睾丸菌群失调与非梗阻性无精症的研究进展

崔帆，阴克强，王文湛 综述；双卫兵 审校

（1.山西医科大学第一临床医学院，山西太原030001；2.山西医科大学第一医院泌尿外科，山西太原030001）

不孕不育的发病率逐年升高，已成为一个世界性的医学难题。WHO 数据显示，全球有10%～15%的育龄夫妇存在不孕不育的问题，而男性不育占50%［1］。男性不育与性功能障碍、精索静脉曲张、生殖系统感染、内分泌、梗阻性无精症（obstructive azoospermia, OA）、非梗阻性无精症（non-obstructive azoospermia, NOA） 等有关［2］。NOA 在成年男性中的发病率约为1%，占不育男性的10%～15%，是男性不育症的主要病因之一［3］。NOA 主要是睾丸组织本身生精障碍导致精液检查中未发现精子，其发病机制尚不明确，目前缺乏有效的防治手段［4］。

传统观念认为，睾丸是无菌的［5］。近年来多个研究证实正常的睾丸组织和精液中也存在多种细菌［6-10］，NOA 可能与睾丸菌群（testicular bacterial microbiome,TBM）失衡有关［6］。本文就正常睾丸组织菌群、NOA 患者睾丸组织菌群、诊断、治疗等进行综述。

1 组织菌群的稳态与失衡

细菌微生物群（bacterial microbiome, BM）是细胞外微环境的重要组成部分，存在于人体内的微生物群在维持人类健康与疾病发生发展中发挥着重要作用［11］。LLOYD-PRICE 等［5］研究总结了包括肠道、口腔、皮肤、气道、母乳、阴道以及尿道等人体各组织器官中的正常BM。

1.1 稳态

人体表面和体内生活着超过100 万亿的共生微生物，分布于肠道、口腔、皮肤、阴道和尿道等部位［5，11］。处于稳态的人体菌群具有重要的生理功能，不仅为人类提供了独特的酶并形成特异的生化通路，而且参与物质代谢、形成黏膜屏障、促进免疫系统发育与成熟、保护宿主免受病原攻击等过程［12］。肠道菌群作为最大、最复杂的微生态系统，可以影响消化系统及其他器官，调节包括代谢、细胞发育及免疫等各种生理功能［13］。

1.2 失衡

组织菌群失衡会导致许多疾病的发生，如慢性疾病（肥胖、糖尿病、动脉粥样硬化等）、感染性疾病、自身免疫性疾病、精神疾病及癌症［13］。肠道菌群失衡后可以通过激活肝脏Kupffer 细胞等方式加速各个病因（病毒性、毒理性和代谢异常等）引起的肝脏损伤的进展，并可影响全身其他组织器官疾病的发生发展［13-14］。肠道菌群失衡也可影响睾酮循环水平及雌激素水平从而影响精子的发生［15-16］。

2 正常睾丸组织菌群

关于正常男性生殖道及精液中微生物群落的组成的研究寥寥［8］。ALFANO 等［6］应用超深焦磷酸测序发现，睾丸组织中也存在BM。正常睾丸组织中存在少量细菌，其中以放线菌门、拟杆菌门、厚壁菌门和变形菌门为主。SHIN 等［17］曾报道正常睾丸组织菌群中发现的菌群种类与人类肠道相似，但相对丰富度不尽相同。目前多项研究发现男性精液中也存在多种细菌，精液菌群的组成在不同男性中差异很大，且精液质量与精液菌群特征密切相关［7-9］。正常精液中存在金黄色葡萄球菌、链球菌、乳酸杆菌、棒状杆菌、肠球菌、大肠杆菌等细菌［10］。由于精液中的细菌来源于不同部位［8］，TBM 是否可能对精液中的菌群产生影响仍需进一步研究。

3 非梗阻性无精症

无精症病因较为复杂，目前可以根据患者的输精管道是否梗阻分为OA 和NOA［18］。NOA 是指与生殖道梗阻无关的精液中无精子的生精障碍性疾病。NOA 的病因尚不清楚，目前的研究表明NOA 与感染、免疫、内分泌因素及分子遗传学关系密切［19-26］。ALFANO 等［6］研究发现NOA 患者睾丸组织菌群较正常睾丸组织发生了变化，并指出这种变化与NOA 有关。

3.1 NOA 的发病机制

3.1.1 分子遗传学因素 基因突变和染色体异常所引起的精子发生障碍是NOA 的重要原因［19］。目前已知的与NOA 相关的基因包括有AZF、DAZLA、SYCP3 等［20-22］。精子生成还受转录因子、信号通路的调控。研究表明，LncRNAs 与miRNAs的异常表达均可影响精子的正常发育过程从而导致NOA 的发生［23-24］。

3.1.2 内分泌因素 无精症中最常见的内分泌异常是促性腺激素分泌不足，促性腺激素分泌不足性腺功能减退（hypogonadotropic hypogonadism,HH）是由于促性腺激素释放激素（gonadotropinreleasing hormone, GnRH） 和/或卵泡刺激素（follicle-stimulating hormone, FSH）、黄体生成素（luteinizing hormone, LH）分泌不足，进而导致雄激素缺乏和精子生成障碍［25］。

3.1.3 感染及免疫 男性生殖系统微生物感染及免疫疾病是导致NOA 的重要病因。多种微生物，包括细菌、病毒与寄生虫，可以感染男性生殖系统，并诱导炎症反应，从而损伤男性生育力。另外，在某些病理状态下生精细胞抗原可诱导自身免疫反应，并产生抗精子抗体（anti-sperm antibody,AsAb），诱导精子凋亡，并可促进吞噬细胞清除精子，从而导致精液质量下降［26］。

3.2 NOA 与睾丸菌群的关系

ALFANO 等［6］的研究表明NOA 患者TBM 与正常TBM 存在显著差异。与正常TBM 相比，NOA患者睾丸组织中放线菌门和厚壁菌门的数量增加，且放线菌门是NOA 患者睾丸组织中最主要的细菌类型，而拟杆菌门和变形菌门的数量则相对减少，且完全缺乏不解糖嗜胨菌，细菌总体的丰富度和多样性也降低。菌群失调可导致生殖细胞发育不良，这可能也是NOA 发生发展的重要机制。

4 NOA 的诊断

4.1 NOA 一般诊断方法

对于NOA 的检查主要包括病史、体格检查、辅助检查三个方面。详细地询问病史，通过了解患者婚育史、性生活史、家族遗传史等有助于明确诊断并寻找致病因素。对患者生殖系统及全身检查有助于发现潜在病因。辅助检查包括精液分析、内分泌检查、遗传学检查、生殖道病原微生物检查、AsAb 检测、精浆生化检查等。诊断无精症至少要有三次以上严格的精液检查［18-27］。

4.2 基于TBM 的检查

一些研究发现某些疾病的发生发展与微生物特征密切相关［28］。近年的研究发现：精液中的厌氧球菌和嗜酸乳杆菌通过影响精子形态及精子运动从而导致精液质量下降，并指出可以将精液中梭状芽孢杆菌特征作为生殖细胞发育不良的可靠标志物［8-9］。由于生殖细胞发育不良及NOA 与TBM 同样关系密切，且TBM 可能影响精液中的菌群，未来可以根据TBM 探索更多作为生殖细胞发育不良及NOA 的标志物。临床中可通过检测精液中的这些有待发现的微生物特征来判断NOA 患者是否存在睾丸菌群失调。

5 NOA 的治疗

5.1 一般治疗

治疗NOA 的常用药物包括抗雌激素类药物（他莫昔芬、氯米芬）、抗氧化剂（L-肉碱、谷胱甘肽、维生素E）、芳香酶抑制剂、促性腺激素类、微量元素（锌和硒）等。目前经验性药物治疗以促进精子发生为目标，但对NOA 具体的治疗方式目前尚未达成共识［27］。自SCHOYSMAN 等［29］报道无精症患者接受卵胞浆内单精子显微注射（intracytoplasmic sperm injection,ICSI）治疗获得成功以来， 睾丸精子获取术（testicular sperm extraction,TESE）/ICSI 被广泛用于NOA 和其他一些严重的男性不育症的治疗。目前，对于患者主观意愿强烈且满足手术适应证的NOA 患者，可实施睾丸取精、micro-TESE 等外科治疗［18，27］。

5.2 基于TBM 的治疗

多项研究发现通过口服益生菌调节肠道菌群稳态有助于治疗肠炎、急性肝损伤甚至癌症［13-14］。许多动物模型已经证明了细胞外微环境与精子发生的整个过程的相关性，恢复TBM 的稳态对生殖细胞的产生非常重要［30-31］。将TBM 作为治疗靶点，通过类比调节肠道菌群的方式来调节TBM，使其保持稳态，有望成为新的NOA 治疗手段［6］。

6 展望

组织相关BM 是许多组织、器官重要的细胞外微环境成分，但目前尚未将这个概念转化至睾丸组织，未来仍需要更多的研究来探究TBM 的组成及其生理病理机制等。随着人类微生物组与各种疾病的关系证据的增加，利用这些结果来预防、诊治及预测疾病预后已经成为研究的热点。研究NOA 患者TBM 可以更全面地认识NOA 的发病机制，并针对TBM 进行个体化治疗［6］，以解决NOA患者的生育需求。