精子DNA碎片指數(shù)和高可染性指數(shù)對(duì)男性不育患者生育能力的診斷效能

劉貞輝,張 琳,王紅燕,楊愛軍

(濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院,山東 濟(jì)寧 272029)

世界范圍內(nèi)育齡人群不育癥發(fā)病率為8%～15%,其中30%～50%歸因于男性[1],且與男性精子質(zhì)量不斷下降有關(guān)[2-4]。精子是遺傳物質(zhì)的載體,精液常規(guī)參數(shù)分析是評(píng)價(jià)男性生育力的重要標(biāo)準(zhǔn)。目前臨床多以精液檢驗(yàn)參數(shù)作為男性不育癥診斷依據(jù)。但臨床中發(fā)現(xiàn)小部分(約15%)不育男性的精液常規(guī)指標(biāo)并未出現(xiàn)異常[5],這在一定程度上影響了臨床診斷的準(zhǔn)確性。在精子形成期間,精子核染色質(zhì)結(jié)構(gòu)成熟完整與否對(duì)于能否正常受孕以及將遺傳物質(zhì)傳遞至下一代均起到關(guān)鍵性作用。其中,精子DNA碎片指數(shù)(DNA-Fragmetation-Index,DFI)能夠準(zhǔn)確反映精子核染色質(zhì)單鏈或者雙鏈斷裂情況;精子高可染性指數(shù)(High DNA Stainability,HDS)指未完全縮合的不成熟精子占比,能夠反映精子的成熟度[6]。精子DNA損傷或不成熟將降低精子的受精能力[7-8]。檢測(cè)精子DNA的完整性與成熟度是從分子層面科學(xué)評(píng)估精液質(zhì)量的重要手段。因此,本研究分析精子HDS和DFI對(duì)男性不育癥的診斷效能。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2020年4月至2023年4月在我院治療的不育癥男性患者87例為觀察組。病例納入標(biāo)準(zhǔn):年齡25～45歲;夫妻正常性生活未避孕1年以上,女方未孕者;臨床資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn):男性合并染色體核型異常、Y染色體微缺失等遺傳疾病;男性患有性功能障礙疾病;男性有生殖系統(tǒng)外傷史;男性患有精索靜脈曲張、隱睪、附睪損傷、阻塞性無精子癥等疾病;男性患有惡性腫瘤、血液系統(tǒng)疾病、免疫系統(tǒng)疾病、嚴(yán)重高血壓、糖尿病等;男性有長(zhǎng)期吸煙史或酗酒史;女方年齡≥45歲,或女性有明確不孕因素。另選取同期體檢健康的同年齡段男性80例為對(duì)照組。兩組一般資料比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05),見表1。本研究已獲醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn),入組者均知情同意。

表1 兩組一般資料比較

1.2 研究方法

1.2.1 精液樣本采集:兩組均禁欲3～7 d后手淫取精,存于取精杯內(nèi),置于37 ℃恒溫箱15～30 min至完全液化后進(jìn)行檢測(cè)。

1.2.2 精液參數(shù)檢驗(yàn):按照WHO《人類精液檢查與處理實(shí)驗(yàn)室手冊(cè)》(第5版)[9]標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)各項(xiàng)精液參數(shù)。①采用CASA系統(tǒng)分析精子總數(shù)、濃度及活動(dòng)率、a+b級(jí)活動(dòng)力、精子運(yùn)動(dòng)直線速度、鞭打頻率等精液常規(guī)指標(biāo)。②采用Diff-Quick 染色法制備涂片,普通光學(xué)顯微鏡下10×100倍油鏡觀測(cè)200個(gè)以上精子形態(tài)。精子正常形態(tài)率≥4%。③精子DFI與HDS檢測(cè):利用BD Accuri C6流式細(xì)胞儀,采用吖啶橙染色法檢測(cè)DFI與HDS,每份精液樣本檢測(cè)5000個(gè)以上精子,正常DFI與HDS臨界值均≤15%。

2 結(jié) 果

2.1 兩組各項(xiàng)精子參數(shù)比較 見表2。觀察組精子液化時(shí)間、DFI、HDS高于對(duì)照組,其他常規(guī)參數(shù)低于對(duì)照組(均P<0.05)。

表2 兩組各項(xiàng)精子參數(shù)比較

2.2 精子DFI、HDS與常規(guī)參數(shù)相關(guān)性分析 見表3。精子DFI和HDS與精子活動(dòng)率、a+b級(jí)活動(dòng)力、精子運(yùn)動(dòng)直線速度、精子運(yùn)動(dòng)曲線速度、平均路徑速度、正常精子形態(tài)率呈負(fù)相關(guān)(均P<0.05)。

表3 精子DFI、HDS與常規(guī)參數(shù)的相關(guān)性

2.3 精子常規(guī)參數(shù)及DFI、HDS對(duì)男性不育癥的診斷效能 見表4、5。精子總數(shù)、精子濃度、精子活動(dòng)率、a+b級(jí)活動(dòng)力、精子運(yùn)動(dòng)直線速度、精子運(yùn)動(dòng)曲線速度、平均路徑速度、正常精子形態(tài)率及聯(lián)合檢測(cè)對(duì)男性不育癥均有一定的診斷效能。相對(duì)于精子常規(guī)參數(shù),DFI、HDS單獨(dú)及聯(lián)合對(duì)男性不育癥的診斷效能更高,且聯(lián)合高于單項(xiàng)。

表4 精子常規(guī)參數(shù)對(duì)男性不育癥的診斷效能

表5 精子DFI、HDS對(duì)男性不育癥的診斷效能

3 討 論

精子是遺傳物質(zhì)的載體,精液檢測(cè)指標(biāo)與不育癥密切相關(guān),對(duì)指導(dǎo)不育癥臨床診療有重要意義。本研究全面分析了不育癥男性精液濃度、動(dòng)力學(xué)特征、形態(tài)及DNA參數(shù)的變化特征及對(duì)男性不育癥的診斷效能,以期為男性不育癥的診療提供更多信息與依據(jù)。

本研究結(jié)果顯示,觀察組精子液化時(shí)間、DFI、HDS高于對(duì)照組,精子總數(shù)、精子濃度、精子活動(dòng)率、a+b級(jí)活動(dòng)力、精子運(yùn)動(dòng)直線速度、精子運(yùn)動(dòng)曲線速度、平均路徑速度、正常精子形態(tài)率均低于對(duì)照組,且精子DFI和HDS與精子活動(dòng)率、a+b級(jí)活動(dòng)力、精子運(yùn)動(dòng)直線速度、精子運(yùn)動(dòng)曲線速度、平均路徑速度、正常精子形態(tài)率均呈負(fù)相關(guān)。

精液常規(guī)分析是判斷男性生育能力的基本手段,精子總數(shù)、濃度、活動(dòng)率、a+b級(jí)活動(dòng)力等指標(biāo)可反映精子總體質(zhì)量,是臨床常用的精液檢驗(yàn)指標(biāo)。精子DNA 是遺傳信息載體,DFI是反映精子DNA完整性的重要指標(biāo)。研究[10]指出DFI與精液常規(guī)參數(shù)存在相關(guān)。有研究[11]根據(jù)DFI水平將患者分為兩組,其中高DFI組患者中存在一項(xiàng)精液常規(guī)參數(shù)異常的比例高達(dá)97.73%,而低DFI組患者中存在一項(xiàng)精液常規(guī)參數(shù)異常的比例僅為30%,間接證明了精液常規(guī)參數(shù)異常與DFI存在相關(guān)性。庾偉堅(jiān)等[12]研究認(rèn)為,精子活力越好,DFI越低。研究[13]認(rèn)為DFI與精子活動(dòng)率相關(guān)程度較強(qiáng)。陳俊等[14]研究發(fā)現(xiàn),DFI越高,精子活動(dòng)率越低。HDS是反映精子核成熟度的指標(biāo),是對(duì)精子DFI的重要補(bǔ)充,HDS越高,不成熟精子所占比例越高,因而精子質(zhì)量越差,精子活動(dòng)率、a+b級(jí)活動(dòng)力等越低。

精子運(yùn)動(dòng)參數(shù)的臨床應(yīng)用是一個(gè)值得關(guān)注的問題。研究[15]表明,精子運(yùn)動(dòng)曲線速度、直線速度、平均路徑速度可較好地預(yù)測(cè)宮內(nèi)受精及體外受精的結(jié)果。Haddock等[16]研究顯示,DFI與精子運(yùn)動(dòng)直線速度、曲線速度等顯著相關(guān)。研究[17-18]發(fā)現(xiàn),精子膜含有的不飽和脂肪酸較多,在活性氧的作用下可發(fā)生脂質(zhì)過氧化反應(yīng),從而導(dǎo)致精子運(yùn)動(dòng)能力顯著降低,此外活性氧引起的氧化應(yīng)激也可造成精子DNA損傷。這可能是影響精子運(yùn)動(dòng)參數(shù)與DFI的共同生理病理過程,從而間接證實(shí)兩者存在相關(guān)性[19-20]。本研究中精子DFI、HDS與精子運(yùn)動(dòng)直線速度、精子運(yùn)動(dòng)曲線速度、平均路徑速度均呈負(fù)相關(guān),與上述國(guó)內(nèi)外研究具有一致性。

精子形態(tài)也是反映男性生育功能狀況的關(guān)鍵因素之一。精子形態(tài)存在缺陷,可造成結(jié)構(gòu)及功能上異常,從而影響精子與卵母細(xì)胞透明帶結(jié)合,致使受精率降低[21]。研究[22]發(fā)現(xiàn),在輔助生殖中,男性患者的正常精子形態(tài)率與治療效果明顯相關(guān),精子形態(tài)存在缺陷可導(dǎo)致不受精、胚胎發(fā)育不良等,造成輔助生殖治療失敗。本研究中DFI、HDS與正常精子形態(tài)率呈負(fù)相關(guān),提示精子形態(tài)存在缺陷,可能同時(shí)伴有精子DNA受損和(或)精子成熟障礙,也可能是精子DNA受損和(或)精子成熟障礙造成精子形態(tài)出現(xiàn)缺陷。但無論是什么原因,均會(huì)影響精子受精能力。

本研究ROC分析顯示,精子總數(shù)、精子濃度、精子活動(dòng)率、a+b級(jí)活動(dòng)力、精子運(yùn)動(dòng)直線速度、精子運(yùn)動(dòng)曲線速度、平均路徑速度、正常精子形態(tài)率對(duì)男性不育癥均有一定的診斷效能,但DFI、HDS診斷男性不育癥的效能更高。精子DNA受損可直接影響精子質(zhì)量,從而影響受精結(jié)局。精子DFI與HDS的診斷效能較高,提示DNA檢測(cè)可對(duì)精液常規(guī)檢測(cè)進(jìn)行補(bǔ)充,為男性不育癥的診斷與治療提供更多的指導(dǎo)與幫助。

綜上所述,精子DFI和HDS對(duì)男性不育癥具有較高的診斷效能。但目前多項(xiàng)研究報(bào)道的不育癥患者DFI和HDS均存在較大差異,還需更多大樣本研究進(jìn)一步明確DFI和HDS的參考值,以提高DFI和HDS的臨床應(yīng)用效果。