精液高黏稠性的研究進展*

吳永明，王志強（廣西醫科大學第一附屬醫院人類精子庫，南寧530021）

生理情況下，射出體外的精液液化后仍表現出一定抗張強度，稱為黏度，這是精液作為非牛頓流體的一種固有屬性。當精液黏度過高，呈現黏稠狀態時，稱為高黏稠性精液（seminal hyperviscosity，SHV）。文獻報道SHV發生率在12%～29%之間［1］。Elia等［2］在一組SHV發生率約為26%的不育人群中，根據拉絲長度將黏稠度分成3級（輕度：2～4 cm，中度：4～6 cm，重度：＞6 cm），其中輕、中和重度比例分別為13.1%、6.6%、6.4%。SHV不但使實驗室檢測和處理過程變得困難，還可通過束縛精子活動、損傷精子結構和功能等方式導致生育力降低。本文主要就SHV的誘因、危害、實驗室診斷及處理進行綜述，為開展SHV研究提供資料。

1 SHV的誘因

1.1 精漿生化因子 精漿主要由附屬性腺（包括附睪、精囊、前列腺及尿道球腺）分泌的液體組成，占精液體積90%以上。精漿成分對促進精子成熟、游動、核濃縮/解聚、防止活性氧（ROS）攻擊以及改善宮頸粘液環境等非常重要。附屬性腺器官功能減退/障礙所致的分泌功能異常，會引起精漿生化因子水平變化或組成比例失衡，引起SHV。Mendeluk等［3］在SHV精漿中檢測到豐富的連接有二硫鍵和寡聚糖鏈的肽核（the peptide core），提示這些高度組織化蛋白質網絡可能有助于精液高黏稠性形成。Emami等［4］分析精漿組織激肽釋放酶家族（KLKs）表達譜，發現液化異常組KLK2、3、13和14表達水平降低，SHV組KLK1、2、5～8、10、13和14下降，提示部分KLKs可能同時參與SHV和液化異常；有趣的是，作為降解凝膠蛋白關鍵的酶，KLK3濃度在SHV組正常，僅液化延遲組降低，與之前報道的精漿KLK3在SHV精液中降低的結果存在沖突［5］。其他精漿生化因子如鋅、果糖、堿性磷酸酶（ALP）及葉酸（folic acid）等也被報道與SHV發生有關［6-8］。但是文獻的研究結果并不完全一致，提示生化因子在SHV發生過程中角色的復雜性，甚至可能仍有未知的生化因子在該生理現象中發揮作用。

1.2 感染與炎癥 泌尿生殖系統感染后，微生物侵襲引起的炎癥和免疫反應、白細胞增多可對附屬性腺功能和精液質量產生損傷，并且常伴隨精液黏稠度增高或液化不良現象。有學者認為這種現象可能與溶菌酶缺乏、炎癥因子和免疫抗體有關［9-11］。但Munuce等［12］研究未發現SHV和微生物種類或數量、白細胞和抗精子抗體之間存在關聯。感染伴隨SHV的另一機制可能基于中性粒細胞胞外誘捕網（neutrophil extracellular traps，NETs）效應［13］。NETs是中性粒細胞壞死或凋亡后DNA組成的三維纖維網絡，其既能捕獲固定精液中微生物，又能夠束縛精子游動，使精子在擺脫NETs糾纏時消耗過多能量。當精液NETs增多，DNA酶被大量消耗，導致精漿酶類降解水平不足時，黏稠性容易增高［14］。

1.3 ROS因素 氧離子、自由基和過氧化物等活性物質統稱為ROS。生理濃度的ROS在精子獲能、頂體反應和受精過程中發揮重要作用。當ROS含量過高，超過精液抗氧化體系的還原能力時，引起的氧化應激（oxidative stress，OS）反應會導致精子膜脂質過氧化、DNA及線粒體損傷［15］。研究顯示SHV精漿中能夠檢測出較高的ROS水平［16-17］；同樣，作為ROS攻擊細胞膜產生的脂質過氧化產物，丙二醛（MDA）在SHV精液中也相應升高［18］，提示ROS可能是SHV的貢獻因素。ROS促使SHV形成可能基于以下機制：（1）有助于精液中粒細胞形成NETs；（2）有助于精漿蛋白質氨基酸氧化修飾，形成二硫鍵，引起蛋白質-蛋白質交聯聚合；（3）高水平的MDA導致蛋白質溶解度降低，部分醛基分子與膜蛋白反應并改變其結構，導致蛋白質之間相互作用改變［16］。

1.4 遺傳因素 Rossi等［19］報道SHV患者囊性纖維化跨膜電導調節基因（CFTR）中（TG）mTn等位基因變異頻率較高，CFTR基因序列變異可能構成該病遺傳基礎，SHV可被認為是囊性纖維化“最小臨床表現”。Marques等［20］運用高通量測序技術分析KLKs和WFDCs基因家族編碼區和非編碼區，發現2個基因家族部分位點單核苷酸多態性（SNP）與SHV相關。另一篇報道中，他們運用HLA*PRG：LA軟件分析人類白細胞抗原（HLA）變異與男性不育關系，發現HLAⅠ和HLAⅡ等位基因型均與SHV表型相關［21］。與其他致病因素不同，遺傳因素導致的SHV可能表現為附屬性腺功能正常，無感染或炎癥癥狀，并且藥物治療效果不佳，因此臨床治療存在一定程度的挑戰。

2 SHV對精子質量的影響

精子運動能力是保證精子穿過宮頸黏液、精卵相互作用和受精的關鍵因素。研究顯示SHV與精子運動參數，如運動性、速度和運動線性呈負相關，這可能由于SHV精液中的纖維和黏塊狀物質產生的捕獲效應（trapping effect）對精子運動產生限制作用［14］。Mendeluk等［22］發現，與正常黏稠度精液相比，高黏稠度精液中活動精子頭部側擺幅度（ALH）較小，對上游處理反應更好，并且精子ATP含量更高，提示SHV中的精子運動性受到限制，受限的精子ATP消耗相對較少。另外，SHV精漿中鋅、果糖等生化因子和ROS水平的變化也可能是少弱精子癥的相關因素。除降低精子活力，SHV對精子質量影響還體現在結構和功能方面，如SHV精漿中高水平ROS容易使精子處于氧化應激狀態，導致精子膜脂質過氧化、精子DNA碎片率增高、染色質穩定性改變及線粒體等亞細胞結構損傷［23］。

3 SHV對生育力的影響

精漿能改善精子穿過宮頸黏液的能力，并且在穿透宮頸黏液后維持精子運動中發揮積極作用。SHV的捕獲效應能使精子在女性生殖道中游動變得困難，消耗精子過多能量。另外，黏稠精液中精子表面含量豐富的糖蛋白（這些蛋白質多數由附屬性腺合成分泌進入精液，隨后整合入精子膜）在精卵結合過程中，能干擾精子與透明帶的識別和頂體反應，導致受精率降低和胚胎發育失敗。在實施ART技術過程中，研究已表明SHV精液可引起控制性卵巢過度刺激（COH）和宮內人工授精（IUI）的不良結局，降低IVF/ICSI的受精率、妊娠率、著床率，并損害胚胎發育［24］。這可能主要歸結于以下幾種原因：（1）SHV精液處理困難，通過密度梯度離心無法獲取足夠數量的精子；（2）結構和功能受損傷的精子導致不能受精或胚胎發育失敗；（3）高黏稠精液中負責高黏度流變行為的糖蛋白分子影響精子獲能和頂體反應，導致ART不良結局。提示SHV可以作為ART不良結局、胚胎發育異常以及妊娠失敗的預測指標。

4 精液黏稠度檢驗與處理

4.1 黏稠度實驗室檢驗 WHO手冊第5版推薦2種簡易半定量評估方法：（1）吸管法：用一次性廣口徑塑料吸管吸入精液，借助重力滴下，若形成超過2 cm的拉絲，為黏稠度過高；（2）玻璃棒法：將玻璃棒插入精液后提起，若拉絲長度超過2 cm，為黏稠度過高。吸管法和玻璃棒法均為半定量的診斷方法，目前在男科實驗室被廣泛采用。但是這2種方法均不能準確測量精液黏稠度，如需精準測量，應建立一種可廣泛使用并以黏度國際單位（毫帕斯卡·秒，mPa·S）表示結果的方法。旋轉式黏度計和毛細管黏度計目前已被用于研究精液的流變學特征［16］。黏度計雖然具有快速、客觀及定量的優點，但分析過程會消耗較多的精液（至少0.5 ml），作為體積有限的標本，特別在應用于輔助生殖技術（ART）時，推廣有所限制。為克服此缺點，Rijnders等［25］報道一種簡便的方法，通過計算精液填充到精子計數池所需時間，定量評估黏度，此法適用于約89%的精液標本，但仍有11%的黏稠標本存在填充時間過長或精液標本無法填充現象。總的來看，這些定量方法目前臨床運用不多，可能與醫學界對精液黏稠指標評估不夠重視、定量評估黏稠度耗時費力有關。

4.2 精液黏稠度與不液化/液化延遲的鑒別 精液黏稠度與液化狀態均屬于精液外觀特征，由于WHO手冊將兩者均歸類為初步肉眼觀察項目，同時對高黏稠精液和不液化/液化延遲標本在檢測前的預處理方法相同，容易被初學者混淆。其實，兩者內涵和實驗室診斷方法差異很大。黏稠度用于描述精液的流變學特征，特點是精液表現為質地均勻的外觀，黏稠度不隨放置時間變化而變化。而液化是一種蛋白質水解過程，主要指精液凝固后在一系列水解酶等液化因子作用下將束縛精子運動的凝膠蛋白等物質降解。檢驗方法上，高黏稠度診斷主要依據為載有精液的塑料吸管或玻璃棒在提起時能形成大于2 cm的拉絲，評估時機在液化過程完成之后進行。而液化評估有時間限制，主要憑肉眼在一定時間段內觀察精液呈團塊的膠凍樣物質是否變得均質和稀薄，有時需要在顯微鏡視野下觀察精子運動是否受限，評估結果可分為液化、延遲液化和不液化3種狀態。

4.3 SHV實驗室處理 SHV對檢測結果和臨床使用均有影響，因此，需要采用合適的處理技術（包括物理和化學方法）降低黏稠性。WHO第5版推薦的方法有3種：（1）加入等體積生理培養液后用加樣器反復吹打；（2）精液反復緩慢地通過接在注射器上的18/19號鈍性針頭（6～10次）；（3）應用菠蘿蛋白酶消化處理。其他已被報道的方法還包括使用α-糜蛋白酶和胰蛋白酶等水解酶緩解精液黏稠性［26］；最近，有報道對合并感染的高黏稠精液，使用外源性DNaseⅠ處理后可顯著提高精子質量［27］。以上處理方法一方面有助于在精液分析過程中獲得準確的檢驗結果，指導臨床治療策略；另一方面，在實施ART技術中，對回收精子、提高體外受精率也起到至關重要的作用。需要注意的是，這些處理方法對精子結構和功能可能產生影響，其潛在的風險仍需要進一步評估。

5 SHV的臨床治療

臨床治療中，基于病因以及SHV類型不同，SHV治療可分為抗炎、抗氧化、補充微量元素等治療方案。緩解黏稠性藥物包括服用如維生素、阿司匹林、胰蛋白酶等；合并生殖道/附屬性腺感染患者可聯合左氧氟沙星等抗生素治療。研究表明抗生素治療輕度SHV程度患者效果較為明顯，但對中、重度SHV的治療僅能顯示出一定的改善，治療效果不理想［2，17］。另外，隨著中醫學的發展、中西醫結合研究快速推進，一些中藥、中成藥或中醫技術在治療精液高黏稠性方面也取得一定效果。

6 總結

SHV可由感染、炎癥、附屬性腺功能障礙、OS和遺傳等多種因素引起，并通過束縛精子游動、損傷精子結構和功能等方式降低受精率、妊娠率，引起胚胎發育不良。前期研究雖然取得一定成果，但SHV發生和導致不育的機制仍未完全闡明，部分研究結果還存在爭議。因此，未來有必要從新的視角開展更深入的研究，包括發生分子機制、實驗室對黏稠度分級的精準診斷、臨床精準治療等，以更清楚地闡明SHV形成過程以及損害生育力的生理機制。