VC患者HIF-1α、IL-1β水平与精子质量的关系及对术后恢复情况的评估价值*

艾热提·阿皮孜,阿不来提·买买提明,布海丽且木·阿布都海拜尔,斯迪克江·尼亚孜,李晓东△

新疆医科大学第一附属医院:1.泌尿外三科;2.泌尿外二科,新疆乌鲁木齐 830054

精索静脉曲张(VC)是泌尿男科常见疾病,普通人群发病率约为15%,不育人群发病率约为35%,且75%～85%的VC患者可继发不育[1]。VC轻症者无需治疗,但症状严重时可致生精能力不可逆损伤,甚至导致睾丸萎缩[2]。目前显微镜下精索静脉曲张结扎术(MCV)是临床治疗VC的主要术式,不同患者术后恢复情况不同,有研究表明,术后仍有部分患者未能如期恢复生育能力[3]。有研究提出,睾丸低氧及免疫异常不仅与VC发生有关,还可能参与VC继发不育的发病过程[4-5]。因此,有必要探索VC患者睾丸免疫反应与精子质量间的关系,以制订干预措施改善患者预后。低氧诱导因子-1α(HIF-1α)是高特异性核转录因子,既往认为其主要在低氧过程中发挥作用,但有研究发现,HIF-1α与异常免疫反应的早期活化有关,通过抑制小鼠HIF-1α表达可阻断异常免疫的发生[6]。白细胞介素(IL)-1β是参与先天免疫的一种重要促炎细胞因子,参与多种自身免疫性炎症反应及细胞活动,路保赛等[7]研究显示,附睾炎小鼠血清IL-1β水平升高,通过抑制IL-1β生成能显著改善小鼠精子活力。本研究旨在探讨VC患者血清HIF-1α、IL-1β水平与精子质量的关系,为临床早期评估术后恢复情况提供参考。现报道如下。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2020年2月至2021年4月于本院接受MCV治疗的VC患者128例作为研究组,同期选取于本院进行体检的生育功能正常者64例作为对照组。纳入标准:(1)研究组符合VC诊断标准[8],且药物治疗3个月以上症状未改善;(2)规律性生活至少1年配偶未孕;(3)有生育意愿,可配合随访;(4)VC程度达Ⅱ度以上;(5)配偶经体检显示生育功能正常;(6)知情研究内容,签署同意书。排除标准:(1)肿瘤压迫等导致的继发性VC;(2)有VC术史;(3)有遗传、先天发育异常、神经、精神疾病;(4)勃起功能障碍、逆行射精;(5)无精子症;(6)睾丸萎缩。本研究通过本院伦理委员会审核批准。

研究组年龄23～42岁,平均(32.38±3.86)岁;体重指数17～28 kg/m2,平均(23.65±1.97)kg/m2;饮食习惯:喜肥甘44例,喜清淡40例,均衡44例;工作性质:脑力55例,体力41例,混合型32例。对照组年龄24～43岁,平均(33.04±3.91)岁;体重指数17～28 kg/m2,平均(23.86±1.54)kg/m2;饮食习惯:喜肥甘21例,喜清淡22例,均衡21例;工作性质:脑力24例,体力19例,混合型21例。两组基线资料比较,差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。

1.2方法 研究组均常规进行MCV治疗,术后常规抗炎,嘱患者多休息,避免剧烈运动,定期复查。

1.2.1血清HIF-1α、IL-1β水平检测 研究组术前、术后3个月,对照组体检当日,采用非抗凝真空管采集研究对象清晨空腹肘静脉血4 mL,离心(15 min、3 500 r/min)取上层血清保存至液氮,采用酶联免疫吸附试验检测HIF-1α、IL-1β水平。具体步骤:取出冰冻血清及冷藏试剂盒自然复温至室温,振荡混匀血清,取试剂盒原装液30 mL用蒸馏水稀释至1 200 mL,各取标准品、血清25 μL加至对应孔,每孔加抵抗素25 μL,混匀30 s,室温避光孵育30 min;甩尽板中液体,每孔加350 μL洗涤液洗板,去水滴,重复3次;每孔加50 μL辣根过氧化物酶,混匀30 s,室温孵育30 min,洗板;每孔加显色液50 μL,混匀10 s,室温孵育15 min;每孔加50 μL终止液,混匀30 s,30 min在450 nm处读取吸光度值,参照标准曲线获得所测指标水平。操作均由资深的检验科技师参照操作步骤规范完成。

1.2.2精子质量 研究组术前、术后3个月,对照组体检当日检查精子质量(检查前5 d内无排精),自慰法获得精液保存至干燥清洁瓶子即刻送检,记录精液量,取10 μL完全液化精液加至红宝石MACRO精子计数板通过西班牙SCA-H-01型全自动精子质量分析仪分析得到精子浓度、精子活力、精子存活率等参数。

1.2.3观察指标 (1)比较对照组、研究组术前及术后3个月血清HIF-1α、IL-1β水平和精子质量(精液量、精子浓度、精子活力、精子存活率)。(2)分析术前及术后3个月血清HIF-1α、IL-1β水平与精液量、精子浓度、精子活力、精子存活率的相关性。(3)比较研究组配偶不同受孕情况的临床资料。(4)分析研究组未孕的独立影响因素。(5)分析血清HIF-1α、IL-1β水平对配偶未孕的评估价值。

2 结 果

2.1两组血清HIF-1α、IL-1β水平及精子质量比较 研究组术后3个月血清HIF-1α、IL-1β水平低于术前,精液量、精子浓度、精子活力、精子存活率高于术前(P<0.05)。研究组术前、术后3个月血清HIF-1α、IL-1β水平高于对照组,精液量、精子浓度、精子活力、精子存活率低于对照组(P<0.05)。见表1。

表1 两组血清HIF-1α、IL-1β水平及精子质量比较

2.2血清HIF-1α、IL-1β水平与精子质量的关系 术前血清HIF-1α、IL-1β水平与精液量、精子活力、精子存活率、精子浓度呈强负相关(P<0.05),术后3个月血清HIF-1α、IL-1β水平与精液量、精子活力、精子存活率、精子浓度呈弱负相关(P<0.05)。见表2。

表2 血清HIF-1α、IL-1β水平与精子质量的关系

2.3配偶不同受孕情况患者的临床资料比较 对VC患者随访1年无脱落,配偶受孕74例,未孕54例。配偶不同受孕情况患者的年龄、配偶年龄、体重指数、饮食习惯、工作性质、吸烟、饮酒、熬夜、高血压史、VC患侧比较,差异无统计学意义(P>0.05)。配偶未孕患者抗精子抗体阳性率、临床分度、术前及术后3个月血清HIF-1α、IL-1β水平高于配偶受孕患者,术前及术后3个月精液量、精子活力、精子存活率、精子浓度低于配偶受孕患者(P<0.05)。见表3。

表3 配偶不同受孕情况的临床资料比较或n(%)]

2.4配偶未孕的独立因素分析 将抗精子抗体阳性、临床分度、术前及术后3个月血清HIF-1α、IL-1β水平、精液量、精子活力、精子存活率、精子浓度进行多重共线性检验,发现术前、术后3个月精液量、精子活力、精子存活率、精子浓度及术前血清HIF-1α、IL-1β水平存在多重共线性(VIF>5),故手动移除术前、术后3个月精液量、精子活力、精子存活率、精子浓度及术前血清HIF-1α、IL-1β水平。将抗精子抗体阳性、临床分度、术后3个月血清HIF-1α、IL-1β水平作为自变量,配偶受孕情况作为因变量,进行多因素Cox回归分析,结果发现,校正抗精子抗体阳性、临床分度后,术后3个月血清HIF-1α、IL-1β水平升高均为配偶未孕的独立危险因素(P<0.05)。见表4。

表4 配偶未孕的独立因素分析

2.5HIF-1α、IL-1β对配偶未孕的评估效能 HIF-1α、IL-1β评估配偶未孕的AUC分别为0.791、0.826,二者联合评估的AUC为0.908,大于HIF-1α(χ2=2.646,P=0.008)、IL-1β(χ2=2.135,P=0.043)单独评估的AUC(P<0.05)。见表5。

表5 HIF-1α、IL-1β评估配偶未孕的价值

3 讨 论

VC主要病因是肾脏血液回流障碍转而向下进入精索静脉,同时精索静脉瓣膜功能缺陷造成肾脏血流向精索并诱发睾丸进行性功能减退[9]。目前MCV尽管可治疗VC,但如何通过量化指标判断患者术后生育情况,及早实现个体化干预,促使患者尽早康复仍是临床亟须解决的问题之一。

本研究发现,VC患者精液量、精子浓度、精子活力、精子存活率均降低,且MCV术后仍有部分患者精子质量未实现预期改善目标。与相关研究结果中VC患者精子质量普遍低下,干预后不同患者术后恢复情况存在个体化差异一致[10-11]。鉴于VC患者发病及术后睾丸功能恢复过程均涉及睾丸血液循环,同时有研究提出,VC时睾丸血液循环阻滞长期处于慢性缺氧状态可造成精原细胞、支持细胞的损伤和凋亡、坏死,继而影响睾丸生精功能及患者术后恢复[12]。本研究推测从“缺氧”层面进行研究或可为临床评估VC患者MCV预后提供参考。HIF-1α是重要的缺氧细胞应答因子,能促进细胞增殖、抑制细胞凋亡[13]。李宏军等[14]研究证实,VC患者血清HIF-1α水平升高,通过MCV干预可降低HIF-1α水平,改善精子质量。本研究也发现,VC患者MCV术后HIF-1α水平降低,但配偶不同受孕情况的患者术前HIF-1α水平及术后降低程度不同。进一步分析发现,术前血清HIF-1α水平与精子质量呈强负相关,术后呈弱负相关(P<0.05)。原因可能是HIF-1α主要生物学作用是与缺氧应答基因结合后参与促进血管生成、葡萄糖转运及细胞增殖等多种细胞生命活动,但在VC患者中HIF-1α过度表达时可能会造成局部血管异常生成加重静脉迂曲,继而加重组织缺氧及炎症反应,从而影响精子产生,表现为HIF-1α水平越高精子质量越差[15]。也有研究提出,HIF-1α过表达时可致巨噬细胞表面受体及炎症介质表达增加[16]。由此说明,血清HIF-1α水平可能与患者MCV术后恢复情况有关,但也反映炎症与VC患者精子损伤过程关系密切,可联合炎症指标检测评估和改善MCV术后恢复情况[15-16]。

IL-1家族细胞因子在炎症免疫学中的作用具有唯一性,其与同类细胞因子家族对比,IL-1家族细胞因子与先天免疫有关,95%以上的生物体生存需依赖先天免疫,而先天免疫表现为炎症[17]。IL-1β是先天免疫系统前哨细胞,其通过系统分泌或旁分泌形式生成一种炎症始动因子[18]。胡素芹等[19]研究显示,IL-1β能遏制生成睾酮的蛋白酶基因转录、表达,继而阻碍精子产生,影响精子质量。本研究发现,MCV患者血清IL-1β水平升高,且与精子质量有关,与上述研究一致。但血清IL-1β水平是否能为临床早期评估MCV术后恢复情况提供参考尚无定论。本研究发现,配偶未孕患者血清IL-1β水平升高更明显,提示IL-1β高水平可能与配偶未孕有关。分析认为IL-1β可能一方面作为旁分泌因子遏制睾丸间质细胞生成睾酮,从而影响精子产生[20],另一方面可能会破坏睾丸内正常免疫反应,甚至转成免疫损伤,继而造成睾丸间质细胞、支持细胞的功能异常[21]。有研究表明,左侧VC的小鼠睾丸支持细胞内富含空泡,溶酶体数量增加,腔内大量存在黏液状物质[22]。因支持细胞是精子产生最适微环境的重要组成部分,而间质细胞可生成睾酮并促使精子产生及维持正常活性[23],由此说明IL-1β可能会通过损伤睾丸间质细胞及支持细胞,影响精子产生至成熟的各阶段。但VC患者MCV术后受多重因素影响。本研究Cox回归分析结果发现,校正抗精子抗体阳性、临床分度后,术后3个月血清HIF-1α、IL-1β水平升高仍会增加配偶未孕风险,进一步行ROC曲线分析,HIF-1α、IL-1β联合评估配偶未孕的AUC大于单独指标的AUC,可为VC患者的预后情况提供判断依据。

综上所述,VC患者血清HIF-1α、IL-1β水平与精液质量密切相关,联合检测HIF-1α、IL-1β有助于评估VC患者MCV术后恢复情况。