精浆硒与精子质量及GPx4 铁死亡通路机制的关系分析

周琦，刘瑜，龚炜，陈晓兰，朱科衡，蔡小花

深圳市人民医院计划生育科，广东深圳 518020

全球性社会及健康问题中，男性不育呈现上涨趋势，对其疾病发病病因机制尚不完全明确，但有研究表明，缺少硒或硒过量是影响精子质量导致不育症的重要病因之一[1]。 硒作为机体必须微量元素，以硒蛋白形式存在并发挥生物学作用。 若机体缺乏硒或过量，往往导致机体系统结构损伤及功能下降，但对其具体病理机制尚不明确。 研究表明[2]，铁死亡通路机制中，磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶（GPx4）在精子发生发展的过程中发挥重要作用，成熟精子中转变为失去酶活性必须结构蛋白成分。 该研究选取2019 年1—12 月期间收入少弱精子症患者50 例为研究对象，就精浆硒与精子质量及GPx4 铁死亡通路机制的关系作如下分析，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

抽取该院收入少弱精子症患者总计50 例作为该次观察组，另选取同期收入健康体检者50 名作为该次对照组，纳入标准：①所有纳入对象配偶均无生育障碍；②所有纳入对象自愿参与该次研究，并签订知情同意书；③该次研究经该院伦理委员会批准。 排除标准：①合并影响生育的异常性疾病、性功能障碍以及外生殖器异常者；②工作环境会影响精子质量及不良生活习惯者； ③长期服用药物者。 对照组中年龄28～42 岁，平均（32.6±1.9）岁，观察组中年龄27～43 岁，平均（33.7±2.1）岁，两组一般资料差异无统计学意义（P＞0.05）。

1.2 方法

所有对象均禁欲3～7 d，手淫法提取精液，并装置在干燥洁净量杯内，放置在37℃温箱中30 min，液化后并进行精液常规分析。 取完全液化精液并加入专用稀释液中，采用原子吸收光谱法对硒浓度水平进行检测。 精子GPx4测定：采取实时荧光定量PCR 技术检测。

1.3 统计方法

采用SPSS 18.0 统计学软件处理数据， 计量资料用（±s）表示，采用t检验，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 精液各项指标

观察组精子浓度 （86.56±5.45）×106/mL、 精子总数（262.31±6.56）×106、精子活 力a（14.56±4.12）、硒（39.56±6.59）μg/L 以及GPx4mRNA（0.02±0.01）低于对照组，两组差异有统计学意义（t=4.602、17.494、10.629、23.336、15.000，P＜0.05），见表1。

2.2 硒、GPx4mRNA 与精子质量相关性

硒、GPx4mRNA 与精子质量呈现正相关，差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 硒、GPx4mRNA 与精子质量相关性Table 2 Correlation between selenium, GPx4 mRNA and sperm quality

3 讨论

全国男性不育症患者总计达到5 000 万人。不孕不育夫妇中，因男方原因占比达到30.0%～50.0%。 影响男性患者不育相关因素较多，社会因素中因工作压力大、生育年龄推迟以及工作环境等多种因素，造成患者不育[3]。 沈倚天[4]在左旋肉碱及锌硒微量元素治疗弱精子症的临床研究中结果显示观察组精子浓度（63.0±13.4）×106/mL。 该研究中观察组精子浓度（86.56±5.45）×106/mL，与沈倚天研究相似。 研究表明[5-6]，男性不育症患者中，精液硒水平显著偏低， 当精液中硒水平处于适宜浓度范围且处于升高状态，表明精子数量增多，活性增强。 人类精子细胞中，以大量不饱和脂肪酸为主， 精液中活性氧自由基攻击能诱发脂质过氧化物产生丙二醛等物质，损伤精子膜，且精子活力降低，甚至出现功能丧失，形成不育。 以谷胱甘肽过氧化酶为代表的硒蛋白的特点为抗氧化作用， 清除机体内过多自由基，抑制脂质过氧化作用，保护精子免受氧化损伤，从而提高精子活力。 谷胱甘肽作为GPX4 必须辅助因子，当合成受阻会降低GPX4 活性，细胞抗氧化能力降低，并促进铁死亡发生[7-8]。 GPX4 为生物体内广泛存在的过氧化物分解酶，保护细胞免受膜脂氧化作用，被证实为铁死亡负调控因子。 目前普遍认为，具有氧化还原酶活性硒蛋白是微量元素硒多种生物学功能重要执行者，利用自身酶活性，在增强免疫力、抗衰老以及预防心血管疾病和癌症、维持男性生殖功能等多种生命活动中发挥着重要作用。

表1 两组患者精液各项指标比较（±s）Table 1 Comparison of semen parameters between two groups of patients（±s）

表1 两组患者精液各项指标比较（±s）Table 1 Comparison of semen parameters between two groups of patients（±s）

组别观察组（n=50）对照组（n=50）t 值P 值精子浓度（×106/mL）精子总数（×106）精子活力a b 硒（ug/L） GPx4mRNA 86.56±5.45 91.65±5.61 4.602 0.001 262.31±6.56 285.65±6.78 17.494 0.001 14.56±4.12 25.65±6.12 10.629 0.001 52.65±7.12 34.56±6.96 12.847 0.001 39.56±6.59 71.65±7.15 23.336 0.001 0.02±0.01 0.05±0.01 15.000 0.001

该次研究通过对纳入的100 例患者分别进行硒以及GPX4 检测，结果提示，观察组患者精子各项指标均低于健康体检者，并分析硒、GPx4mRNA 与精子质量呈现正相关，硒、GPx4mRNA 含量越高，表明患者精子数量、活力越高（P＜0.05）。上述结果表明，硒对精子质量影响很大，往往与精子密度、活性及数量密切相关，硒水平高低在精子生成、维持精子结构稳定性等方面有很大作用。 硒蛋白结构成分为硒，缺乏硒时，并非所有组织及硒蛋白表达会受到影响，一些硒蛋白的mRNA 缺硒时，表现为无义介导的降解导致硒蛋白水平表达降低， 但目前有3 条保持特定硒蛋白免受缺硒等级法则： 脑与内分泌组织硒蛋白表达优先；重要功能硒蛋白表达优先；生殖性别差异硒蛋白表达优先，上述硒蛋白表达调控法作为隐藏机制，为目前分子生物学相关研究基础。 睾丸GPx4 同时满足上述3 条登记法则经典，膳食中硒波动机会不能影响表达[9-11]。血脑屏障内具有携带硒功能，能缓冲硒浓度波动，同时与睾丸细胞中GPx4 等本身具有抵制硒水平影响特殊机制。 活体睾丸组织中，硒水平波动是否收到外界影响，仍需从mRNA 转录与蛋白质表达水平进一步验证。 同时，在男性不育症患者治疗中，补充微量元素制剂相关报道越来越多，且临床应用效果显著。 临床医师能依据诊断结果辅助用于疾病诊断，对改善患者的精子质量起着重要作用。

综上所述， 少弱精子症患者中， 硒水平、GPx4mRNA显著偏低，通过上述指标能用于辅助诊断男性不育症，并有望成为不育诊断及预后判断的一个重要指标。