体外受精周期低受精与精子相关参数的多因素分析*

邢鹏，陈英，于晓光，殷晨星，李克用，袁博

（1.保定市妇幼保健院 生殖医学科，河北 保定 071000；2.河北大学附属医院儿科， 河北 保定 071000）

在体外受精（in vitro fertilization,IVF）过程中完全不受精或低受精（＜30%）的发生率为4%～16%[1]。受精过程包括：精卵识别、精子发生顶体反应（acrosome reacted,AR）、精卵质膜融合、卵子皮质反应阻止多精受精及雌雄原核形成与融合，任何环节的异常都可能导致受精失败[2]。常见影响因素包括：不孕类型、不孕年限及女方卵巢功能和促排卵方案等[3-4]。而精液参数的影响一直存在争议，不同的研究往往得出有差异的结论，这种差异性可能是由于女方因素的偏倚导致[5-7]。本研究通过匹配女方因素控制偏倚，以分析低受精的发生与精子因素的相关性。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2017年6月—2018年10月于保定市妇幼保健院生殖医学科进行IVF 助孕的患者264例。 纳入标准：①原发不孕；②女方年龄＜40 岁，BMI 18 ～25， 基 础 促 卵 泡 激 素（follicle-stimulating hormone,FSH）≤12 IU/L，基础窦卵泡素≥7 枚，获卵数≥5 枚[8]；③月经期或黄体期长方案促排卵。排除标准：①女方患有多囊卵巢综合征和子宫内膜异位症；②女方既往有卵巢肿瘤病史；③男方前向运动精子总数＜5×106个，正常形态精子率＜4%，特别是圆头精子症等；④双方任何一方染色体异常。根据受精5 ～6 h 拆卵后第二极体的出现与否，将患者分为低受精组（受精率＜30%）和正常受精组（受精 率≥30%），分别有63 和201例。

1.2 方法

1.2.1 IVF 治疗 患者均采用月经期或黄体期GnRHa法长方案。取卵日男方精液经Sperm Grad 密度梯度离心法优选，与卵子在二氧化碳CO2培养箱中受精。

1.2.2 受精判断 受精5 ～6 h 后早剥卵，通过观察第二极体的排出情况确定受精与否。对于未排出第二极体的卵细胞，最迟观察到受精7 h 后，对未受精的卵细胞行早补救卵质内单精子注射。

1.2.3 精子分析 根据《世界卫生组织人类精液检查与处理实验室手册（第5 版）》[9]进行各项精子参数的检测。分别记录正常形态精子率、头部缺陷精子率、中段缺陷精子率、尾部缺陷精子率、过量胞浆残留率，并计算精子畸形指数，精子畸形指数=计数精子缺陷总数/计数精子总数。记录混合抗球蛋白反应（mixed antiglobulin reaction,MAR）、自发AR、精子DNA 碎片指数、精子前向运动比率、前向运动精子总数、洗涤后精子前向运动比率及洗涤后前向运动精子总数。

1.3 主要试剂

Diff-Quik 快速染色试剂盒、抗精子抗体检测试剂盒（混合抗球蛋白凝集法）、精子顶体染色试剂盒（PSA-FITC 染色法）及精子DNA 碎片染色试剂盒（瑞-吉染色法）均购自安徽安科生物工程（集团）股份有限公司。

1.4 统计学方法

数据分析采用SPSS 21.0 和Medclac 17.2 统计软件。计量资料以均数±标准差（±s）表示，比较用t检验；影响因素分析采用二分类Logistic 回归模型，绘制受试者工作特征（receiver operating characteristic curve,ROC），并计算曲线下面积（area under curve,AUC），P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者基本资料比较

两组患者男女性年龄、不孕年限、女性BMI、基础FSH 和获卵数比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。说明两组患者的基线数据整齐，较好地平衡了女方因素对受精率影响的偏倚。见表1。

2.2 两组患者精子参数比较

两组患者头部缺陷精子率、精子畸形指数和自发AR 比较，经t检验，差异有统计学意义（P＜0.05），低受精组高于正常受精组。调整了入组标准后，前向运动精子总数、MAR 及精子DNA 碎片指数等指标，对IVF 周期低受精未表现出预测价值。见 表2。

2.3 IVF 低受精的Logistic 回归分析

将差异有统计学意义的指标自发AR、头部缺陷精子率和精子畸形指数作为自变量，将IVF 周期低受精是否发生作为因变量，采用二分类Logistic 回归分析，建立预测低受精发生的回归方程：Logit（P）= -19.234+0.124 头部缺陷精子率+3.212 精子畸形指数+ 0.237 自发AR。结果显示，头部缺陷精子率、精子畸形指数和自发AR 均为IVF 周期低受精的影响因素（P＜0.05）。见表3。

2.4 不同精子参数及回归方程预测IVF 周期低受精的ROC 曲线分析

根据AUC 比较3 项精子参数及回归方程的预测价值，根据约登指数确定截断值及敏感性和特异性。通过各因素AUC 比较可知，回归方程的预测价值最大。见表4和图1。

表1 两组患者基本资料比较 （±s）

表1 两组患者基本资料比较 （±s）

组别 n 女性年龄/岁 男性年龄/岁 不孕年限 女性BMI/（kg/m2） 基础FSH/（IU/L） 获卵数/枚低受精组 63 29.09±4.74 29.71±4.25 3.53±1.69 21.93±1.92 7.69±2.58 8.62±3.93正常受精组 201 28.84±4.51 29.45±5.27 3.16±1.44 22.32±2.07 7.27±2.62 9.28±3.46 t 值 0.379 0.409 1.722 1.355 1.099 1.204 P 值 0.705 0.683 0.086 0.177 0.273 0.232

表2 两组患者精子参数比较 （±s）

表2 两组患者精子参数比较 （±s）

组别 n 正常形态精子率/%头部缺陷精子率/%中段缺陷精子率/%尾部缺陷精子率/%过量胞浆残留率/% 精子畸形指数 MAR/%低受精组 63 4.60±1.85 88.37±5.22 25.18±5.26 10.68±3.10 5.08±2.40 1.43±0.17 10.73±5.13正常受精组 201 4.90±1.75 83.45±7.16 24.57±6.88 10.42±3.34 5.70±2.62 1.34±0.15 9.74±4.84 t 值 1.173 5.928 0.746 0.551 1.673 3.905 1.397 P 值 0.242 0.000 0.457 0.582 0.095 0.000 0.164洗涤后前向运动精子总数/（×106 个/L）低受精组 63 13.05±8.62 15.17±5.35 24.97±9.45 23.00±8.10 84.86±7.22 17.56±6.14正常受精组 201 11.06±7.69 10.22±3.85 22.94±7.88 21.21±7.15 85.83±6.34 19.02±7.39 t 值 1.743 6.812 1.701 1.680 1.031 1.573 P 值 0.082 0.000 0.090 0.094 0.303 0.118组别 n 精子DNA 碎片指数/% 自发AR/% 精子前向运动 比率/%前向运动精子总数/（×106 个/L）洗涤后精子前向 运动比率/%

表3 IVF 周期低受精的Logistic 回归分析参数

表4 预测IVF 周期低受精的相关参数

图1 不同参数及回归方程预测IVF 周期低受精的 ROC 曲线

3 讨论

短时受精结合早补救卵质内单精子注射增加了胚胎利用率，改善了低受精或完全不受精患者的临床结局[1，10-11]。但是，并不是所有卵子均在受精后6 h 左右排出第二极体，10%左右的卵子会在更晚的时间排出，过早的补救可能导致人类常规体外受精中3 原核受精卵的发生[12]。早期剥除卵丘颗粒细胞，阻断了颗粒细胞与卵细胞之间的相互作用[13]。此外，如果对患者均行早期剥卵观察，不仅增加胚胎暴露时间，而且增加了胚胎实验室人员的工作量。因此，研究低受精发生的相关因素，进行科学的预测具有重要意义。

有研究指出正常形态精子率≥4%为选择IVF 助孕的指征，而其＜4%则应选择卵质内单精子注射助 孕[14-15]。与其他精子形态学异常相比，头部缺陷精子率与低受精的发生显示出更强的相关性。GATIMEL等[16]将不同的精子形态与病理生理学联系起来，发现头部缺陷，特别是全部球形精子症、巨头畸形及斩首精子综合征等存在严重的生理和遗传学缺陷。AUGER 等[17]同样发现在不育人群中上述头部缺陷的精子比例较可育组明显升高。

1996年AZIZ 等[18]首次报道SDI 可作为IVF 结果的预测指标。精子畸形指数纳入了多重精子缺陷指数，较之单一的缺陷率，具有更佳的统计学意义，世界卫生组织第5 版手册也将其纳入为可供选择的评估指标[9]。江伟杰等[19]关于受精失败的预测模型中，将SDI 纳入了Logistic 变量，与本研究的结论类似。

精子-卵子相互识别、结合并最终相互融合是有性生殖的显著特点，而透明带诱导的AR 缺陷是IVF中受精失败的重要原因[20]。AR 缺陷主要表现为大量自发AR，其原因为顶体的过早成熟，并与受精失败显著相关[21]。XU 等[22]通过前瞻性队列研究，最终发现自发AR 是受精结果的唯一重要预测因子。

综上所述，头部缺陷精子率、精子畸形指数及自发AR 与IVF 低受精的发生相关，预测低受精发生的Logistic 回归方程具有较好的预测价值。当回归方程预测值（P）＞-1.461 时，建议患者选择卵质内单精子注射助孕。