多重对应分析在评价男性不育与氟暴露关系中的应用.docx

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多重对应分析在评价男性不育与氟暴露关系中的应用

多重对应分析在评价男性不育与氟暴露关系中的应用石修权1，刘丹1，王海燕1，王克跃2，余静3，邹焰1（563099贵州遵义，遵义医学院公共卫生学院1流行病与卫生统计学教研室，2卫生毒理学教研室；561000贵州安顺，3贵航集团302医院体检科）[摘要]目的探讨多重对应分析（multiplecorrespondenceanalysis,MCA）方法在评价氟暴露与男性不育关系中的应用。

方法调查收集贵州省208例农村男性居民的用煤情况、氟斑牙情况、生育情况等资料，整理成三维列联表，采用MCA分析其生育情况及用煤情况、炉灶改良、氟斑牙程度等之间的关系。

结果中度及以上氟斑牙、从未怀过、常用煤且炉灶改良、无小孩但怀过同在第一象限；常用煤且炉灶未改良、可疑或轻度及以下氟斑牙与有小孩无流产同在第二象限；有小孩曾有流产独在第三象限；牙齿正常、与很少用煤同在第四象限。

结论1.我省部分男性村民的生育情况与其用煤情况、氟斑牙程度等因素有明显对应关系和较强的关联性，提示高氟暴露为男性不育的危险因素。

2.MCA能直观给出氟暴露与生育情况等变量间的联系，可作为病因探索的重要工具。

[关键词]多重对应分析；不育；氟暴露；关联性[中图分类号]R698+[文献标志码]AApplicationofmultiplecorrespondenceanalysestoaccesstherelevancebetweenmaleinfertilityandfluorineexposureShiXiuquan1,LiuDan1,WangHaiyan1,WangKeyue2,YuJing3,ZouYan11DepartmentofEpidemiologyandHealthStatistics,2DepartmentofHealthToxicology,SchoolofPublicHealth,ZunyiMedicalCollege（Zunyi563099,China）;3DepartmentofPhysicalExamination,302Hospital,ChineseAviationIndustryCorporationofGuizhou（Anshun561000,China）[Abstract]ObjectiveToexploretheapplicationofmultiplecorrespondenceanalysis（MCA）toaccesstherelevancebetweenmaleinfertilityandfluorineexposure.[基金来源]贵州省科技厅基金（黔科合J字[2009]2322号）；贵州省科技厅、遵义医学院、遵义市科技局联合基金（黔科合J字LKZ[2010]32号）；贵州省卫生厅优秀医学青年科技人才基金（gzwkj2010-2-001）资助。

[通讯作者]石修权，电话（0852）8609551，E-mail:

xqshi@zmc.edu.cnMethodsThesurveycollectedthedataof208malecasesabouttheircoalused,dentalfluorosis,fertilitysituation,etc.inruralregionsinGuizhouprovince,andathree-dimensionalcontingencytablewasbuilt,thenMCAwasofferedtoanalyzetheirrelevance.ResultsModerateandabovedentalfluorosis,neverbeenpregnant,oftenusedcoalandstoveimprovement,andnochildrenbutpregnantwerealllocatedinthefirstquadrant;dotsofoftenusedcoalbutunimprovedstoves,suspiciousdentalfluorosis,mildandbelowdentalfluorosis,hadchildrenwithoutabortionwerecloseandalllocatedinthesecondquadrant;normalteethandseldomusedcoalwerenearinthefourthquadrant;whilenocharacterswerefoundtocorrespondwithhadchildrenwithabortionsinthethirdquadrant.ConclusionAsignificantcorrespondenceandrelevancewasexistedbetweenfertilitysituations,coalusedanddentalfluorosisinmaleruralresidentsinGuizhouprovincewhichsuggestedthatfluorineexposurewasariskfactorformaleinfertility.Moreover,MCAcanshowtherelevanciesbetweenfluorineexposureandfertilitysituationintuitively,soitwasanimportanttoolinetiologyexploring.[Keywords]Multiplecorrespondenceanalysis;Infertility;Fluorineexposure;RelevanceSupportedbytheProgramofScienceandTechnology（ST）FoundationofGuizhouProvince（J[2009]2322）;UnitedFundsofSTDepartmentofGuizhou,ZunyiMedicalCollege,STBureauofZunyi（J-LKZ[2010]32）,Excellent-Medical-Young-TalentFundofHealthDepartmentofGuizhou（gzwkj2010-2-001）Correspondingauthor:

ShiXiuquan,Tel:

86-852-8609551,E-mail:

xqshi@贵州省近年来致力于改炉降氟，取得了较大的成绩，但限于经济条件，能源结构很难改变，煤烟型氟中毒目前仍为全国最典型地区。

动物实验证实长时间的氟暴露具有生殖毒性，而人群资料相对比较缺乏，煤烟型氟暴露与人群不孕不育的关系仍待从不同角度进一步证实。

另一方面，对应分析（correspondenceanalysis,CA）亦称相应分析或关联分析，它是基于R型和Q型因子分析（factoranalysis,FA）的基础上发展起来的一种多维图示技术和多元统计分析方法[1-2]。

简单CA只能用于行、列分类变量都只有一个的情况，当研究的分类变量超过两个时，采用多重对应分析（multiplecorrespondenceanalysis,MCA）更合适，它通过分析定性变量的交互汇总表来揭示不同变量的各类别或同一变量之间的对应关系。

MCA目前应用于医药卫生、地质、经济等多个领域，但尚未见其在氟暴露与男性不育关系评价方面的报道。

本研究采用流行病学调查收集贵州省部分地区男性人群的煤烟型氟暴露及生育状况等相关资料，并通过MCA方法分析男性不育与氟暴露之间的关系，为寻找氟与男性不育的关系提供实用的分析方法和新的依据。

1资料来源与方法1.1研究对象世居贵州或暂住5年以上的成年已婚男性208名，其中94名来自贵州省的氟中毒较严重的毕节地区，114例来自我省遵义市、黔东南州、安顺市等氟中毒轻微地区。

全部男性均为婚后同居2年或以上，未长期采取避孕措施且性生活正常者。

1.2研究方法1.2.1资料收集方法采用统一的自制氟与生育情况调查表，对成年已婚男性人群进行流行病学调查，收集男性人群一般情况，家庭婚育史等，并重点调查收集人群相应生活环境用煤情况，炉灶改良情况及婚育相关等情况。

1.2.2氟斑牙的判断调查完后检查牙齿，采用Dean氏法氟斑牙的分类标准[3]，判定患者是否有氟斑牙及其严重程度。

1.2.3不育的判断标准如夫妇婚后两年未生育小孩且曾前往医院诊治者，则根据病历并参照人类精液分析手册[4]（WHO第4版）标准判断精液质量是否异常，异常者则判为不育。

限于家庭经济条件暂未到医院检查者，以婚后两年以上有不育事实认定，但下列情况除外①女方原因引起的不孕②夫妻感情问题明显③暂无生育意愿而避孕者。

1.3统计分析方法Epidata录入建立数据库后，运用SPSS18.0软件进行MCA并绘出对应分析关系图，分析氟暴露与生育情况之间的关系。

2结果2.1人群氟暴露情况生活居住环境调查结果显示，家里经常使用煤的比例为148/208=71.2%；一般用金沙煤（一种燃烧后可在空气中产生较多含氟烟尘的煤）或当地自产的煤。

在经常用煤的家庭中，家用炉灶得到了很好地改良（很好地改良指房子的密闭性比较好的情况下，用烟筒较彻底地将煤烟排出室外，家中室内极少闻到煤烟味）的比例为78/148=52.7%。

经现场检查，按照Deans六级分法，208人的氟斑牙情况为：

正常80人、可疑50人、极轻度16人、轻度20人、中度26人、重度16人。

由于生育情况我们细分成四种情况，此处将氟斑牙程度也合并为四个等级（极轻度加轻度合称轻度及以下，中度加重度合称中度及以上）纳入MCA分析和作图（见表1）。

2.2人群婚育情况该调查样本的总不育率为12/208=5.77%，按照夫妻有没有小孩以及其妻子有无自然流产情况我们细分为了四种具体情形，分别是：

有小孩无流产、有小孩曾有流产、无小孩但怀过、从未怀过（见表1）。

2.3MCA分析结果MCA关联图显示，中度及以上氟斑牙、从未怀过与常用煤且炉灶改良、无小孩但怀过同在第一象限；常用煤且炉灶未改良、可疑及轻度及以下氟斑牙与有小孩无流产同在第二象限且相隔较近；有小孩曾有流产独在第三象限，找不出与之对应的人群特征因素；而牙齿正常与很少用煤同在第四象限距离亦较近（见图1）。

表1用煤与炉灶改良、氟斑牙及生育情况汇总结果用煤与炉灶改良氟斑牙情况家庭生育状况合计有小孩无流产有小孩有流产无小孩但怀过从未怀过很少用煤正常2651133可疑1120013轻度及以下721010中度及以上31004常用煤且炉灶改良正常2533031可疑1100112轻度及以下1011012中度及以上1912123常用煤且炉灶未改正常1330016可疑2230025轻度及以下1120114中度及以上1050015合计1682884208图1用煤与炉灶改良、氟斑牙及生育情况MCA关联图3讨论3.1MCA在判断关联性中的优点在FA中，对样品和对变量的分析方法往往是相互对立的，必须分别进行处理，MCA综合了R型和Q型FA的优点，是FA在同时分析样品间内在联系和样品属性时的改良方法，它省去了因子旋转等复杂的数学运算及中间过程，可把多个变量列联表的行和列中各元素的比例结构以点的形式展现到同一张MCA关联图上[5]，从而直观明了地展示出样品的类别及其属性之间的对应关系，因此MCA是一种简单、直观、方便的多元统计方法。

诚然，研究分类变量间关系时也可采用Pearson列联系数,但Pearson列联系数只能提示各属性间有无关系,很难进一步分析其内部之间的关系，而MCA可以直观地通过因子载荷图使行、列因素间关系得以展示，在揭示变量间的关联性方面具有Pearson列联系数无法比拟的优点。

3.2人群氟暴露及其与生育情况的关系调查结果表明，中度及以上氟斑牙、从未怀过、常用煤且炉灶改良与无小孩但怀过同在第一象限相隔较近，反映出氟暴露严重的人群，生育不正常甚至不育的可能性更高；常用煤且炉灶未改良、可疑和轻度及以下氟斑牙，与有小孩无流产同在第二象限，提示氟暴露较轻的人群，生育能力一般改变不大，不正常妊娠流产的可能性也较低；牙齿正常、与很少用煤同在第四象限距离很近，即在很少用煤的家庭也很少见到氟斑牙，提示该地氟斑牙主要是燃煤型氟暴露造成的；而有小孩曾有流产找不出与之明显对应的人群特征因素，这可能和本次调查用煤和炉灶改良、氟斑牙、生育情况等划分还不够详细、调查的样本量还不足够大等因素有关。

我省部分男性人群的用煤和炉灶改良、氟斑牙、生育情况等因素有较强的关联性，其实质上反映的是生育可能受到用煤和炉灶改良、氟斑牙等因素的影响。

不正常生育（含从未怀过或虽怀过但流产等导致无小孩）与在氟斑牙中度及以上人群中发生最严重，提示了严重的氟暴露不但造成了对牙齿的危害,还具有明显的人群生殖毒性，这与Dhar等的报道一致[6]。

所以我们应该及早采取针对性的防控策略和措施，比如彻底改炉、改变燃料结构等去全面降低男性人群的氟暴露，阻止氟对生育的危害，从而阻断二者的联系。

本研究主要探讨男性不育与煤烟型氟中毒间的关系，通过MCA发现了其间较大的联系。

显然，除开氟暴露以外，吸烟、饮酒、职业、或其他有害物质接触史都可影响男性人群的生育能力。

限于MCA能够探讨的因素有限，不能把上述因素逐一分析，这也是本研究的局限之处，今后可通过logistic回归等方法进一步探讨来解决和补充。

3.3MCA软件实现、结果阅读和注意事项MCA在统计软件中较容易实现。

以SPSS软件为例，MCA的操作是：

AnalyzeDataReductionOptimalScaling，系统默认的就是做MCA，选择要分析的变量并其取值范围，其他一般采用默认设置[2,7]，几乎无须修改预定义对话框。

MCA结果输出中有许多表格，可用于核查数据和判断区分度，关注价值一般不大，只需通过MCA图即可形象直观地判断几种类别之间的对应关系。

阅读MCA图的方法是，从图形中心点（0,0）出发，若代表列变量的点，与代表行变量的点距离较近且在同一方位上，则表明变量间有较强的关联性；若不在同一方位或距离较远，则表明它们关联性很弱或无关联性。

值得注意的是，阅读MCA关联图时，必须紧密结合专业知识，因MCA关联图虽简单直观，但不能精确定量，关联强弱仅凭图形难以决断，因为判断标准可能随研究问题不同而改变。

此外当变量过多时，变量的分类点交叉重合时可能难于看清事实真相。

综上，本研究将MCA用于氟暴露与男性不育的关系研究，直观揭示了氟暴露与不育间存在对应关系，这是Pearson列联系数和FA所不能比拟的。

研究结果同时提示MCA可作为探索性研究的有力工具，尤其可用于帮助研究人员寻找病因线索。

参考文献：

[1]CadoretM,LS,PagsJ.MultidimensionalScalingVersusMultipleCorrespondenceAnalysisWhenAnalyzingCategorizationData.InbookClassificationandMultivariateAnalysisforComplexDataStructures（Part6）[M].Springer,2019,301-308.[2]李克均,冯丽云,时松和,等.多重对应分析及其在工作满意度研究中的应用[J].中国卫生统计,2007,24

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19-21.[3]王连方.氟斑牙的几种Dean氏分类法浅析[J].地方病通报,2007,22

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71-73.[4]曹泽磊,朱亮.精子功能检测在辅助生殖中的应用[J].中国优生与遗传杂志,2019,19

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136-138.[5]李丽霞,邹宇华,郜艳晖,等.对应分析在研究地区与疾病分布情况中的应用[J].数理医药学杂志,2006,19（3）:

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350-355.[7]段艳霞,王忆勤,付晶晶,等.多重对应分析在中医大样本分类变量相关性分析中的应用[J].数理医药学杂志,2010,23

（1）:

65-66.