumen, Power 80 %).
Ergebnisse (Mittelwerte vor Rauchstopp, nach 3 Monaten, nach 6 Monaten; alle P < 0,001, sofern nicht anders genannt): Samenvolumen 3,33 ± 1,07 ml, 3,88 ± 0,80 ml, 4,34 ± 0,67 ml; Spermienkonzentration 14,77 ± 6,49, 17,71 ± 6,41, 19,27 ± 6,46 Mio./ml (P = 0,001 im Text, P < 0,001 im Abstract); Gesamtspermienzahl 49,33 ± 25,31, 70,16 ± 30,85, 84,01 ± 31,00 Mio.; progressive Beweglichkeit 20,7 %, 35,3 %, 42,28 %; Gesamtbeweglichkeit 41,48 %, 60,33 %, 67,67 %; Anteil abnormaler Formen 69,32 %, 50,88 %, 40,82 %. Alle Untertypen morphologischer Auffälligkeiten (Kopf, Mittelstück und Flagellum) nahmen nach drei und sechs Monaten signifikant ab; die Vitalität stieg, die Leukozyten im Ejakulat sanken. Der pH änderte sich nicht (P = 0,26). Ein höherer Raucherindex ging mit stärkerer Besserung einher: Der Median des Raucherindex lag bei Männern mit mindestens 20 % Verbesserung des Samenvolumens höher als bei denen mit weniger (15,5 gegenüber 10 Packungsjahren laut Tabelle; im Text des Artikels steht 17,75 gegenüber 10, eine interne Abweichung), bei der Konzentration 17 gegenüber 9 und bei der Gesamtzahl 15,5 gegenüber 7,5 (jeweils P < 0,001). Die Fläche unter der ROC-Kurve betrug 0,867 (Volumen), 0,852 (Konzentration) und 0,863 (Gesamtzahl); als Schwellen wurden über 13 Packungsjahre (Sensitivität 73,8 %, Spezifität 100 %), über 12 Packungsjahre (76,2 % und 94,4 %) beziehungsweise über 12 Packungsjahre (68,7 % und 100 %) bestimmt [s33].
Stärken: Verlaufsdesign mit objektiver Kontrolle der Abstinenz (Cotinin), WHO-Analyse, zwei Proben je Zeitpunkt, Fallzahlplanung. Schwächen (von den Autoren selbst genannt): Es gibt keine nicht rauchende Kontrollgruppe und keine Fertilitätsendpunkte wie Schwangerschaft oder Geburt; Ernährung und berufliche Einflüsse sind mögliche Störgrößen; Hormone wurden nicht gemessen. Hinzu kommt, dass nur 69 von 200 Eingeladenen teilnahmen und dass die Ausgangswerte (mittlere Konzentration 14,77 Mio./ml) auffällig niedrig sind; dass sie sich ohne Kontrollgruppe über sechs Monate zum Normbereich hin bewegen, kann teilweise auch eine Regression zur Mitte sein. Die Teilnehmer waren aktive Raucher mit Rauchstopp-Absicht, nicht Söhne exponierter Mütter.
Cui und Mitarbeiter 2025 [s26]. Mechanisms and reversibility of nicotine-induced spermatogenesis impairment and DNA methylation changes (Communications Biology). Design: Studie an Mensch und Maus mit Interventionsarm im Tier. Beim Menschen wurden Spermienproben aus einem reproduktionsmedizinischen Zentrum (Zhejiang Provincial People's Hospital) verwendet, nämlich Restmaterial der Routineanalyse von Nichtrauchern (n = 18), Rauchern (n = 19) und Ex-Rauchern (n = 14); die Ex-Raucher hatten mindestens drei Monate, also mehr als einen Spermatogenesezyklus, abstinent gelebt und eine ähnliche Raucheranamnese wie die Raucher. Alter und BMI unterschieden sich nicht. Rauchen senkte Spermienkonzentration, Gesamtbeweglichkeit sowie progressive und nicht progressive Beweglichkeit, verringerte den Anteil normaler Morphologie und erhöhte die DNA-Fragmentierung; unter Rauchstopp verschoben sich diese Werte zu den normalen oder besserten sich deutlich. Beim Samenvolumen zeigte sich kein deutlicher Unterschied.
Im Mausmodell erhielten männliche C57BL/6J-Mäuse ab der dritten Lebenswoche Nikotin im Trinkwasser (200 µg/ml) über acht Wochen (NIC); eine dritte Gruppe (CES) bekam danach fünf Wochen lang normales Wasser; die Kontrollgruppe (CON) bekam reines Wasser. Je Gruppe wurden acht Tiere für die computerunterstützte Spermienanalyse untersucht. Die NIC-Gruppe zeigte geringere Spermienkonzentration, Gesamt- und progressive Beweglichkeit und Geschwindigkeit (VAP); in der CES-Gruppe waren diese Effekte weitgehend umgekehrt. Hodenlänge und -gewicht waren unter Nikotin verringert, in der CES-Gruppe wiederhergestellt; Dicke des Keimepithels und Tubulusdurchmesser nahmen ab und erholten sich; auch das Serumtestosteron erreichte nach dem Absetzen wieder das Ausgangsniveau. Die Einzelzell-RNA-Sequenzierung (47 775 Zellen nach Qualitätskontrolle, 18 Zelltypen) zeigte verminderte Anteile aller somatischen Zelltypen (Sertoli-, mesenchymale, Immun- und Leydig-Zellen), weniger frühe runde Spermatiden und mehr späte Spermatozyten; die Durchflusszytometrie bestätigte mehr Meiose-II-Spermatozyten bei weniger runden Spermatiden (n = 7 Mäuse je Gruppe). Die Transitionsproteine und Protamine waren in Spermatozyten und runden Spermatiden herunterreguliert. Die gezielte Metabolomik (279 Metaboliten) zeigte gestörten Energiestoffwechsel (Trikarbonsäurezyklus, anaerobe Atmung, ATP-Abfall) mit Hinweisen auf Hypoxie und oxidativen Stress, die nach dem Absetzen reversibel waren. Die Vollgenom-Bisulfit-Sequenzierung der Spermien identifizierte 393 hypermethylierte und 184 hypomethylierte differenziell methylierte Regionen (DMR) und 259 differenziell methylierte Transkriptionsstartstellen; Pyrosequenzierung (Maus n = 4 bis 5 je Gruppe; Mensch n = 5 je Gruppe) bestätigte an den Promotoren von Irf7 und Sycp3 eine teilweise Rückbildung der Veränderungen nach dem Absetzen, auch in menschlichen Spermien [s26].
Einordnung: Die Studie belegt Rückbildung bei aktivem Rauchen beziehungsweise Nikotingabe des erwachsenen Tieres, nicht bei pränataler Exposition. Die menschlichen Gruppen sind klein (14 bis 19), stammen aus einer Kinderwunschklinik und bilden einen Querschnitt (kein Längsvergleich derselben Männer). Nikotin allein im Trinkwasser ist kein Rauchmodell. Die Aussage zur Erholung der epigenetischen Integrität ist ausdrücklich für kurzfristigen Rauchstopp formuliert; ob sich Veränderungen der väterlichen Spermien auf Kinder übertragen, prüft die Studie nicht.
1.4 Rauchstopp des Partners in einer randomisierten Studie (Sekundäranalyse)
Zhu und Mitarbeiter 2024 [s51]. [Spouse smoking cessation benefits the pregnancy outcomes of the women with polycystic ovary syndrome] (Zhonghua Nan Ke Xue; deutsch etwa: Rauchstopp des Ehepartners verbessert die Schwangerschaftsergebnisse von Frauen mit polyzystischem Ovarsyndrom). Design: Sekundäranalyse einer großen randomisierten klinischen Studie (Akupunktur kombiniert mit Clomifen bei PCOS, 2011 bis 2015). Eingeschlossen wurden 861 Frauen; nach dem Rauchstatus des Ehemannes wurden gebildet: Raucher-Gruppe (n = 345), Nichtraucher-Gruppe (n = 387), Rauchstopp-Gruppe (n = 129). Ergebnisse: Gesamttestosteron und LDL-Cholesterin der Frauen in der Rauchstopp-Gruppe glichen der Nichtraucher-Gruppe und waren signifikant niedriger als in der Raucher-Gruppe (P = 0,014 und P = 0,011); Nüchterninsulin, Gesamtcholesterin und Apolipoprotein B unterschieden sich zwischen den drei Gruppen (P = 0,029; 0,018; 0,024) und waren in Rauchstopp- und Nichtraucher-Gruppe niedriger als in der Raucher-Gruppe. Die Ovulationsrate der Rauchstopp-Gruppe entsprach der der Nichtraucher-Gruppe und war höher als in der Raucher-Gruppe (P = 0,038); in der multivariaten logistischen Regression war der Rauchstopp des Partners in der Vorbereitungsphase ein Schutzfaktor für die Ovulation (OR 1,74; 95-%-KI 1,04 bis 2,92; P = 0,035) [s51]. Einordnung: Die Studie betrifft die Frau, nicht die Spermien eines Sohnes. Randomisiert wurde die Akupunktur-Clomifen-Behandlung, nicht der Rauchstopp; die Gruppen entstanden durch Selbstselektion der Ehemänner (Nichtraucher, Raucher, Aufhörer), sodass Störgrößen möglich sind. Sie zeigt allenfalls, dass die Rauchgewohnheit des Partners ein Merkmal im Umfeld der Zeugung ist, das mit weiblichen Fruchtbarkeitsmarkern zusammenhängt.
2. Fallserien und exponierte Gruppen im Vergleich
Fallserien haben keine oder nur eine schwache Vergleichsgruppe und sind deshalb die schwächste Evidenzstufe dieses Kapitels. Sie sind hier aufgeführt, weil sie historisch die ersten Hinweise lieferten (DES) oder weil sie seltene, klar umrissene Expositionen betreffen (Dioxinunfall in Seveso, Vergiftung in Taiwan), bei denen eine große Kohorte nicht zu bilden ist.
2.1 DES: Fallserie und Registerstudien
Whitehead und Leiter 1981 [s213]. Genital abnormalities and abnormal semen analyses in male patients exposed to diethylstilbestrol in utero (Journal of Urology). Dies ist die einzige Quelle der Gesamtstudie, die ausdrücklich als Fallserie eingestuft ist. Die urologische Untersuchung von 48 männlichen Patienten, die in utero DES ausgesetzt waren, zeigte bei 29 Genitalauffälligkeiten (darunter Varikozelen, Nebenhodenzysten, hypoplastische Hoden und Hodenhochstand). Nur 33 % der untersuchten Patienten hatten einen normalen Samenbefund nach dem Eliasson-Score. Bei keinem Patienten waren Alpha-Fetoprotein oder die Beta-Untereinheit des humanen Choriongonadotropins erhöht. Wegen der hohen Rate an Auffälligkeiten empfehlen die Autoren, alle in utero DES-exponierten Männer urologisch zu untersuchen und eine Samenanalyse durchzuführen, und die DES-Anamnese bei allen Männern mit scheinbar idiopathischer Infertilität zu erfragen [s213].
Schwächen: Es gibt keine Kontrollgruppe, und die Patienten kamen in eine urologische Sprechstunde; die Serie sagt damit nichts über die Häufigkeit in der Gesamtheit der Exponierten. Gerade der Selektionsmechanismus (wer sich als DES-Sohn untersuchen lässt, hat oft bereits Beschwerden oder Sorgen) kann den Anteil auffälliger Befunde nach oben treiben. Der Abstract nennt keine Konfidenzintervalle; der Wert von 33 % normaler Samenbefunde hat ohne Referenzgruppe keinen Maßstab. Er steht aber in Spannung zu Wilcox [s210] (keine verminderte Fertilität in der randomisierten Kohorte) und wird durch Gill [s214] mit seiner Kontrollgruppe nur teilweise gestützt.
Drapier 1984 [s212]. [Fertility disorders attributable to the use of diethylstilbestrol during intrauterine life] (Revue française de gynécologie et d'obstétrique; deutsch: Fruchtbarkeitsstörungen durch Anwendung von Diethylstilbestrol im intrauterinen Leben). Die Übersicht stellt den damaligen Stand der Gewissheiten und Zweifel dar. Nach dem Abstract sind die erhöhte Zahl von Fehlgeburten, Extrauteringraviditäten und perinatalen Todesfällen wahrscheinlich auf die mütterliche Behandlung zurückzuführen, die auch für Samenanomalien verantwortlich sei [s212]. Zahlen nennt der Abstract nicht; die Quelle ist ein Expertenüberblick ohne eigene Daten.
Palmer und Mitarbeiter 2009: drei US-Kohorten DES-exponierter Söhne [s183]. Urogenital abnormalities in men exposed to diethylstilbestrol in utero: a cohort study (Environmental Health). Die Studie ist als Kohortenstudie klassifiziert und liegt an der Grenze zu den Beobachtungsstudien; sie wird wegen der besonderen Exposition (nach Zeitpunkt und Dosis aus Krankenakten dokumentierte DES-Gabe) hier mit ihren Kernzahlen aufgeführt. In die gemeinsame Nachbeobachtung des National Cancer Institute (seit 1994) gingen drei US-Kohorten ein: die Söhne der Frauen der randomisierten Chicagoer Studie, die Söhne von Frauen einer privaten Infertilitätspraxis bei Boston (1943 bis 1975) und eine Gruppe aus den Pränatalakten der Mayo Clinic (1939 bis 1962). Von 3067 anspruchsberechtigten Männern (1638 exponiert, 1429 nicht exponiert) lagen 1994 Fragebögen von 1156 exponierten (71 %) und 984 nicht exponierten Männern (69 %) vor; die Fragebögen von 1997 und 2001 beantworteten jeweils etwa 91 bis 94 %. Das Medianalter betrug 43 (exponiert) und 42 Jahre (nicht exponiert). Die Dosis war bei 52 % der Exponierten bekannt (Grenze 5 Gramm; die Verteilung war zweigipflig mit Gipfeln um 2 und 12 Gramm), der Zeitpunkt des Expositionsbeginns bei 90 % (Grenze 11. Schwangerschaftswoche). Das Risikoverhältnis (RR) betrug 1,9 (95-%-KI 1,1 bis 3,4) für Kryptorchismus, 2,5 (1,5 bis 4,3) für Nebenhodenzysten und etwa 2,4 bis 2,5 (1,5 bis 4,4) für Entzündung oder Infektion der Hoden. Bei Expositionsbeginn vor der 11. Woche stiegen die RR auf 2,9 (1,6 bis 5,2), 3,5 (2,0 bis 6,0) und 3,0 (1,7 bis 5,4). Kein Zusammenhang bestand mit Varikozele, strukturellen Veränderungen des Penis (einschließlich Hypospadie), Harnröhrenstenose, benigner Prostatahyperplasie oder Entzündungen von Prostata, Harnröhre und Nebenhoden [s183].
Hinweise zur Genauigkeit: Der Abstract der Studie nennt für die Hodenentzündung RR 2,4 (1,5 bis 4,4); der Volltext nennt im Ergebnisteil 2,5 (1,5 bis 4,4). Die Mayo-Kohorte allein zeigte insgesamt keine signifikanten Zusammenhänge, aber signifikante Zusammenhänge für Nebenhodenzysten und Kryptorchismus bei Expositionsbeginn vor der 11. Woche. Höhere kumulative Dosen (5 Gramm oder mehr) waren stärker assoziiert; da fast alle Frauen mit Dosen von 5 Gramm oder mehr vor der 11. Woche begonnen hatten, lassen sich Dosis und Zeitpunkt nicht trennen. Schwächen: Die Endpunkte beruhen auf Fragebögen und der Selbstangabe diagnostizierter Zustände; die Beteiligung lag bei knapp 70 %.
Palmer und Mitarbeiter 2005 [s200]. Hypospadias in sons of women exposed to diethylstilbestrol in utero (Epidemiology). Zweite Generation, also Söhne von Frauen, die selbst in utero exponiert waren. Niederländische Untersucher hatten ein 20-fach erhöhtes Risiko berichtet. In den US-Kohorten (3916 exponierte und 1746 nicht exponierte Frauen, Befragung 1997) wurden 13 lebend geborene Söhne mit Hypospadie gemeldet (10 exponiert, 3 nicht exponiert). Die Prävalenz-Odds-Ratio betrug 1,7 (95-%-KI 0,4 bis 6,8); die Daten stützen eine stark erhöhte Hypospadie-Rate nicht [s200].
Brouwers und Mitarbeiter 2006 [s196]. Hypospadias: a transgenerational effect of diethylstilbestrol? (Human Reproduction). Fall-Referenz-Studie mit 583 Fällen und 251 Referenzen; Eltern füllten Fragebögen aus. Bei Exposition der Mutter in utero ergab die erste Analyse OR 2,3 (0,7 bis 7,9), die gematchte konditionale Regression OR 4,9 (1,1 bis 22,3); die väterliche Exposition erhöhte das Risiko nicht. Die Autoren bestätigen ein erhöhtes Risiko, das aber deutlich kleiner sei als in der Studie von 2002 [s196].
Titus-Ernstoff und Mitarbeiter 2010 [s181]. Birth defects in the sons and daughters of women who were exposed in utero to diethylstilbestrol (DES) (International Journal of Andrology). Mütter berichteten über Fehlbildungen bei 4029 Söhnen und 3808 Töchtern (dritte Generation). Insgesamt waren Fehlbildungen bei Söhnen (OR 1,53; 95-%-KI 1,04 bis 2,23) und bei Töchtern (OR 2,35; 1,44 bis 3,82) erhöht; bei Töchtern fiel ein Überschuss an Herzfehlern auf (OR 4,56; 1,27 bis 16,34). Die meisten Schätzer waren ungenau; die Autoren können Berichtsverzerrung nicht ausschließen, insbesondere könne der Überschuss an Herzfehlern auf Untermeldung durch nicht exponierte Mütter beruhen [s181].
Tournaire und Mitarbeiter 2018: dritte Generation über Väter [s122]. Birth defects in children of men exposed in utero to diethylstilbestrol (DES) (Thérapie). Retrospektive Studie, entwickelt von einer Patientenvereinigung (Réseau DES France): Angaben DES-exponierter Männer über Gesundheitsprobleme ihrer Kinder wurden mit denen nicht exponierter Kontrollen und der Allgemeinbevölkerung verglichen. Bei den 209 Söhnen pränatal exponierter Männer waren zwei Genitalauffälligkeiten häufiger als bei Kontrollen: Kryptorchismus (OR 5,72; 95-%-KI 1,51 bis 21,71) und Penishypoplasie (OR 22,92; 3,81 bis 137,90); die Hypospadie-Häufigkeit war weder gegenüber den Kontrollen noch der Allgemeinbevölkerung erhöht, bei Töchtern fanden sich keine vermehrten Genitalauffälligkeiten. Die Autoren mahnen wegen Methodik und geringer Fallzahl zur Vorsicht und halten epigenetische Veränderungen für eine mögliche Erklärung [s122]. Schwächen: Rekrutierung über eine Patientenvereinigung, Selbstbericht, extrem weite Konfidenzintervalle (Penishypoplasie: 3,81 bis 137,90), Fallzahl sehr klein.
Wautier und Mitarbeiter 2020: Töchter von DES-exponierten Frauen und Männern [s102]. Genital tract and reproductive characteristics in daughters of women and men prenatally exposed to diethylstilbestrol (DES) (Thérapie). In 759 Töchtern, die über Genitaltrakt und Fortpflanzung berichteten, fanden sich vermehrt Uterusfehlbildungen (Doppelbildung, Uterus bicornis und aplastischer Uterus im Sinne des Mayer-Rokitansky-Küster-Hauser-Syndroms); die Infertilität lag im Normbereich; bei den 121 Schwangerschaften waren Früh- und Spätaborte in der eigenen Kohorte häufiger als in der Allgemeinbevölkerung, nicht aber in zwei anderen Kohorten. Die Autoren werten die Ergebnisse wegen kleiner Zahlen, kurzer Nachbeobachtung und Beobachtungsmethodik als vorläufig [s102]. Für die Frage nach Spermien betrifft die Studie nur indirekt die Transgenerationalität des DES-Signals.
Strohsnitter und Mitarbeiter 2021 [s91]. Prenatal Diethylstilbestrol Exposure and Cancer Risk in Males. Männer (mittleres Alter 2016: 62,0 Jahre), die zwischen 1953 und 1994 identifiziert worden waren, wurden zwischen 1994 und 2016 überwiegend per Fragebogen auf Krebs nachbeobachtet. DES war weder mit Krebs insgesamt (HR 0,94; 95-%-KI 0,77 bis 1,15) noch mit Prostatakrebs (HR 0,95; 0,68 bis 1,33) assoziiert, aber umgekehrt mit der Inzidenz von Harnwegskrebs (HR 0,48; 0,23 bis 1,00) [s91].
Titus und Mitarbeiter 2024: dritte Generation, NCI-Studie [s50]. Benign and Malignant Outcomes in the Offspring of Females Exposed In Utero to Diethylstilbestrol (DES). Für Töchter der dritten Generation ergab sich kein erhöhtes Krebsrisiko (insgesamt HR 0,83; 0,36 bis 1,90). Nach Angaben der Mütter erschien das Gesamtkrebsrisiko exponierter Männer der dritten Generation erhöht (HR 1,41; 0,70 bis 2,86), allerdings mit sehr weitem Intervall; das Risiko für Hodenkrebs war bei exponierten Männern nicht erhöht [s50]. Spermiendaten enthält die Studie nicht.
Übersichten zur DES-Programmierung [s190, s162, s155, s132]. Guzmán und Zambrano (2007) schreiben in einer spanischsprachigen Übersicht [Compuestos disruptores endocrinos y su papel en la programación del desarrollo del eje reproductivo; deutsch: Hormonell wirksame Stoffe und ihre Rolle bei der Entwicklungsprogrammierung der Fortpflanzungsachse], die "DES-Söhne" zeigten ein Testikuläres Dysgenesie-Syndrom mit Hypospadie, Kryptorchismus und geringer Samenqualität [s190]; der Abstract nennt dafür keine Primärstudie. Reed und Fenton (2013) halten fest, dass in utero exponierte Kinder an Sub- oder Infertilität und Krebs der Fortpflanzungsorgane litten, und nennen die Gesundheit der DES-Enkel als Forschungsaufgabe [s162]. Tournaire und Mitarbeiter (2014) beschreiben in [Diethylstilbestrol story] (deutsch: Die Geschichte des Diethylstilbestrols) die Abfolge von der Begeisterung für ein Medikament ohne wissenschaftlichen Wirksamkeitsnachweis bis zu den Folgen und leiten Lehren für die Zukunft ab [s155]. Die Prescrire-Analyse "Diethylstilbestrol (DES): also harms the third generation" (2016) stellt die Datenlage zur dritten Generation dar: Danach wurden zwischen 1951 und 1981 in Frankreich etwa 160 000 Kinder im ersten Trimenon DES ausgesetzt; in der Studie des Réseau DES France (4409 Enkel, 2228 Mädchen und 2181 Jungen, rund 6000 Kontrollen) kam etwa ein Viertel der DES-Enkel zu früh zur Welt, und Zerebralparese war in der DES-Gruppe häufiger (59 gegenüber 6 je 10 000 in der Kontrollgruppe). In einer US-Studie an rund 4500 DES-Töchtern lag die Frühgeburtsrate bei etwa 26 %, die Neugeborenensterblichkeit sei achtfach, das Totgeburtsrisiko doppelt so hoch gewesen. Epidemiologische Studien aus mehreren Ländern fanden häufiger Hypospadie bei DES-Enkelsöhnen (relatives Risiko etwa 5 in der größten Studie, andere Studien ohne signifikanten Unterschied); mehrere Studien zeigten ein verdoppeltes Risiko für Ösophagusatresie oder tracheoösophageale Fistel. Zu Fehlbildungen bei Kindern von DES-Söhnen lägen nur begrenzte Daten vor. Die Daten aus Nagern machten epigenetische Effekte plausibel, die an nicht direkt exponierte Generationen weitergegeben werden [s132].
2.2 Dioxin und polychlorierte Biphenyle: exponierte Gruppen im Vergleich
Mocarelli und Mitarbeiter 2011: Seveso [s176]. Perinatal exposure to low doses of dioxin can permanently impair human semen quality (Environmental Health Perspectives). Die Studie ist als Kohortenstudie klassifiziert; da es sich um den Vergleich zweier kleiner, scharf definierter Gruppen handelt, wird sie hier mit den Kernzahlen aufgeführt. Population: Von 78 Männern (18 bis 26 Jahre), die zwischen März 1977 und Januar 1984 von 73 Frauen aus dem am stärksten mit Dioxin belasteten Gebiet bei Seveso geboren wurden, nahmen 39 (Söhne von 36 der 73 Frauen) teil; 21 waren gestillt, 18 mit Flaschennahrung ernährt. Als Vergleichsgruppe wurden 123 gesunde Dauerblutspender gleichen Alters und ähnlichen sozioökonomischen Status eingeladen, deren Mütter nicht im belasteten Gebiet gelebt hatten; 58 nahmen teil (36 gestillt, 22 nicht gestillt). Die mütterliche Dioxinbelastung zum Zeitpunkt der Empfängnis wurde aus den 1976 gemessenen Serumproben extrapoliert. Teilnehmende und verweigernde Mütter unterschieden sich nicht signifikant im TCDD-Serumspiegel (36 gegenüber 51,7 ppt; Median).
Ergebnisse: Die 21 gestillten Söhne exponierter Mütter (mediane mütterliche Dioxinkonzentration bei Empfängnis 19 ppt) hatten gegenüber den 36 gestillten Vergleichspersonen eine geringere Spermienkonzentration (36,3 gegenüber 86,3 Mio./ml; p = 0,002), Gesamtzahl (116,9 gegenüber 231,1 Mio.; p = 0,02), progressive Beweglichkeit (35,8 gegenüber 44,2 %; p = 0,03) und Gesamtzahl beweglicher Spermien (38,7 gegenüber 98 Mio.; p = 0,01). Bei den 18 flaschenernährten exponierten und den 22 flaschenernährten sowie den 36 gestillten Vergleichspersonen (mütterlicher Dioxinhintergrund 10 ppt) fanden sich keine Unterschiede. FSH war in der gestillten exponierten Gruppe höher (4,1 gegenüber 2,63 IU/l; p = 0,03; gegenüber flaschenernährten Exponierten 4,1 gegenüber 2,6 IU/l; p = 0,04), Inhibin B niedriger (70,2 gegenüber 101,8 pg/ml; p = 0,01; flaschenernährte Exponierte 99,9 pg/ml; p = 0,02). Betrachtet man alle 39 Exponierten gegenüber den 58 Vergleichspersonen, waren Konzentration (p = 0,01), Gesamtzahl (p = 0,03) und Zahl beweglicher Spermien (p = 0,05) vermindert. Neun gestillte Männer aus den beiden höchsten Quartilen (medianes TCDD 58,9 ppt) hatten niedrigere Konzentration (p = 0,0003) und Gesamtbeweglichkeit (p = 0,003) als die gestillten Vergleichspersonen; in den beiden niedrigsten Quartilen (unter 26 ppt; Median 13,1 ppt) fand sich nur eine geringere Konzentration (p = 0,05) bei 12 gestillten Männern. Das Dosis-Wirkungs-Modell erreichte keine Signifikanz. Estradiol, Testosteron, LH und die Spermienmorphologie unterschieden sich nicht. Die Autoren beschreiben eine Verringerung von Konzentration und Gesamtzahl um etwa 50 % und der progressiven Beweglichkeit um etwa 20 % und folgern, dass Exposition in utero und über die Muttermilch die Spermienqualität dauerhaft mindern kann [s176].
Stärken: eindeutig quantifizierte Dioxinexposition der Mütter aus dem Zeitpunkt des Unfalls, definierte Vergleichsgruppe, Auftrennung nach Stillstatus. Schwächen: sehr kleine Gruppen; Untergruppen von 9 bis 22 Männern; mehrfache Tests; Teilnahmequote bei der Samenuntersuchung nach Angabe der Autoren nur um 50 %; die Exposition in utero ist von der Exposition über die Muttermilch nur durch den Stillstatus zu trennen, und der Effekt zeigte sich ausschließlich bei gestillten Söhnen, nicht bei rein in utero Exponierten. Die Vergleichsgruppe bestand aus Blutspendern (Auswahl gesunder Männer). Die Autoren betonen selbst, dass heutige Dioxin-Hintergrundwerte (unter 2 ppt für TCDD bei Frauen von 20 bis 40 Jahren) weit unter den wirksamen Konzentrationen liegen.
Barrett 2011 [s170]. Window for dioxin damage: sperm quality in men born after the Seveso disaster (Environmental Health Perspectives, Rubrik Nachrichten). Der Eintrag ist ein Nachrichtenbericht zur Studie von Mocarelli [s176] und hat keinen Abstract; eigene Zahlen werden daraus nicht übernommen.
Sacco und Mitarbeiter 2026: Methylierung in Seveso-Männern [s14]. Dioxin, an endocrine disruptor, induces long term effects on DNA methylation in men after in-utero exposure (Minerva Endocrinologica). Fall-Kontroll-Ansatz mit 38 in utero exponierten Männern (Mütter mit medianem Serum-TCDD von 52,0 ppt zur Zeit der Exposition, 24,7 ppt in der Schwangerschaft) gegenüber 41 nicht exponierten Männern. Die Methylierung wurde mit dem Illumina Infinium MethylationEPIC BeadChip untersucht (Einzelsonden und Genregionen). Gefunden wurden Hypomethylierung der Genregion SPAG1 und eine leicht hypermethylierte Region mit Genen der HOXA-Familie (Schilddrüsen- und Skelettentwicklung); die Exponierten zeigten erhöhten epigenetischen Drift, aber keine signifikante epigenetische Altersbeschleunigung; im Blut fanden sich mehr Neutrophile und weniger natürliche Killerzellen. Die Befunde seien die ersten ihrer Art und stünden im Einklang mit der früher berichteten Verminderung der Samenqualität; die heutigen Hintergrundspiegel von 1,0 bis 2,0 ppt lägen weit unter den mit diesen Effekten verbundenen Werten [s14]. Einordnung: Die Studie misst Blut-DNA, nicht Spermien-DNA; die Verbindung zur Samenqualität ist eine Interpretation der Autoren. Nur Abstract verfügbar.
Guo und Mitarbeiter 2000: Vergiftung mit PCB und Dibenzofuranen in Taiwan [s205]. Semen quality after prenatal exposure to polychlorinated biphenyls and dibenzofurans (The Lancet). 1979 kam es in Zentral-Taiwan durch den Verzehr kontaminierten Speiseöls zu einer Massenvergiftung mit polychlorierten Biphenylen und Dibenzofuranen. 1998 wurden alle vorgeburtlich exponierten Jungen und geeignete Kontrollen zur ärztlichen Untersuchung eingeladen. Die Spermien der Exponierten hatten mehr abnorme Morphologie, verminderte Beweglichkeit und eine verminderte Fähigkeit, Hamster-Eizellen zu durchdringen. Ob dies zu verminderter Fekundität führt und wie die Befunde auf die Allgemeinbevölkerung mit Hintergrundbelastung zu übertragen sind, sei weiter zu klären [s205]. Der Abstract nennt keine Fallzahlen oder Effektgrößen; die Gesamtstudie führt diese Quelle als Vergleich Exponierter gegen Kontrollen.
2.3 Humane Keimbahn-Epigenetik
Drei weitere Arbeiten untersuchen Spermien oder Nabelschnurblut des Menschen auf molekulare Veränderungen. Sie sind als Brücke zu den Tierversuchen in Abschnitt 5 wichtig, weil sie zeigen, dass Rauchen und Alkohol beim Menschen Spuren in der Keimbahn hinterlassen, ohne zu zeigen, dass diese Spuren weitergegeben werden.
Jenkins und Mitarbeiter 2017 [s128]. Cigarette smoking significantly alters sperm DNA methylation patterns (Andrology). Fall-Kontroll-Vergleich von 78 rauchenden Männern und 78 Nie-Rauchern; jede Gruppe bestand aus 21 Männern aus der Allgemeinbevölkerung und 57 Männern aus der Kinderwunsch-Sprechstunde (Andrologielabor der Universität Utah). Rauchen bedeutete mindestens ein Packungsjahr. Samenanalyse nach WHO IV. Die Methylierung wurde mit dem Infinium Human Methylation 450 beadchip bestimmt. Rauchende Männer hatten bescheiden, aber signifikant verminderte Werte für Samenvolumen, Gesamtspermienzahl und Gesamtzahl progressiv beweglicher Spermien sowie einen grenzwertig signifikant erhöhten DNA-Schaden (p = 0,05). Global war die Methylierung unverändert; es gab aber 141 signifikant differenziell methylierte CpG-Stellen (104 davon, 74 %, hypomethyliert, 37 oder 26 % hypermethyliert; p < 0,0001), die in CpG-Inseln unter- und in Randregionen überrepräsentiert waren. Von den 141 Stellen (132 Gene) gehörten acht (6,1 %) zu Genen, die der frühembryonalen Demethylierung entgehen (etwa 2,7 % der Gene des Genoms; p = 0,05). Zudem zeigte sich ein Trend zu erhöhter genomweiter Varianz der Methylierung bei Rauchern. Die Autoren fordern Studien, ob diese Veränderungen auf Nachkommen und transgenerational weitergegeben werden [s128]. Schwächen: Querschnitt, Selbstauskunft zum Rauchen, Mischung aus Patienten und Allgemeinbevölkerung, Ausschluss von Männern mit weniger als 2 Mio./ml.
Ouko und Mitarbeiter 2009 [s182]. Effect of alcohol consumption on CpG methylation in the differentially methylated regions of H19 and IG-DMR in male gametes: implications for fetal alcohol spectrum disorders (Alcoholism: Clinical and Experimental Research). Spermien-DNA männlicher Freiwilliger wurde bisulfitbehandelt und an zwei differentiell methylierten Regionen (H19 und IG-DMR) durch Sequenzierung einzelner Klone analysiert; die Muster wurden mit dem Alkoholkonsum korreliert. Mit steigendem Konsum nahm die Demethylierung an beiden geprägten Loci zu, mit signifikantem Unterschied am IG-DMR zwischen Nicht-Trinkern und stark Trinkenden. CpG-Stelle Nr. 4 des IG-DMR war bei allen Teilnehmern bevorzugt demethyliert und zeigte zusammen mit der CpG-Stelle Nr. 7 des H19-DMR (innerhalb der CTCF-Bindestelle 6) in den Alkoholgruppen signifikant stärkere Demethylierung als in der Kontrollgruppe. Die Autoren vermuten, dass solche Veränderungen bei Weitergabe die Gendosis für die Entwicklung stören und Merkmale von Fetalen Alkoholspektrumstörungen hervorrufen könnten [s182]. Einordnung: Der Abstract nennt keine Teilnehmerzahl; die Studie ist klein und korrelativ, und die Übertragung auf Nachkommen ist reine Hypothese.
Laubenthal und Mitarbeiter 2012 [s169]. Cigarette smoke-induced transgenerational alterations in genome stability in cord blood of human F1 offspring (FASEB Journal). In 39 Familien aus Kreta (Griechenland) und dem Vereinigten Königreich wurde die Genomstabilität in Nabelschnur-, mütterlichem und väterlichem Blut sowie in Spermien mit dem Comet-Assay und konfokaler Auszählung von gamma-H2AX-Foci bestimmt. In der multivariaten Regression sagten vorkonzeptionelles väterliches Rauchen (Prozent DNA im Kometenschweif: P > 0,032; gamma-H2AX-Foci: P > 0,018) und mütterliches Rauchen in der Schwangerschaft (Schweif-DNA: P > 0,033) DNA-Schäden im Nabelschnurblut der F1-Nachkommen signifikant vorher; die passive Rauchexposition der Mutter war kein Prädiktor, was die Autoren als Hinweis auf eine Übertragung über das Spermiengenom deuten [s169]. Einordnung: Die Gesamtstudie führt die Quelle als Übersichtsarbeit, der Abstract beschreibt aber eine Primärstudie. Die Fallzahl ist klein; die P-Werte stehen im Abstract in der Schreibweise "P>", vermutlich als "P<" gemeint; sie werden wörtlich übernommen, aber nicht weiter bewertet. Nabelschnurblut-DNA-Schäden sind kein Fertilitätsmaß.