男性不育癥患者精子核DNA完整性的臨床研究

石 潔 黃 杰

蘇州大學附屬獨墅湖醫院生殖醫學中心,江蘇省蘇州市 215000

男性不育癥是中國育齡夫婦不孕不育的重要病因,其發生與多種因素有關。目前單憑借精子濃度及活力等常規參數來評估男性生育力和預測妊娠結局已無法滿足臨床需求,因此需要更高質量和穩定的指標對精液質量進行評價。精子核DNA完整性作為近期男性不育癥的研究熱點,被認為是評估生育力的最有前景的標志物之一。精子核DNA完整性可用精子DNA碎片指數(DFI)來描述。高精子DFI會導致受精障礙、胚胎發育異常以及妊娠率降低,同時也會增加子代罹患染色體病、神經系統疾病和其他疾病的風險[1-2]。為明確男性不育癥患者的精子核DNA完整性情況,比較其在不同精液異常性疾病中的差異,并探討抗氧化物對精子DNA損傷的臨床療效,本研究針對210例男性不育癥患者展開研究。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2022年5—8月于我院生殖醫學中心就診的210例男性不育癥患者作為研究對象。患者年齡20～45歲,平均年齡(34.56±8.95)歲。收集分析精液樣本,根據常規參數的參考值將患者分為正常精液組、少精子癥組(精子濃度<15×106/ml)、弱精子癥組[前向運動精子率(PR)<32%]和畸形精子癥組(正常形態精子率<4%)。正常精液組平均年齡(34.75±7.95)歲;少精子癥組平均年齡(35.59±6.82)歲;弱精子癥組平均年齡(35. 68±6.10)歲;畸形精子癥組平均年齡(34.60±7.68)歲。按照DFI值將患者分為精子核DNA完整性正常組(DFI≤15%)和異常組(DFI>15%)。精子核DNA完整性正常組平均年齡(34.29±7.60)歲;DNA完整性異常組平均年齡(35. 05±6.41)歲。各組一般資料經比較差異無統計學意義(P>0.05),存在可比性。本研究已獲得醫院倫理委員會批準(倫理審批號:230001),且患者對研究知情同意。納入標準:育齡期已婚男性,性生活規律,未采取任何避孕措施同居1年以上。排除標準:女方不孕,隱睪、附睪及輸精管異常,精索靜脈曲張,生殖系統炎癥,性功能障礙等,特殊及家族病史,不良生活習慣如酗酒吸煙等。

1.2 方法 給予精子核DNA完整性異常患者左卡尼汀(LC)和輔酶Q10(CoQ10)治療。LC(東北制藥集團沈陽第一制藥有限公司,國藥準字H19990372,規格:10ml)10ml,tid和CoQ10[衛材(中國)藥業有限公司,國藥準字H10930021,規格:10mg]10mg,tid,口服,持續治療3個月。

1.3 精液檢查

1.3.1 常規參數檢測。囑咐患者采集前禁欲2～7d,后通過手淫法采集的精液樣本置于37℃溫箱內液化,再用穗加自動分析儀檢測常規參數如精子濃度、活動力、PR和正常形態精子率。

1.3.2 精子DFI檢測。采用精子染色質結構分析法配合邁瑞流式細胞儀低速檢測樣本。所用試劑盒為精子核完整性染色試劑盒(南京欣迪生物藥業公司)。儀器計數10 000個以上細胞,軟件自動分析熒光比例并處理數據。

1.4 觀察指標 比較正常精液組、少精子癥組、弱精子癥組和畸形精子癥組的DFI。比較精子核DNA完整性正常組和DNA完整性異常組的精液常規參數。應用Pearson檢驗分析DFI與精液常規參數之間的相關性。最后比較精子核DNA完整性異常患者治療前后的精液常規參數及DFI值。

2 結果

2.1 不同質量精液組精子DFI比較 少精子癥組(26例)、弱精子癥組(47例)、畸形精子癥組(43例)和正常精液組(94例)的精子DFI分別為(18.65±5.21)%、(27.11±9.40)%、(20.46±6.28)%、(13.92±4.87)%,組間比較差異有統計學意義(F=15.282,P=0.000<0.05),從高到低依次為弱精子癥組、畸形精子癥組、少精子癥組、正常精液組。

2.2 精子核DNA完整性正常組與DNA完整性異常組精液常規分析結果比較 精子核DNA完整性異常組的精子濃度、活動力、PR和正常形態精子率均低于DNA完整性正常組,差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 精子核DNA完整性正常組與異常組精液常規分析結果比較

2.3 男性不育癥患者精子DFI與各常規參數之間的相關性分析 相關性分析得出男性不育癥患者的精子DFI與精子濃度、活動力、PR和正常形態精子率呈負相關(P<0.05)。見表2。

表2 精子DFI與各參數之間的相關性分析

2.4 治療前后精子核DNA完整性異常患者精液常規參數、DFI比較 經LC聯合CoQ10治療后,精子核DNA完整性異常患者的精子濃度、活動力、PR和正常形態精子率較治療前增高,DFI值較治療前降低,差異有統計學意義(P<0.05)。見表3。

表3 治療前后精子核DNA完整性異常患者精液常規參數、DFI比較

3 討論

傳統的精液質量評估僅限于精子濃度、活動力和形態等常規檢測層面,不涉及精子核DNA完整性的評價。與常規分析相比,精子核DNA完整性更能從分子水平上揭示精子的功能和男性的生育潛能。精子核DNA作為遺傳信息的載體,是正常受精過程的重要保證,對后續妊娠和胎兒發育有著顯著的作用[3]。同時臨床研究也表明精子核DNA的完整性水平能顯著預測輔助生殖技術的成功率及孕后的妊娠風險[4-7]。因此臨床上進一步強調進行精子核DNA完整性評估的必要性。

研究表明男性不育患者的精子DNA損傷程度高于正常男性[8]。精子核一旦受損,DNA雙鏈上與精子發生相關的基因發生缺失或表達改變,導致精子發生障礙和凋亡增加[9]。此外精子DNA受損也會加重線粒體損傷,導致精子所需ATP減少及活性氧(ROS)產生增加,致使少、弱精子癥的發生[10]。Maettner等[11]的研究也表明精子形態缺陷患者的DNA碎片化程度明顯增加。同樣地,本研究也發現少、弱、畸形精子癥組的DFI值較正常精液組偏高;精子核DNA完整性異常組的精子濃度、活動力、PR及正常形態精子率較DNA完整性正常組偏低;且精子DFI與所測精液常規參數之間呈負相關。以上結果均說明男性不育癥患者的精子核DNA完整性與精液質量密切相關。然而有研究表明精子濃度、活動力甚至形態都正常的精液標本,其精子DFI未必異常[6]。這提示DFI也可作為一個男性生育力的獨立預測因素。

然而引起精子核DNA完整性異常的機制仍尚未明確。一般認為生殖道感染、熱應激、精索靜脈曲張、精子凋亡、染色質異常組裝和不良生活方式等因素與精子DNA受損有關[12]。其中氧化應激被認作是各危險因素作用的共同通路。Karam等[13]發現不育男性的精液ROS水平和精子DNA碎片水平明顯高于可生育男性。過量的ROS通過誘導脂質過氧化繼而攻擊精子質膜,致使精子DNA單或雙鏈發生斷裂[14]。故可考慮采用抗氧化劑來治療精子核DNA完整性異常。

LC和CoQ10是目前臨床上治療男性不育的常用抗氧化劑。LC是水溶性抗氧化劑,可將脂肪酸運輸到線粒體進行氧化為精子提供能量[15]。CoQ10是脂溶性抗氧化劑,在維持線粒體能量生成和脂蛋白代謝方面起著重要作用[16]。LC和CoQ10可通過減少ROS水平和改善精子核組裝過程來拮抗氧化應激誘導的DNA損傷,并改善精子濃度、活力和正常形態率[17]。已有研究顯示聯合使用LC和CoQ10的效果要優于單獨使用LC或CoQ10[18]。同樣地,本研究中針對精子核DNA完整性異常患者實施LC聯合CoQ10治療后發現患者的精子濃度、活動力、形態和DFI較治療前有所改善。

綜上所述,男性不育癥患者的精子核DNA完整性異常主要與其精液質量有關,精子DFI聯合常規參數綜合分析可以更加全面評估精液質量。臨床上采用LC聯合CoQ10對精子核DNA受損患者予以治療,可有效改善其精液質量并減輕精子DNA損傷。但由于本研究存在一定的局限性如病例數量偏少,觀察時間不長等,因此還需要加大樣本量,延長調查時間,拓展空間跨度來對進一步完善臨床研究。