男性生育異常與染色體多態相關性分析

宋旭梅，王貴杰，隨瑞芝，王莉，詹福壽

(寧夏醫科大學總醫院醫學實驗中心，銀川 750001)

染色體多態性是指染色體在形態上發生微小變異，而人群中存在的染色體的這種微小變異多被認為是正常的，主要表現為13號、14號、15號、21號、22號染色體隨體增加，1號、9號、16號染色體次縊痕增加，9號間臂倒位，Y染色體異染色質區增加或減少等。研究發現：染色體的多態會影響人類的生殖功能，主要表現為無精子癥、少弱精子癥等男性不育以及女性的習慣流產、胚胎停止發育等生育異常[1-2]。因此，本研究通過對來我院就診生育異常的3 102 例男性患者的染色體核型結果進行分析，探討寧夏地區男性生育異常與染色體多態的相關性，為臨床上患者的遺傳咨詢及優生優育提供可靠的證據。

資料與方法

一、研究對象

選取2016年1月至2018年5月前來我院生殖醫學中心就診的明確診斷為男性生育異常3 102 例患者，年齡分布在18～42歲；臨床表型主要為少弱精子癥、無精子癥或精液正常而男性不育等。納入標準：(1)明確診斷為男性不育患者；(2)精液檢測至少兩次，且結果一致。排除標準：女性不孕致不育者。所有患者均簽署知情同意書。

二、研究方法

1.細胞培養：無菌條件下選用肝素抗凝管采集外周血2 ml，將0.5 ml接種于外周血淋巴細胞培養基中，上下顛倒混勻后放置于無CO2的37℃培養箱培養。

2.細胞收獲及顯帶：將上述細胞培養3 d后，加入濃度為20 μg/ml的秋水仙素60 μl，轉置37℃恒溫培養箱，繼續培養1 h，然后進行常規的細胞收獲、低滲-預固定-固定、56℃滴片、65℃烤片、吉姆薩顯帶。

3.染色體核型分析：每例患者采用德國ZEISS MetaSystems染色體自動掃描分析系統掃描60個分裂相，人工分析計數20個，至少分析5個核型，必要時行N/C帶加以幫助判斷。

4.精液分析：采用人工計數方法，參照《WHO人類精液檢查與處理實驗室手冊(第5版)》對患者進行常規精液檢測，根據精液結果分為正常組、無精子癥及少弱精子癥三組，比較三組間染色體多態性檢測情況。

三、統計學處理

應用統計學軟件SPSS18.0對數據進行統計分析。計數資料用率(%)表示，組間比較采用χ2檢驗，以P<0.05為差異有統計學意義。

結 果

一、患者染色體多態性的類型分布特征

在3 102 例男性生育異常患者中檢出染色體多態性核型588 例，總檢出率為18.95%(588/3 102)。染色體多態性分類及檢出占比具體見表 1。

二、染色體多態患者臨床表型分布及檢出情況

男性生育異常在臨床上主要表現為少弱精子癥、無精子癥及精液正常而不育等。本研究在2 741例明確診斷為男性不育但精液正常的患者中共計檢出染色體多態性核型502 例；在259例無精癥男性患者中共計檢出染色體多態性核型57例；在102例男性少弱精患者中共計檢出染色體多態性核型29例。染色體多態性臨床表型分布及檢出占比具體見表2。

表1 染色體多態性分類及檢出占比[n(%)]

表2 染色體多態性臨床表型分布及檢出占比[n(%)]

三、染色體多態與精液質量關系

無精子癥組、少弱精子癥組、精液正常組患者染色體多態檢出率分別為22.01%、28.43%、18.31%，少弱精子癥組顯著高于精液正常組、無精子癥組(P<0.05)，而無精子癥組與精液正常組比較，差異無統計學意義(P>0.05)(表3)。

表3 染色體多態與男性精液質量的關系[n(%)]

注：與少弱精子癥組比較，*P<0.05

討 論

近年來，隨著經濟、環境及人們飲食結構的改變，男性不育的比例呈逐年上升的趨勢。而導致男性生育異常的因素很多，其中遺傳因素在男性生育異常中占30%～40%[3]。研究表明：男性生育異常主要與精子生成障礙有關，Y染色體微缺失和染色體結構或數目異常對男性生育的影響已得到廣泛的認可，但染色體多態性對男性生育異常尤其是少弱精或無精的影響尚存在爭議。

染色體結構中異染色質區的微小變異被稱為染色體多態，以往觀點認為，存在于染色體異染色質區高度重復DNA序列，它不具有轉錄活性，因而由這些序列組成的染色體多態屬正常變異，在人群中沒有表型。目前許多研究的觀點認為，染色體異染色質區的變異可導致基因在位置上發生改變，甚至干擾減數分裂等過程造成同源染色體在配對上發生困難，產生不平衡配子等，這些改變使精子生成障礙，從而導致男性生育異常[4]。

本研究在3 102例明確診斷為男性生育異常患者中，染色體多態變異共檢出了588例，檢出率為18.95%(588/3 102)，這與國內相關文獻報道染色體變異參數(2.2%～33.3%)[5]一致。588例染色體多態男性生育異常患者中，Y染色體長臂異染色質區變異(Yqh+/qh-)最多，共270例，檢出率占多態性的45.92%(270/588)。研究表明：Y染色體長臂異染色質區上分布著與男性睪丸發育、精子形成及性別決定等有關的基因，Y染色體異染色質中DNA的高度重復和Y染色體部分遺傳物質的丟失可能會導致生精障礙及男性不育[6-8]。本文檢出大Y 60例，占多態性核型的10.20%(60/588)，檢出小Y 210例，占多態性核型的35.71%(210/588)。這與尚秋杰等[9]的相關文報道內容相一致，可見Y染色體長臂異染色質區變異與男性精子生成障礙之間有一定的關聯性，不能把該區域變異認為正常變異。

本研究中D/G組(包括13、14、15、21、22號染色體)共222例，檢出率占多態性的 37.76%，其中13染色體隨體區變異共43例，占7.31%(43/588)，14染色體隨體區變異共46例，占7.82%(46/588)，15染色體隨體區變異共34例，占5.78%(34/588)，21染色體隨體區變異共66例，占11.22%(66/588)，22染色體隨體區變異共33例，占5.61%(33/588)；D組與G組的多態性比例為1.24：1，這與陳競茜等[10]報道的D、G組變異比例一致。引起染色體D/G組(13、14、15、21、22號)隨體區的變異的主要原因是核糖體RNA(rRNA)的增多，核糖體RNA的增多會使染色體在隨體區，發生染色體不分離以及聯合、重排等變化。這些改變可能會引起精子生成基因缺失或斷裂，從而使精子生成減少或無精。本研究中222 例D、G組染色體隨體變異，臨床上表現為無精子癥患者259例檢出多態22例，檢出率為8.49%(22/259)，少弱精子癥患者83例檢出多態10例，檢出率為12.05%(10/83)。可見，D/G組染色體隨體區多態性變異與男性少精或無精等生育異常密切相關。

王桂玲等[11]研究表明，精子在質量方面的問題與染色體次縊痕增加之間有一定的關聯性。本研究發現1/9/16染色體次縊痕增加共67例，占總多態性的11.39%。染色體異染色質區重復DNA序列的增加是引起染色體次縊痕變異的主要原因，該區域的這種變化可能會對減數分裂的某個過程造成一定的影響，如同源染色體的配對困難，產生非平衡配子等[12]，從而導致不育。因此，男性染色體次縊痕增加可能導致男性少精或無精。9號染色體的臂間倒位不會導致遺傳物質的增加或缺失，但如果染色體倒位的位置處恰好有精子生成基因的分布，那么這種基因的位置改變極有可能會影響精子的生成。本研究共計檢出9號染色體臂間倒位(inv9)29例，檢出率占多態性的4.93%，這與郭東花等[13]研究結果一致。已有研究報道，9號染色體次縊痕的DNA序列毗鄰松弛素(RLX)基因，若9號染色體內部在位置上發生倒置，會下調毗鄰的RLX基因的表達，使RLX發揮的作用減弱，影響了男性精子與女性卵子結合的能力，從而使生殖發生障礙[14-15]。因此，9號染色體臂間倒位可能會引起男性生精障礙，進而引起不育。

此外，本研究根據男性生育異常的臨床表型，對明確診斷為少弱精子癥和無精子癥及精液正常的男性生育異常患者，進行染色體核型分析統計。結果顯示：無精子癥組、少弱精癥組染色體多態的檢出率分別為22.01%和28.43%，高于精液正常組(18.31%)，與路興軍等[16]研究結果相悖，考慮可能與地區、樣本選擇和樣本量有關。本研究無精子癥組、少弱精癥組染色體多態的發生率顯著高于張佳仕等[17]報道的多態發生率，可能與納入標準有關。本研究并未對女性生殖異常進行研究。因此在不同地區對生育異常男性患者進行染色體核型檢查具有重要的臨床意義。

綜上所述，染色體多態性與男性生育異常密切相關，臨床上對于男性生育異常，尤其是少弱精子癥和無精子癥患者要例行染色體檢查，重視染色體多態性的臨床效應，對生育異常的男性患者病因診斷及治療具有重要臨床意義。