利用染色体相对长度分析小Y染色体与少弱精的关系

汪伟伟，李 鑫，檀旭东，张晨晰，张立文，田亚平

解放军总医院，北京 100853 1转化医学实验室；2临床检验科

Y染色体是决定男性性别以及生成正常精子的重要因素，染色体结构或基因的改变均会引起无精症或少精症[1]。而在染色体核型分析检测中，Y染色体的大小在每个个体间并不相同，临床上常将Y染色体与21号染色体和18号染色体的大小作比较，当Y染色体≤21号染色体时定义为小Y染色体，Y染色体≥18号染色体定义为大Y染色体，本文只讨论小Y染色体。有研究显示小Y染色体与精液不良密切相关[2-21]。但也有研究认为小Y染色体与男性不良精液并无关系[22-26]。陈亮等[27]认为一些报道中缺乏正常人群检出率的比较，尽管发现小Y染色体可能与精子生成异常相关，但数据可信度较低[28]。之前研究中定义小Y染色体时仅根据形态学大小加以区分，很难准确判断Y染色体的实际大小，本文采用染色体的相对长度，用可以比较的数值筛选出小Y染色体，并分析了小Y染色体与不良精液的关系。

对象和方法

1 对象 2016年12月- 2017年12月于我院行Y染色体微缺失检测和染色体核型分析的患者，选取核型正常且Y染色体微缺失阴性206例，按第5版WHO精液常规分析标准，其中非梗阻性精液异常患者142例(精子活力a+b＜50%)，正常组64例。

2 定义小Y染色体 常规操作取每例患者外周血2 ml无菌接种于含PHA的培养基，37℃孵箱中培养72 h，经秋水仙素处理、低渗、固定制备染色体标本，滴片后采用胰酶消化和吉姆萨染色显带。利用北昂LABB M9160自动扫片分析系统采图分析30个核型，利用染色体分析软件测量其中5个核型的Y染色体与21号染色体相对长度，求平均值。将Y染色体的平均相对长度≤21号染色体定义为小Y染色体(图1)。

3 统计学方法 所有数据采用SPSS24.0软件处理，计数资料采用χ2检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

结 果

1 两组小Y染色体比例比较 精液异常组中小Y染色体患者20例，占14.1%；对照组中小Y染色体患者7例，占11.0%。精液异常组中小Y染色体患者略高于对照组，但两组间比例的差异无统计学意义(P＞0.05)。见表1。

表1 精液异常组与对照组中小Y染色体的例数Tab. 1 Number of cases with small Y chromosome in abnormal semen group and control group (n, %)

2 染色体相对长度的差值(Y-21)与精液活力的关系 将Y染色体相对长度减去21号染色体相对长度的数值作为纵轴，精子活力(a级+b级)作为横轴，通过数据点的分布未发现Y染色体与21号染色体相对长度的差值与精子活力呈线性关系(图2)。

讨 论

世界卫生组织的资料显示，全世界不育夫妇占所有已婚夫妇的15%，不育原因中男性因素占20% ～ 30%，因此男方因素越来越受到重视[29-30]。由于男性Y染色体个体差异很大，因此引起了很多学者的关注。人们发现小Y染色体与无精症弱精症似乎有一定的关系，更有学者发现Y染色体偏小的儿童存在性器官异常、发育迟缓甚至自闭症等临床表现[31]。多数学者认为，Y染色体多态性主要是由于其长臂远端异染色质部分的长度差异造成的[32]，Y染色质排列过于紧密可能影响其基因功能的发挥[33]。

图1 小Y染色体与正常Y染色体核型图 A：小Y染色体； B：正常Y染色体Fig. 1 Karyotype of short Y chromosome and normal Y chromosome A: small Y chromosome; B: normal Y chromosome

图2 精子活力与染色体相对长度差值(Y-21)的关系(图中黑色纵线左侧为精子活力异常，右侧为精子活力正常)Fig. 2 Relationship between sperm motility and the difference of relative length between chromosome Y and chromosome 21 (The left side of the black longitudinal line is abnormal sperm motility, and the right side is normal sperm motility)

随着分子生物学的发展，人们进一步发现Y染色体上存在着与精子发生相关的基因AZF，并且存在AZFa、AZFb和AZFc三个区域[34]。阙婷等[35]的研究发现，小Y染色体是由于Y染色体上高度重复的DNA或AZF区域直接缺失或功能受损所致。有学者认为小Y染色体会使Y染色体中协调睾丸发育成熟的一系列基因片段丢失[36]。还有学者通过染色质结构分析发现小Y染色体组的男性精子DNA碎片率和畸形率明显高于正常对照组[37]。而李侃等[38]则发现小Y染色体的AZF区域并无缺失，表明小Y染色体缺失的部分是高度重复的DNA部分，并且这部分基因的重复或缺失干扰了相邻的常染色质区。还有学者提出染色体的多态性主要表现为异染色质的变异，它参与了姐妹染色体单体的结合和染色体的分离，位于异染色质附近的常染色质受其影响，会产生花斑效应[39-40]。

一些学者研究了小Y染色体与人工辅助生殖成功率的关系，发现小Y染色体并不影响IVF-ET患者的治疗结局[41-43]。叶尔登切切克等[44]统计的233例男性不育患者中，小Y染色体只有11例，其中存在Y染色体微缺失的仅有1例。这提示了小Y染色体与临床不良孕产史并无关系，与精液异常的关系也有待进一步研究。之前的报道在对小Y染色体进行辨别时仅根据染色体的形态大小加以区分，且欠缺统计学的分析，因此结果有待商榷。本研究选取的病例Y染色体微缺失均为阴性，排除了Y染色体存在长臂部分缺失的可能性；通过染色体相对长度筛选出小Y患者，较形态学观察更准确。比较精子活力正常组和异常组中小Y染色体患者的比例，差异无统计学意义，说明精液异常与小Y染色体没有关系。

小Y染色体与Y染色体长臂部分缺失有时难以区分[45]，可能导致了研究结果的不一致。Y染色体微缺失有较高的遗传性[46]，因此无论Y染色体的形态如何，建议对男性患者进行染色体核型分析的同时做Y染色体微缺失检测，进一步查明精液异常的原因，减少遗传缺陷的发生。