男性超体质量与精液参数及精浆TNF-αTNF-、IL-6IL-6水平的相关性

樊卫民刘 悦丁之德*

1. 上海交通大学医学院解剖学与组织胚胎学系（上海 200025）；2. 上海交通大学医学院附属瑞金医院生殖医学中心

男性超体质量与精液参数及精浆TNF-αTNF-、IL-6IL-6水平的相关性

樊卫民1,2刘 悦1丁之德1*

1. 上海交通大学医学院解剖学与组织胚胎学系（上海 200025）；2. 上海交通大学医学院附属瑞金医院生殖医学中心

目的 检测超体质量男性精浆中细胞因子TNF-α、IL-6水平含量，探讨其水平改变与超体质量的相关性及其对精液质量各参数的影响。方法 从上海交通大学医学院附属瑞金医院生殖医学中心门诊就诊的男性患者中选取25例为超体质量组；另选取正常健康男性25例为对照组。对两组精液质量进行分析，用ELISA法检测精浆中TNF-α、IL-6水平含量。结果 对照组精液体积、前向运动精子及正常形态精子都明显高于超体质量组（P＜0.01）；对照组精液浓度高于超体质量组，但无统计学意义。对照组精浆IL-6、TNF-α水平明显著低于超体质量组（P＜0.01）。精浆IL-6、TNF-α均与体质量指数（BMI）呈正相关性（P＜0.01），前向运动精子、精液体积和正常形态精子均与BMI呈负相关（P＜0.01），TNF-α、IL-6与正常形态精子之间呈负相关（P＜0.05）。结论男性超体质量患者精浆TNF-α、IL-6水平显著增加，其产生的毒性作用可引起精子形态和功能的改变，继而导致男性不育的发生。检测精浆中TNF-α、IL-6水平可为临床分析超体质量或肥胖所导致男性不育的病理机制提供重要的诊断依据。

超体质量; 精液; 肿瘤坏死因子α; 白细胞介素6; 不育, 男性

细胞因子是由T细胞或其他淋巴细胞、单核细胞等分泌、释放的小分子多肽，在细胞联系之间起介导作用，影响细胞的发育和成熟，并与人类许多生理、病理方面密切相关。有文献报道，促炎症因子TNF-α、IL-6不仅由免疫活性细胞分泌，还可由脂肪及肌肉组织分泌，脂肪组织产生的TNF-α和IL-6参与多种代谢综合征及胰岛素抵抗的病理形成机制，同时还可引发、介导及参与炎症反应[1]。在超体质量或肥胖的状态下，脂肪细胞可以被激活变成炎症细胞，并分泌多种炎症细胞因子如TNF-α和IL-6。另一方面，有研究表明超体质量或肥胖可引起男性精液质量下降，继而导致男性不育[2]。此外，血清学研究证实，男性肥胖患者体内不仅TNF-α和IL-6水平升高，而且与男性精液浓度及前向运动精子率下降存在一定的相关性[3]。然而，对于男性超体质量或肥胖与其精浆中TNF-α和IL-6水平的改变却一直未见报道，本研究通过测定超体质量男性患者与正常体质量者精浆中TNF-α和IL-6水平的差异，探讨精浆中炎症因子与男性超体质量存在的相关关系及其对精液质量各参数的影响。

资料与方法

一、一般资料

选取2015年10月至2016年3月于上海交通大学医学院附属瑞金医院生殖医学中心门诊就诊男性50例为研究对象。入选标准：无外伤，无生殖、泌尿、造血系统及内分泌疾病，无遗传性疾病家族史；排除标准：接触有毒有害及放射性物质、吸烟、酗酒、熬夜、精索静脉曲张及无精子症的患者。根据世界卫生组织（WHO）标准，以 18≤BMI≤24.9 kg/m2为正常，作为对照组；25≤BMI≤29.9 kg/m2为超体质量组。两组间年龄、身高、体质量和BMI的数据见表1。

表1 对照组与超体质量组一般资料（±s）

表1 对照组与超体质量组一般资料（±s）

注：**与对照组比较, P＜0.01

组别年龄(岁) 身高(cm)体质量(kg)BMI(kg/m2)对照组30.32±3.661.75±0.0566.72±7.9121.77±1.71超体质量组32.08±5.741.74±0.0684.20±6.83**27.74±1.63**

二、方法

（一）精液标本采集与精浆收集

患者取精前禁欲3～7d，采集标本前，先洗净双手和外生殖器，并排尿。通过手淫的方式取精，将射入无菌取精杯中的精液标本置入37℃的恒温水浴箱中液化30～60min，标本液化后进行精液常规分析。取0.5mL精液经生理盐水洗涤后，离心涂片进行精子形态学分析。剩余精液吸入15mL无菌离心管，500g离心10min，将精浆吸入1.5mL无菌离心管，-80℃冰箱冻存。

（二）精液常规指标

按照第五版《WHO人类精液检验与处理实验室手册》，用去皮称量法计算精液量，用pH试纸检测pH值，肉眼观察精液颜色及黏稠度，采用计算机辅助精液分析（computer aided sperm analysis，CASA）系统（西班牙SCA 全自动精液质量分析系统）进行精液动力学分析，同时采用Diff-Quick染色法对患者精子进行形态学检测。

（三）ELISA法检测精浆TNF-α及IL-6水平

取患者精浆，按ELISA试剂说明书进行操作。具体方法如下：向预先包被有人IL-6及TNF-α单克隆抗体的酶标孔中加入精浆，37℃温育；洗涤后，加入HRP标记过的IL-6及TNF-α抗体。再经温育和洗涤，去除未结合的酶，然后加入四甲基联苯胺（3,3',5,5'-tetramethylbenzidine, TMB）显色，在酸的作用下转化为黄色，经酶标仪检测患者精浆中的IL-6及TNF-α水平。

（四）统计学分析

结 果

一、患者一般资料

对照组和超体质量组的年龄、身高无统计学差异（P＞0.05）；对照组体质量和BMI指数均明显低于超体质量组，差异具统计学意义（P＜0.01），见表1。

二、精液参数检测

对照组精子浓度与超体质量组相比无统计学差异（P＞0.05）；对照组精液体积、前向运动精子和正常形态精子都明显高于超体质量组（P＜0.05），见表2。

表2 对照组与超体质量组精液质量参数比较（±s）

表2 对照组与超体质量组精液质量参数比较（±s）

注：*与对照组比较，P＜0.05；**与对照组比较，P＜0.01

组别精液体积(mL)精子浓度(106/mL)前向运动精子(%)正常形态精子(%)对照组4.39±1.69105.30±43.4568.66±12.2910.64±3.65超重组3.24±1.06**95.42±53.7854.04±24.08*5.6±1.96**

三、精浆TNF-αTNF-及IL-6IL-6水平

超体质量组精浆中TNF-α及IL-6含量与对照组相比均显著升高，差异有统计学意义（P＜0.01），结果见表3。

四、BMIBMI与精液参数、精浆TNF-αTNF-及IL-6IL-6水平的相关性

精浆IL-6、TNF-α与BMI呈正相关性（P＜0.01），精浆TNF-α、IL-6与正常形态精子之间呈负相关（P＜0.05），见表4和图1。

表3 对照组与超体质量组精浆TNF-α及IL-6水平比较（±s）

表3 对照组与超体质量组精浆TNF-α及IL-6水平比较（±s）

注：**与对照组比较, P＜0.01

组别TNF-α(pg/mL)IL-6(pg/mL)对照组7.17±2.219.14±7.79超体质量组12.32±8.81**43.38±43.04**

表4 BMI与精液参数、精浆TNF-α及IL-6水平的相关性

图1 BMI与精液参数、精浆TNF-α及IL-6水平的相关性

讨 论

精液由精子和精浆组成，精浆中的细胞因子对精子的发育、成熟及免疫调节等具有重要意义。精浆中的细胞因子可由男性泌尿生殖道的免疫活性细胞释放，其水平可反映生殖器官或生殖道内的炎性反应程度、免疫状况以及它们对精子功能和生育能力的影响[4]。超体质量和肥胖是一种多因素引起的慢性代谢性疾病，是一定程度的脂肪积聚明显过多，并且超体质量被公认为是肥胖症发病的前期。目前已证实肥胖是引发女性不孕的危险因素[5]，同时也有部分研究表明肥胖引起男性精液质量下降，继而导致男性不育[6]。本课题组曾通过建立高脂饮食诱导肥胖雄鼠模型，研究肥胖对雄鼠生育的影响。结果显示：高脂饮食诱导的肥胖雄鼠精子活动力和前向运动力降低，精子畸形率增高，顶体反应发生率下降，而精子浓度无显著变化；高脂饮食诱导的肥胖雄鼠睾丸生精小管内生精上皮严重萎缩、空泡化，血睾屏障的完整性被破坏,其精子质量和睾丸发育异常导致生育力下降[7]。

为了进一步探讨雄性超体质量与生育及生殖道炎症的相关性，我们对临床男性超体质量患者的精浆TNF-α及IL-6水平进行检测，并与对照组进行比较。结果显示：男性超体质量组与对照组相比，精液体积、前向运动精子及正常形态精子均显著下降，非运动精子显著升高，非前向运动精子及精子浓度与对照组相比差异无统计学意义；超体质量组与对照组相比，精浆TNF-α及IL-6 水平有显著升高。BMI与精液体积和前向运动精子率呈负相关。精浆IL-6、TNF-α与BMI均呈正相关性，精浆TNF-α及IL-6与正常形态精子呈负相关。

长期以来，有关BMI与精液质量关系存在着争论，对于BMI是否影响精子浓度和精子运动能力是争论的焦点。Eisenberg等[8]报道，随着BMI和腹围的增加，男性射精量逐渐减少，同样精液中总的精子数目也随之降低，这与我们的实验结论相一致。有学者认为，肥胖患者内分泌改变、氧化应激、DNA完整性的影响以及睾丸温度等因素改变，最终导致精液质量的下降[9]。此外，有研究显示肥胖男性不育症患者的精子浓度及精子总活力较健康生育男性显著降低[15]，但我们在标本收集时，由于放弃收集少精的标本，故在两组标本的精子浓度上无显著性差异。

大量研究发现肥胖者血清TNF-α及IL-6 水平比较正常体质量者均有显著升高[10-12]。TNF-α及IL- 6不仅由免疫活性细胞产生，也由脂肪细胞合成及分泌。由于肥胖者体内脂肪的增加，脂肪细胞分泌的TNF-α、IL- 6 的量也会显著增加；另外肥胖是一种全身性慢性低度炎症状态，免疫活性细胞分泌TNF-α、IL- 6 的量也随之增加。我们的研究也进一步证实，男性超体质量患者精浆TNF-α与IL-6 水平明显高于正常体质量者，这与超体质量与肥胖处于炎症状态，以及可能造成生精小管血睾屏障或附睾屏障被破坏导致血清中IL-6 和 TNF-α 进入生殖道从而使精浆水平急剧上升的缘故。另一方面，有研究报道适当浓度TNF-α对生殖内分泌、激素合成、睾丸功能、生精及精子功能均有重要调节作用，但高浓度下会产生毒性作用[13,14]，即破坏精子的正常形态，继而导致男性不育。

小 结

近年来，随着饮食结构和生活方式的改变，超体质量和肥胖人口与不孕不育夫妇都在逐年增加。有研究证实男性肥胖除了对精液质量有着不良影响外，同时也影响妊娠结局及子代健康。在超体质量和肥胖情况下，血液及精浆中炎症因子IL-6 和 TNF-α显著增加，IL-6 和 TNF-α通过参与精子的发生与成熟以及对血睾屏障等影响，直接与间接影响精子的结构和功能，而精子正常形态发生改变可能会导致精子质量下降，最终对男性生育力产生严重的负面影响。

1 Shultz SP, Dahiya R, Leong GM, et al. Muscular strength, aerobic capacity, and adipocytokines in obese youth after resistance training: A pilot study. Australas Med J 2015; 8(4): 113-120

2 Davidson LM, Millar K, Jones C, et al. Deleterious effects of obesity upon the hormonal and molecular mechanisms controlling spermatogenesis and male fertility. Hum Fertil (Camb) 2015; 18(3): 184-193

3 武学清, 崔向荣, 井宣, 等. 肥胖对男性精液质量影响与血清TNF-α及IL-6相关性. 中国生育健康杂志 2015; 26(6): 508-511, 524

4 Dousset B, Hussenet F, Daudin M, et al. Seminal cytokine concentrations (IL-1beta, IL-2, IL-6, sR IL-2, sR IL-6), semen parameters and blood hormonal status in male infertility. Hum Reprod 1997; 12(7): 1476-1479

5 林祥宏, 黄先国, 孙小红, 等. 不育男性精浆细胞因子水平及其与精液质量参数相关性分析. 中华男科学杂志2011; 17(2): 165-167

6 柳靖, 王益鑫, 吴裕伦, 等. 精浆中细胞因子检测及其意义. 中华男科学杂志 2002; 16(4): 295-298

7 Fan Y, Liu Y, Xue K, et al. Diet-Induced Obesity in Male C57BL/6 Mice Decreases Fertility as a Consequence of Disrupted Blood-Testis Barrier. PLOS ONE 2015; 10(4): e0120775

8 Eisenberg ML, Kim S, Chen Z, et al. The relationship between male BMI and waist circumference on semen quality:data from the LIFE study. Hum Reprod 2015; 30(2): 493-494

9 何肖, 胡雷, 陈栋. 肥胖症与男性不育症相关性的研究进展. 中华肥胖与代谢病电子杂志 2016; 2(1): 49-52

10 Berman DM, Karhadkar SS, Maitra A, et al. Widespread requirement for Hedgehog ligand stimulation in growth of digestive tract tumours. Nature 2003; 425(6960): 846-851

11 Watkins DN, Berman DM, Burkhohter SG, et al. Hedgehog signaling within airway epithelial progenitors and in small-cell lung cancer. Nature 2003; 422(6929): 313-317

12 Ma X,Sheng T,Zhang Y, et al. Hedgehog signaling is activated in subsets of esophageal cancers. Int J Cancer 2006; 118(1): 139-148

13 Li MW, Xia W, Mruk DD, et al. Tumor necrosis factor [alpha] reversibly disrupts the blood-testis barrier andimpairs Sertoli-germ cell adhesion in the seminiferous epithelium of adult rat testes. J Endocrinol 2006; 190(2): 313-329

14 Delfi no FJ, Boustead JN, Fix C, et al. NF- kappaB and TNF-α stimulate androgen receptor expression in Sertoli cells. Mol Cell Endocrinol 2003; 201(1-2): 1-12

15 李莉, 王忠云, 王雪楠. 肥胖性不育症患者微量元素与精液质量关系的研究. 中国病原生物学杂志 2012; 7(10): 754-755, 761

（2016-07-08收稿）

The correlation between over-weight and semen paraments, and the level of TNF-α, IL-6 in seminal plasma of men

Fan Weimin1,2, Liu Yue1, Ding Zhide1*
1. Department of Anatomy, Histology and Embryology, School of Medicine, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200025,China; 2. The Center of Reproductive Medicine, Ruijin Hospital, Shanghai Jiaotong University School of Medicine Corresponding author: Ding Zhide, E-mail: zding@shsmu.edu.cn

Objectivee To detect the cytokine TNF-α, IL-6 levels in seminal plasma of over-weight male, and explore the correlation between the levels of TNF-α, IL-6 and over-weight, as well as its effects on semen paraments. Methods Both of 25 males with overweight and 25 healthy males were enrolled in the study from The Center of Reproductive Medicine, Ruijing Hospital, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine. We analyzed the semen parameter from the two different groups and detected the levels of TNF-α and IL-6 in seminal plasma. Ressuullttss Compared with those of over-weight group, levels of semen volume, sperm mobility of class A, sperm activity and total sperm viability were all signifi cantly increased in the control group (P＜0.01). The concentration of sperm in the control group was higher than that in over-weight group, but there was no statistical signifi cance. The levels of IL-6 and TNF-α in the control group were lower than that in over-weight group (P＜0.01) and there was a positive correlations between IL-6, TNF-α levels and overweight (P＜0.01), whereas the correlations remained negative between sperm mobility of type A, semen volume, normal form sperm and over-weight (P＜0.01). Moreover, there was a negative correlation between the levels of IL-6 ,TNF-α in seminal plasma and the normal form sperm (P＜0.05). Concluussiioonn Over-weight male usually had a high levels of TNF-α and IL-6in the seminal plasma. However, the high levels of these molecules maybe infl uence sperm development and maturation by impairing the quality of sperm and altering sperm morphology. This study may provide an important pathogenic cue for the male infertility with overweight or obesity.

ords over-weight; semen; Tumor Necrosis Factor-alpha; Interleukin-6; infertility,male

doi:10.3969/j.issn.1008-0848.2016.08.003

R 698.2

*通讯作者：zding@shsmu.edu.cn