男性不育症患者精子核DNA完整性的临床研究

石 洁 黄 杰

苏州大学附属独墅湖医院生殖医学中心,江苏省苏州市 215000

男性不育症是中国育龄夫妇不孕不育的重要病因,其发生与多种因素有关。目前单凭借精子浓度及活力等常规参数来评估男性生育力和预测妊娠结局已无法满足临床需求,因此需要更高质量和稳定的指标对精液质量进行评价。精子核DNA完整性作为近期男性不育症的研究热点,被认为是评估生育力的最有前景的标志物之一。精子核DNA完整性可用精子DNA碎片指数(DFI)来描述。高精子DFI会导致受精障碍、胚胎发育异常以及妊娠率降低,同时也会增加子代罹患染色体病、神经系统疾病和其他疾病的风险[1-2]。为明确男性不育症患者的精子核DNA完整性情况,比较其在不同精液异常性疾病中的差异,并探讨抗氧化物对精子DNA损伤的临床疗效,本研究针对210例男性不育症患者展开研究。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2022年5—8月于我院生殖医学中心就诊的210例男性不育症患者作为研究对象。患者年龄20～45岁,平均年龄(34.56±8.95)岁。收集分析精液样本,根据常规参数的参考值将患者分为正常精液组、少精子症组(精子浓度<15×106/ml)、弱精子症组[前向运动精子率(PR)<32%]和畸形精子症组(正常形态精子率<4%)。正常精液组平均年龄(34.75±7.95)岁;少精子症组平均年龄(35.59±6.82)岁;弱精子症组平均年龄(35. 68±6.10)岁;畸形精子症组平均年龄(34.60±7.68)岁。按照DFI值将患者分为精子核DNA完整性正常组(DFI≤15%)和异常组(DFI>15%)。精子核DNA完整性正常组平均年龄(34.29±7.60)岁;DNA完整性异常组平均年龄(35. 05±6.41)岁。各组一般资料经比较差异无统计学意义(P>0.05),存在可比性。本研究已获得医院伦理委员会批准(伦理审批号:230001),且患者对研究知情同意。纳入标准:育龄期已婚男性,性生活规律,未采取任何避孕措施同居1年以上。排除标准:女方不孕,隐睾、附睾及输精管异常,精索静脉曲张,生殖系统炎症,性功能障碍等,特殊及家族病史,不良生活习惯如酗酒吸烟等。

1.2 方法 给予精子核DNA完整性异常患者左卡尼汀(LC)和辅酶Q10(CoQ10)治疗。LC(东北制药集团沈阳第一制药有限公司,国药准字H19990372,规格:10ml)10ml,tid和CoQ10[卫材(中国)药业有限公司,国药准字H10930021,规格:10mg]10mg,tid,口服,持续治疗3个月。

1.3 精液检查

1.3.1 常规参数检测。嘱咐患者采集前禁欲2～7d,后通过手淫法采集的精液样本置于37℃温箱内液化,再用穗加自动分析仪检测常规参数如精子浓度、活动力、PR和正常形态精子率。

1.3.2 精子DFI检测。采用精子染色质结构分析法配合迈瑞流式细胞仪低速检测样本。所用试剂盒为精子核完整性染色试剂盒(南京欣迪生物药业公司)。仪器计数10 000个以上细胞,软件自动分析荧光比例并处理数据。

1.4 观察指标 比较正常精液组、少精子症组、弱精子症组和畸形精子症组的DFI。比较精子核DNA完整性正常组和DNA完整性异常组的精液常规参数。应用Pearson检验分析DFI与精液常规参数之间的相关性。最后比较精子核DNA完整性异常患者治疗前后的精液常规参数及DFI值。

2 结果

2.1 不同质量精液组精子DFI比较 少精子症组(26例)、弱精子症组(47例)、畸形精子症组(43例)和正常精液组(94例)的精子DFI分别为(18.65±5.21)%、(27.11±9.40)%、(20.46±6.28)%、(13.92±4.87)%,组间比较差异有统计学意义(F=15.282,P=0.000<0.05),从高到低依次为弱精子症组、畸形精子症组、少精子症组、正常精液组。

2.2 精子核DNA完整性正常组与DNA完整性异常组精液常规分析结果比较 精子核DNA完整性异常组的精子浓度、活动力、PR和正常形态精子率均低于DNA完整性正常组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 精子核DNA完整性正常组与异常组精液常规分析结果比较

2.3 男性不育症患者精子DFI与各常规参数之间的相关性分析 相关性分析得出男性不育症患者的精子DFI与精子浓度、活动力、PR和正常形态精子率呈负相关(P<0.05)。见表2。

表2 精子DFI与各参数之间的相关性分析

2.4 治疗前后精子核DNA完整性异常患者精液常规参数、DFI比较 经LC联合CoQ10治疗后,精子核DNA完整性异常患者的精子浓度、活动力、PR和正常形态精子率较治疗前增高,DFI值较治疗前降低,差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表3 治疗前后精子核DNA完整性异常患者精液常规参数、DFI比较

3 讨论

传统的精液质量评估仅限于精子浓度、活动力和形态等常规检测层面,不涉及精子核DNA完整性的评价。与常规分析相比,精子核DNA完整性更能从分子水平上揭示精子的功能和男性的生育潜能。精子核DNA作为遗传信息的载体,是正常受精过程的重要保证,对后续妊娠和胎儿发育有着显著的作用[3]。同时临床研究也表明精子核DNA的完整性水平能显著预测辅助生殖技术的成功率及孕后的妊娠风险[4-7]。因此临床上进一步强调进行精子核DNA完整性评估的必要性。

研究表明男性不育患者的精子DNA损伤程度高于正常男性[8]。精子核一旦受损,DNA双链上与精子发生相关的基因发生缺失或表达改变,导致精子发生障碍和凋亡增加[9]。此外精子DNA受损也会加重线粒体损伤,导致精子所需ATP减少及活性氧(ROS)产生增加,致使少、弱精子症的发生[10]。Maettner等[11]的研究也表明精子形态缺陷患者的DNA碎片化程度明显增加。同样地,本研究也发现少、弱、畸形精子症组的DFI值较正常精液组偏高;精子核DNA完整性异常组的精子浓度、活动力、PR及正常形态精子率较DNA完整性正常组偏低;且精子DFI与所测精液常规参数之间呈负相关。以上结果均说明男性不育症患者的精子核DNA完整性与精液质量密切相关。然而有研究表明精子浓度、活动力甚至形态都正常的精液标本,其精子DFI未必异常[6]。这提示DFI也可作为一个男性生育力的独立预测因素。

然而引起精子核DNA完整性异常的机制仍尚未明确。一般认为生殖道感染、热应激、精索静脉曲张、精子凋亡、染色质异常组装和不良生活方式等因素与精子DNA受损有关[12]。其中氧化应激被认作是各危险因素作用的共同通路。Karam等[13]发现不育男性的精液ROS水平和精子DNA碎片水平明显高于可生育男性。过量的ROS通过诱导脂质过氧化继而攻击精子质膜,致使精子DNA单或双链发生断裂[14]。故可考虑采用抗氧化剂来治疗精子核DNA完整性异常。

LC和CoQ10是目前临床上治疗男性不育的常用抗氧化剂。LC是水溶性抗氧化剂,可将脂肪酸运输到线粒体进行氧化为精子提供能量[15]。CoQ10是脂溶性抗氧化剂,在维持线粒体能量生成和脂蛋白代谢方面起着重要作用[16]。LC和CoQ10可通过减少ROS水平和改善精子核组装过程来拮抗氧化应激诱导的DNA损伤,并改善精子浓度、活力和正常形态率[17]。已有研究显示联合使用LC和CoQ10的效果要优于单独使用LC或CoQ10[18]。同样地,本研究中针对精子核DNA完整性异常患者实施LC联合CoQ10治疗后发现患者的精子浓度、活动力、形态和DFI较治疗前有所改善。

综上所述,男性不育症患者的精子核DNA完整性异常主要与其精液质量有关,精子DFI联合常规参数综合分析可以更加全面评估精液质量。临床上采用LC联合CoQ10对精子核DNA受损患者予以治疗,可有效改善其精液质量并减轻精子DNA损伤。但由于本研究存在一定的局限性如病例数量偏少,观察时间不长等,因此还需要加大样本量,延长调查时间,拓展空间跨度来对进一步完善临床研究。