免疫性不孕（育）相关抗精子抗体的研究进展

阴克强，双卫兵 （山西医科大学第一医院，山西太原030001）

免疫性不孕（育）相关抗精子抗体的研究进展

阴克强，双卫兵 （山西医科大学第一医院，山西太原030001）

免疫性不孕（育）是引起不孕不育的主要原因之一，是指免疫系统激活后产生抗精子抗体（AsAb）并通过相关作用机制引起不孕不育.男性和女性均存在AsAb，其通过不同的作用机制干扰受精过程的各个阶段，从而导致不孕不育.本文就免疫性不孕（育）、精子抗原、AsAb及其作用机制、与AsAb相关的免疫因素、AsAb的检测、AsAb的治疗等方面进行综述.

抗精子抗体；免疫性不孕（育）；精子抗原

0 引言

WHO将不孕不育定义为性活跃期的夫妇未采用任何避孕措施，备孕1年而未能成功受孕的现象［1］.不孕不育的发生率越来越高，已成为影响夫妻双方身心健康，干扰个人生活质量的世界卫生问题［2］.2009年，全球不孕不育的患病例数为五千万～八千万.我国育龄人群不孕不育发病率约为10%～15%［3］.

约10%～30%的不孕不育与抗精子抗体（antisperm antibody，AsAb）的存在相关，在该部分患者的血清、精浆、精子、宫颈阴道分泌物、滤泡液中均发现AsAb［4－5］.在既往有睾丸扭转、睾丸癌、附睾睾丸炎、精液感染、精索静脉曲张以及由于生殖器感染或输精管结扎引起的炎症的不育患者中，AsAb阳性比例较高［6－8］.此外40%～70%的输精管结扎术的男性可检测到AsAb［5－6，9－10］.AsAb与精子表面抗原结合会直接干扰精子在女性生殖道的运动和输送，抑制精子获能和顶体反应［5，7－8，11－14］.另外，AsAb还通过影响一些细胞因子的释放，干扰精子⁃宫颈粘液相互作用［8］，诱导精子细胞毒性，增加精子吞噬作用［6，12，14－16］，抑制胚胎发育和受精卵植入等直接或间接的作用机制引起不孕不育［4－5］，导致自然妊娠率下降［8］.健康人中也会存在AsAb，但并不会引起不孕不育［6］，在60%的健康男性血清中发现了AsAb，而其中15%～30%的AsAb与精子结合，在2%的健康女性的宫颈粘液中也发现了AsAb.

1 免疫性不孕（育）

免疫性不孕（育）是引起不孕不育的主要原因之一，是指免疫系统激活后产生AsAb并通过相关作用机制引起不孕不育.免疫性不孕（育）有广义与狭义之分［17］.通常所说的的免疫性不孕（育）是狭义而言，即不孕夫妇性生活正常，男方精液常规及女方生殖道功能均在正常范围，除免疫因素外，无其他致病因素可寻.广义的免疫性不孕（育）还包括机体对下丘脑⁃垂体⁃卵巢（睾丸）轴中任一组织抗原产生自发性免疫应答而导致不孕不育.生殖系统抗原在两性均可激发免疫应答，导致免疫性不孕（育），如男性抗精子免疫性不育症及女性抗透明带免疫性不孕症、子宫内膜异位症抗子宫内膜抗体存在导致不孕等.

在不明原因引起的不孕不育中，女性不孕时AsAb的存在可能表明免疫性不孕是引起不孕的原因，男性不育时检测到精子凝集，表明可能存在AsAb［6］.在1.4%的可孕女性中检出AsAb，而不孕女性检出AsAb的比例为2%［18］.可育男女的血浆、精浆和宫颈粘液的AsAb发生率低于2%，不育男女的比例则为5%～25%［6］.

1.1 女性免疫性不孕女性尽管生殖道黏膜组织暴露较多，但并无与男性相似的局部屏障.然而被免疫系统识别为异物的精子却并不会引发体液免疫反应［9］.性活跃期女性在每次性交中接触数以亿计的精子，如果对精子产生免疫反应的话，受精将会受到影响.

宫颈粘液具有应答感染因子、异物抗原和精子抗原的能力，是女性免疫系统组成的一部分［18］.输卵管、子宫和阴道的浆细胞具有产生IgA的能力.这些抗体存在于宫颈粘液中并可以阻止精子进入子宫、输卵管，影响精卵结合.精液进入阴道后，AsAb与精子结合使精子对宫颈粘液的穿透力降低.另外，非凝集精子通过输卵管进入腹腔可诱发巨噬细胞吞噬作用.这些巨噬细胞进入外周淋巴器官后，其中含有吞噬精子的巨噬细胞可激活T淋巴细胞和B淋巴细胞［4］.精浆中的白细胞含有嗜中性粒细胞趋化因子.性交射精后，白细胞释放的嗜中性粒细胞趋化因子可吸引大量的嗜中性粒细胞.不动精子会被嗜中性粒细胞吞噬清除［9］.

当精子抗原暴露于女性免疫系统时，免疫系统产生的抗体不足以引起不孕症，但是当免疫系统反应过度时，则可引起不孕.免疫系统反应过度可能与免疫抑制因子缺乏或失效有关［18］.具有高滴度抗体的的女性，会显著干扰体外受精过程［19］.女性产生免疫反应后对精子的影响包括精子凝集、精子移动性降低、胚胎植入失败或精子吞噬增加［9－10］.

1.2 男性免疫性不育

1.2.1 血睾屏障 血睾屏障分为管状部分和血管部分.

1.2.1.1 管状部分 由生殖细胞、精曲小管的基底层和Sertoli细胞构成.Sertoli细胞在血睾屏障中发挥了至关重要的作用.Sertoli细胞致密的细胞膜将精子与免疫系统分隔开.Sertoli细胞可吞噬精子、细胞质碎片和精子残留物（免疫应答刺激物）.Sertoli细胞可能通过激活免疫抑制细胞从而使暴露于免疫系统的睾丸抗原诱导局部免疫耐受［20］.

1.2.1.2 血管部分 由毛细血管内皮细胞形成.毛细血管内皮细胞的低通透性可限制淋巴细胞等免疫细胞及免疫球蛋白和补体等大分子蛋白质的通过，从而阻止免疫组分进入管状部分［9，20］.生殖细胞和精子具有特异性膜抗原［9，18］.这些抗原于减数分裂期表达并保留于整个精子发生期.另外一些精子膜抗原表达于成熟期的精子［10］.由于管周免疫调节系统以及血睾屏障的存在［9，14－15，18，20］，通常情况下精子并不会触发免疫反应［9，12］.

1.2.2 男性生殖道组织内免疫细胞 男性生殖道内的淋巴细胞主要是T淋巴细胞，T淋巴细胞主要分布于前列腺、附睾及输精管，少量分布于睾丸网、输精管壶腹及精囊中，B淋巴细胞主要存在于前列腺间质内.T淋巴细胞分布呈分隔化［22］：生殖道各处上皮、附睾和输精管及精囊的固有膜主要是Ts/c亚群（抑制⁃杀伤性T细胞）；Th/i亚群（诱导⁃辅助性T细胞）主要存在于间质结缔组织.睾丸的淋巴系统位于生精小管间隙.附睾和输精管的上皮下组织中的T辅助淋巴细胞，可减少B淋巴细胞的抗原识别，进而抑制体液免疫应答［6］.巨噬细胞环绕在生精小管周围，其表达的大量的膜HLA⁃D在抗原呈递和免疫应答中起了重要作用［9］.然而，生精小管内的免疫球蛋白、巨噬细胞和白细胞的水平较低，表明血睾屏障可能减缓了血液成分与生精小管的接触［8］.

1.2.3 精浆免疫抑制物 精浆含有许多免疫抑制物，具有免疫抑制功能.精浆可抑制巨噬细胞和嗜中性粒细胞识别和吞噬抗原；可抑制NK细胞和细胞毒性T细胞识别和清除抗原，并可抑制补体系统C1和C3片段的活性，进而降低抗体的溶解活性.精浆也可以改变抗原组成以阻止抗原⁃淋巴细胞相互作用.精浆中的糖蛋白和多胺可抑制可能与精子发生反应的淋巴细胞增殖及相关免疫机制［9］.精浆随精子一起进入女性生殖道，可抑制免疫反应，使精子免遭排斥，保障受精卵着床发育.

1.2.4 局部免疫调控 精子表面抗原在自我免疫耐受过程后被认为是异物.然而，部分抗原可穿过睾丸网并诱导免疫耐受［6］.因此，睾丸存在局部免疫调控［9，20］.免疫调控由血睾屏障的旁分泌功能介导.Sertoli细胞和Leydig细胞受刺激后可释放特异性免疫保护物质，进而抑制淋巴细胞转化和介导细胞裂解［9］.这些免疫抑制物质对精子的免疫应答具有重要的保护作用.目前发现的免疫抑制物质有：抗炎细胞因子（IL⁃1，IL⁃10，IL⁃13，IL⁃14）、转化生长因子p（其可抑制促炎因子和活化一些细胞因子如T细胞生长因子）、激动素、2⁃巨球蛋白和β⁃黑素细胞刺激激素［20］.此外，睾丸网和附睾中的前列腺素H2合成酶可干扰前列腺素的合成.前列腺素所起的作用是促进附睾和输精管上皮下组织中抑制性T淋巴细胞的趋化反应，进而起到避免精子抗原刺激免疫系统的作用［6］.局部免疫调节和血睾屏障一起抑制AsAb的产生和作用.

男性和女性的AsAb产生可能与以下因素有关：正常的免疫调节机制紊乱、暴力强奸、物理创伤、化学创伤，血睾屏障的医源性感染或男性生殖道梗阻［8－9，18］.这些情况下，精子被识别为抗原［9，14，20］，B淋巴细胞引发体液免疫应答，释放AsAb.细胞免疫由激活的T淋巴细胞、释放的细胞因子和激活的补体系统完成［7，9］.AsAb的产生是男性自身免疫反应和女性同种异体免疫反应的结果，与人类特发性不育相关［9，12］.

2 精子抗原

精子在外周形成抗原，并嵌入膜内，分布于顶体和尾部.一些精子抗原是精子特异性的，另外一些精子抗原在其他体细胞中也可能存在.除了已确定的几种特异性精子抗原外［9－10］，其他特异性精子抗原尚在研究中［9］.膜抗原可以在如胎盘、卵巢、脑和肿瘤等组织中存在［9－10］.

不同发育阶段，精子表达的抗原不同.精子发生伊始就表达的抗原参与精子成熟和受精过程；它们也作为逃避女性生殖道免疫系统识别的保护因子.精子获能是受精的重要过程，顶体抗原的剥离、表面抗原的重排和精子活动力的激发均发生在该过程.由获能引起的这些变化可激活抗体反应［23］.不育患者的精子既有正常抗原，又有能与自身免疫血清反应的特殊抗原，无法明确区分可育和不育男性与正常精子抗原的血清反应的差异［10］.

精子膜由蛋白质、低聚糖和脂质组成，这些膜成分参与受精前的各种机制，并且还可以刺激AsAb的产生［24］.这些抗原有顶体酶［4］，与固定抗体反应的一种15kDa糖蛋白，存在于特发性不育个体中的一种14kDa多肽［10］、核自身抗原精子蛋白（nuclear autoan⁃tigenic sperm protein，NASP）［4］、H⁃Y抗原、透明质酸酶、精蛋白、DNA聚合酶、受精特异性抗原（fertiliza⁃tion specific antigen⁃1，FA⁃1）［4，13，16，25］YLP12），热休克蛋白（HSP70，HSP90）［4，15］和人白细胞抗原A28表型和Bw22表型［6］.

3 AsAb及其作用机制

患者精子与血清共同孵育确定了精子凝集的几种模式：头⁃头、尾⁃尾、头⁃尾及尾尖⁃尾尖.多种凝集模式证明了存在不同的精子抗原.AsAb可与顶体、顶体后区、赤道区、中间部和尾部的抗原结合［9，14］.AsAb与精子头部结合可能会干扰顶体反应或阻断精子膜受体与透明带的结合［4，12］，进而干扰受精.AsAb与精子尾尖结合可能会使精子活力下降，干扰精子运动［4，14］.血浆中是否可检测到AsAb可用于判定是否有精子抗原进入到外周循环，并导致全身免疫.在精浆中，局部产生的抗体和来源于血清或宫颈阴道分泌物的抗体参与免疫反应.在男性和女性的自身免疫性中，精子抗原可从精液和宫颈粘液进入外周循环［23］.

3.1 IgAIgA为精子凝集抗体，主要存在于精液中.女性生殖器分泌物中也存在IgA.IgA仅与精子头结合，从而干扰受精［14］.有研究报道，当至少50%的活动精子被IgA抗体覆盖时，精子移动会受到干扰，可以直接降低受精率［14－15］.抗原表位位于精子膜低密度区，IgA局部亲和力高于IgG.性交后，精子抗原可通过女性生殖器上皮的微损伤与B淋巴细胞接触.结果淋巴细胞被触发并产生IgA分泌到到女性生殖道中［6］.

3.2 IgGIgG主要存在于血清中.精浆IgG参与细胞毒性现象［15，23］，并引发巨噬细胞和补体介导的吞噬作用.虽然这个假设是通过前列腺液接触精子的抗体试验得出的，但在兔睾丸网和附睾中检测到低水平的抗体［9］.IgG可释放到子宫渗出液、子宫内膜和滤泡液中［18，21］.男性生殖道分泌物中存在近1%的血清IgG［6］.不育男性血清及其配偶宫颈粘液中的IgG水平升高.这些研究表明，精子获能后膜抗原暴露于免疫系统，才产生IgG抗体［23］.IgG抗体产生后并在血清中长时间保持较高水平.

3.3 IgM在人类精浆中通常不能检测到IgM［9］.IgM可结合至精子的头部和尾部，极大地干扰精子受精将受精率降至44%［14］.IgM是具有多个表位的能与抗原结合的巨球蛋白，可与补体结合触发细胞裂解.此外，IgM具有很强的凝集能力并可降低精子活力［14］.与宫颈粘液中的IgA一样，IgM与精子结合干扰精子移动［7，15］.IgM在针对精子抗原的免疫反应的第一阶段产生，随后其产生水平逐渐降低，B淋巴细胞产生其他同种型Ig（IgG，IgA）代替IgM.

4 与AsAb相关的免疫因素

4.1 补体AsAb的效应在补体存在时会被放大，导致精子制动和精子膜完整性被破坏［11］.补体可提升破坏和清除精子同种异体抗原和自身抗原的能力［15］.补体物质由子宫内膜细胞产生，并由性腺激素和细胞因子调节.宫颈上皮和子宫分泌物均向宫颈粘液提供补体物质，这些物质为细胞溶解反应所必需［20］.已有研究报道了宫颈粘液和滤泡液（输卵管和子宫）中的补体级联反应［15］.女性生殖道中补体系统的激活可引起精子的免疫改变［20］.C5b存在于滤泡液中，可能会影响钙稳态，进而影响精子活动力、顶体反应以及卵子受精［14］.补体级联反应的其他成分尚未测量，但尚未发现有参与精浆中由抗体介导的细胞裂解的其他成分.补体C3和C4存在于不育男性中，而尚未在可育男性中发现补体C3和C4.补体抑制物存在于生殖器分泌物中，它们可以抑制补体系统活性［9］.膜辅因子蛋白（membrane cofactor protein，MCP）（CD46）、衰变加速因子（decay accelerating fac⁃tor，DAF）（CD55）和P18（CD59）是抑制补体活化的蛋白质，位于顶体，保护精子免受男性生殖道的补体攻击［15］.

4.2 细胞免疫由于精子先天异常或过早获能，不育男性的精子可能在精子获能之前就具有抗原倾向.这表明，不育男性的精子顶体的过早缺失，可使新的抗原暴露于免疫系统.未获能精子可刺激不育夫妇的血清和精液中的AsAb的强烈应答.精子获能后新抗原的出现也会引起免疫系统的强烈反应［23］.此外，活化的淋巴细胞和巨噬细胞存在于不育男性的精液中［9］.精子存活力、活动力和穿透卵母细胞的能力会受到这些细胞产物的干扰［9］.以上机制表明，细胞免疫可能在男性不育中发挥重要作用［9］.

5 AsAb的检测

5.1 直接检测法检测精子膜上的AsAb时，采用直接检测法.WHO最新指南［26］推荐的直接检测AsAb方法为混合抗球蛋白反应（mixed agglutination reac⁃tion，MAR）试验和直接免疫珠试验（direct immuno⁃bead test，D⁃IBT）.这两种方法的原理为先使精子与抗球蛋白或免疫球蛋白混合反应一段时间，然后再检测精子与抗球蛋白或免疫球蛋白是否相互作用来证明是否存在AsAb.

5.2 间接检测法检测血清、宫颈粘液、滤泡液或精浆中的AsAb.间接检测法的原理为将精子与上述体液混合，再采用MAR和D⁃IBT检测.

6 AsAb的治疗

若确定AsAb为不孕不育的病因，就需采用相关治疗措施来阻止AsAb的作用.治疗措施具体如下.

6.1 使用避孕套使用避孕套可以减少女性与的精子间的接触，从而使免疫系统减少活化.但免疫性不育患者经过使用避孕套的长期治疗后，并不能保证受精率提高［7］.

6.2 皮质激素免疫抑制治疗使用皮质激素免疫抑制治疗AsAb引起的免疫性不育，可降低AsAb水平，从而提高妊娠率［12］.然而，该治疗对AsAb与精子结合的患者没有作用［6］.长期使用该治疗可引起髋关节无菌性坏死、十二指肠溃疡和心血管事件等副作用［9］.

6.3 精子洗涤精子洗涤可将精子表面的AsAb除去.但若AsAb与精子表面抗原结合紧密，则不能将其除去［21］.另外，精子清洗会不可逆损伤精子活动力.虽然精子清洗减少了精子与AsAb之间的结合，但并不能改善妊娠率［6］.

6.4 输卵管内配子移植术输卵管内配子移植术（gamete intrafallopian transfer，GIFT）是治疗与AsAb相关的免疫性不育的有效方法.将GIFT用于IgA和IgG型AsAb与精子表面结合达70%以上的男性患者，可提高体外受精率［9］.AsAb若与精子尾部结合，采用GIFT则可提高体外受精率，但若与精子头部结合，体外受精率则不会提高.另外，值得注意的是，若精子表面80%以上与IgA和IgG结合，即便采用GIFT，也不会显著提高体外受精率［6］.

6.5 宫腔内人工授精治疗由AsAb引起的免疫性不育的方法还有宫腔内人工授精（intrauterine artifi⁃cial insemination，IUI）.IUI已被用于宫颈粘液中存在AsAb的女性患者，其中15%的患者在经过几个疗程治疗后成功妊娠［9］.然而，如果IgA和IgG与精子表面的80%以上结合，体外受精率仍较低［9］.将精子洗涤与宫腔内人工授精结合，也可提高体外受精率.

6.6 中药治疗研究报道应用中药制剂可降低抗体含量，提高精子活力［27］.

7 结语

由AsAb引起的免疫性不孕（育）是抗体在受精过程的各个阶段的干扰结果.由于免疫机制的紊乱，精子暴露于免疫系统导致AsAb产生.需要进一步研究免疫性不孕（育），以了解AsAb的作用机制，并确定其对生育的影响方式，从而制定针对每对夫妇的个性精准治疗方案.

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Researchprogressofantispermantibody associated with immune infertility

YIN Ke-Qiang，SHUANG Wei-Bing
The First Hospital of Shanxi Medical University，Taiyuan 030001，China

Immune infertility plays a major role in infertility，in which antisperm antibodies（AsAb）following immunological syetem’s activition result in infertility by different mechanisms.Immune infertility caused by AsAb，existed in both male and female，is the result of interference of these antibodies in various stages of fertilization process.The article reviews immune infertil⁃ity in male and female，sperm antigens，AsAb and its action mechanisms，immunological factors related to AsAb，detections and treatments of AsAb.

antisperm antibody；immune infertility；sperm antigen

R711.6；R446.6

A

2017－09－06；接受日期：2017－09－20

山西省高校2014年度131领军人才项目（晋教财【2015】41号165）；山西医科大学第一医院中青年学科带头人资助项目（晋教科【2012】10号）

阴克强.硕士生.E⁃mail：1515649451＠qq.com

双卫兵.博士，主任医师，博导.E⁃mail：shuangweibing＠sina.com

2095⁃6894（2017）10⁃88⁃05