特發性男性不育患者精子DNA完整性和精漿氧化應激水平之間的相關性分析

甄錦壯　曹健欣　麥福勁

【摘要】 目的 探析特發性男性不育患者的精子DNA完整性與精漿氧化應激水平之間的相關性。方法 148例特發性男性不育患者， 以精子DNA碎片指數（DFI）為分組依據， DFI<30%為低DFI組（103例）， DFI≥30%為高DFI組（45例）， 對比兩組精漿中的丙二醛（MDA）含量、總抗氧化能力（TAC）， 并分析精子DNA完整性與精液氧化應激指數的相關性。結果 高DFI組MDA含量（12.18±3.21）nmol/ml高于低DFI組的（8.02±2.16）nmol/ml， TAC水平（11.35±3.52）U/L低于低DFI組的（22.41±3.47）U/L， 差異有統計學意義（P<0.05）。DFI與精漿MDA含量呈正相關（r=0.573， P<0.01）， 與TAC呈負相關（r=-0.535， P<0.01）。結論 精漿氧化應激水平可影響精子DNA損傷， 精漿氧化應激可能是誘發特發性男性不育的重要機制。

【關鍵詞】 精子DNA完整性;氧化應激;特發性男性不育;相關性

DOI：10.14163/j.cnki.11-5547/r.2019.36.023

男性生殖道中的生殖細胞在正常的生理活動過程中， 會產生活性氧（ROC）等代謝產物， ROC的產生與清除需要借助非酶性抗氧化物成分以及抗氧化酶系統保持動態平衡， 低水平ROC對精子生理功能發揮著重要的影響作用[1]。當生殖道存在感染等因素時代謝增強， 精漿中ROC異常升高， 則會誘導產生氧化應激， 使精子存活率、活力等質量指標降低， 精子功能下降， 同時產生MDA等脂質代謝產物， 因此MDA、TAC為被用于評價氧化應激水平的指標[2]。也有相關研究指出精子DNA損傷是導致男性不育的重要原因[3]。基于此， 本研究對特發性男性不育患者DNA完整性與精漿氧化應激水平所存在的相關性實施如下分析， 以期為抗氧化藥物治療特發性男性不育提供理論依據。現報告如下。

1 資料與方法

1. 1 一般資料 選取2017年5月～2018年5月本院收治的148例特發性男性不育患者為研究對象， 所有患者均接受精子DNA完整性檢測， 以DFI為分組依據， DFI<30%為低DFI組（103例）， DFI≥30%為高DFI組（45例）， 低DFI組年齡28～41歲， 平均年齡（34.5±2.2）歲;高DFI組年齡26～43歲， 平均年齡（34.5±2.9）歲。所有患者均已排除患有生殖系統氧化損傷疾病， 兩組患者一般資料比較差異無統計學意義（P>0.05）， 具有可比性。

1. 2 方法

1. 2. 1 標本采集 入選研究對象在取精前須保證2～7 d的禁欲， 以手淫法采集精液， 并完整收集在專用取精杯中， 于37℃ 環境下孵育至液化， 1 h內進行檢測處理， 按照《世界衛生組織人類精液檢查與處理實驗室手冊》[4]第5版標準行精液常規分析， 經離心分離精子、精漿， 分別用于檢測精子DNA碎片化指數和精漿MDA、TAC。

1. 2. 2 檢測精子DNA碎片化指數 使用精子染色質擴散法對精子DNA碎片檢測， 采用深圳華康生物醫學工程有限公司生產的試劑盒， 在顯微鏡下計算400條精子， 統計大暈環、中暈環、小暈環、無暈環和退化的異常精子個數， 大暈環和中暈環表示精子核DNA完整， 小暈環、無暈環和退化表示精子核DNA斷裂。精子DFI=（小暈環+無暈環+退化精子）/400 ×100%。

1. 2. 3 精漿MDA含量與TAC測定 精漿MDA、TAC檢測所用試劑均由南京建成生物工程研究所生產。MDA檢測：取0.1 ml精液設為測定管， 并設置空白管， 使用硫代巴比妥酸比色法測定MDA含量， 并對所檢測的原始MDA值進行修正， 保證患者精子濃度均為20×106/ml。修正計算公式=原始MDA值/（精子濃度/20×106/ml）。TAC檢測：設定反應空白對照管， 采用比色法對TAC進行測定， 1個總抗氧化能力的表示：在37℃ 環境下， 每毫升樣本在每分鐘使反應體系的吸光度值每增加0.01時， 計算為1個總抗氧化能力單位。MDA與TAC的測定過程均嚴格按照試劑盒說明書實施操作。

1. 3 觀察指標 對比兩組患者精漿中MDA含量與TAC水平， 對DFI與精漿氧化應激水平之間的相關性進行分析。

1. 4 統計學方法 采用SPSS19.0統計學軟件處理數據。計量資料以均數±標準差（ x-±s）表示， 采用t檢驗。精子DNA完整性和精漿氧化應激水平之間的相關性使用Pearson相關分析， P<0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2. 1 兩組精漿中的MDA含量、TAC水平對比 高DFI組MDA含量高于低DFI組， TAC水平低于低DFI組， 差異有統計學意義（P<0.05）。見表1。

2. 2 精子DNA完整性與精液氧化應激指數的相關性分析Pearson相關分析顯示DFI與精漿MDA含量呈正相關（r=0.573， P<0.01）， 與TAC呈負相關（r=-0.535， P<0.01）。

3 討論

精子DNA是重要的遺傳信息載體， 而精子染色質結構的完整性是精卵正常受精以及胚胎發育的關鍵保證。精原細胞對各種應激因子十分敏感， 且精原細胞受損后的自我修復能力低下， 精子是高度簡化的細胞， 缺乏自我修復能力， 目前有大量研究證實， 精子DNA出現損傷的情況下， 對自然生育以及輔助生殖技術治療均會造成不良影響[5]。

在本次研究結果中， 高DFI組MDA含量（12.18±3.21）nmol/ml高于低DFI組的（8.02±2.16）nmol/ml， TAC水平（11.35±3.52）U/L低于低DFI組的（22.41±3.47）U/L， 差異有統計學意義（P<0.05）。DFI與精漿MDA含量呈正相關（r=0.573， P<0.01）， 與TAC呈負相關（r=-0.535， P<0.01）。對此結果產生的原因分析認為， 人類精子對氧化應激的敏感性較高， 在ROC處于正常生理濃度狀態下， 使精子的正常生理功能得到有效維持， 而ROC極易對精子膜的高濃度不飽和脂肪酸（PURA）形成攻擊， 當ROC水平過高則會導致精子膜通透性顯著增加， 對精子細胞內參與精子運動能力的離子濃度調節能力顯著減弱， 甚至喪失， 同時精子膜PURA與ROC產生脂類過氧化反應， 使PURA失去雙鍵結構， 精子膜流動性減弱甚至喪失， 精子結構受損， 最終使精子活力下降， 造成精子功能障礙， 嚴重情況下導致男性不育[6]。同時精子膜受損還造成精子核結構的損傷， 破壞DNA雙鏈結構， 精子DNA碎片化指數升高[7]， 使精子細胞凋亡率上升， 精子受精能力下降及受精后形成的胚胎染色質異常率升高， 影響胚胎發育潛能， 從而導致早期流產和不育。MDA屬于脂質過氧化后產生的分解產物， 其含量能夠反映出機體ROC含量以及其所造成的脂質過氧化程度;而TAC主要反映的是精漿抗氧化能力的總體水平， 由此表明DFI過高患者， 精液中脂質過氧化反應越強， MDA含量會相應升高， 同時TAC水平下降會導致精液氧化應激反應增強， 所以對精子膜結構造成破壞、完整性受損， 精子運動能力隨之下降， 精子正常功能也隨之受到影響[8-10]。

綜上所述， 精漿氧化應激作用可增加精漿中MDA含量， 導致精子DNA損傷， 且DFI與MDA含量呈正相關， 與TAC呈負相關， 提示精漿氧化應激可能是誘發特發性男性不育的重要機制， 應當進一步對氧化應激治療特發性男性不育的開展深入研究。

參考文獻

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[收稿日期：2019-03-27]