第一个男生的精子能存活几天的基因会不会一直留在女生的身体里

男人吃了别人的精子会影响当天的精子基因吗???

病情描述(发病时间、主要症状、症状变化等):

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为什么腮腺炎可以导致不育?流行性腮腺炎是学龄前和学龄儿童期常见的呼吸道传染病,病原体是腮腺炎病毒,通过唾液飞沫传染。腮腺炎有一个特点,它不但影响腮腺,而且影响睾丸,少数患腮腺炎的男孩会同时患睾丸炎,以至于睾丸红肿、疼痛。虽然像腮腺炎一样,睾丸炎可以自愈,但有时却会留下后遗症,也就是成人之后的不育症。因此,幼儿患腮腺炎一定要积极治疗,以免后患。

如果妻子出现自然流产或胚胎停止发育,又检查不出任何异常,作为丈夫应及时去做检查,别让妻子再“背黑锅”。当然,更重要的是:查出流产的原因。

虽然老张和前妻生育没有任何问题,但随着年龄的增长,男性的精子数量、活力(游走速度)和质量都会下降。有研究表明,在30~50岁之间的男性中,精子数量平均下降了30%,精子游走的速度慢了37%,的比例增加了5倍,这些都增加了胎儿基因异常的可能性。一项新研究发现,男方超过40岁,女方流产的概率约为35%。研究人员认为,这可能与男性的年龄增大容易导致精子的脱氧核糖核酸(DNA)出现断裂、衰退有很大关系。

琳琳曾经怀过两次孕,但都没有保住胎儿。琳琳多次到医院检查却无果,于是她希望老公李强也能到医院去检查一下,但李强却认为自己年轻力壮、性功能正常,坚持不肯。两人多次争吵,李强最后才勉强去了医院。经检查,李强的精子总数只有500万,而正常男子精子总数一般在6000万以上。医生经过详细询问病史,得知李强在幼儿时得过腮腺炎,并引发了睾丸炎。医生告诉他,正是腮腺炎导致了他的不育。

案例二:幼年患病留下不孕后遗症

如果阿勇与小芳血型相同,抗体就不会对相同血型的精子起作用,流产问题也就不会发生;另外,如果阿勇与小芳是第一次妊娠,小芳的体内没有产生过抗体,那么流产也不会发生。“血型不合”造成的流产,多发生在夫妻俩的第二次及其以后的妊娠中。

治疗“血型不合”要禁欲,或使用避孕工具,等待一段时间后再怀孕;或中医中药治疗,减少体内抗体。这里特别要提到的是,这种情况在第一胎时往往不会发生,所以,做好避孕,尽量不做人工流产就会减少这种情况的发生。

圆圆和丈夫大康经过全面检查,身体都很健康,大康的精子质量也较好。那为什么会出现这种情况呢?原来大多数时候,总是最健康的精子和卵子结合,但有些特殊情况下,某些不正常的精子会抢先和卵子结合,也有时是因为卵子与一个精子结合后,,又有第二个精子也和同一个卵子结合,这样形成的受精卵是有先天缺陷的,所以不可能发育成为正常胎儿,导致最终流产。

圆圆婚后两个月就怀孕了,但怀孕后没多久她就出现了肚子疼、阴道出血的症状。咨询医生后,考虑可能是先兆流产,医生让圆圆静养,保胎。几天后,圆圆阴道大量出血,最终流产,后经医生检查为畸形胎—“葡萄胎”。

小芳快30岁时又一次怀孕了。之前她做过一次人工流产,,这一次,在怀孕之后没多久就流产了。经过医生检查,原因是阿勇和小芳“血型不合”。阿勇是B型血,小芳是O型,前一次流产使小芳的体内产生了对抗阿勇精子的抗体,于是这次妊娠时,抗体排斥受精卵,使这个小生命不能正常发育,最终流产。

还有一些男性,因为幼年患病,比如肾炎、恶性肿瘤,服用化疗药物,也可能造成男性少精症、、。

案例一:夫妻“血型不合”导致流产

42岁的老张和年轻貌美的小丽喜结良缘,可婚后小丽两次怀孕都自然流产。老张一直都认为是小丽的问题,因为他和前妻的生育史非常正常,育有一子。然而小丽迟迟没查出问题,,就劝老张去了医院。经查,老张性功能正常,但精子数量和精子活力已经明显下降,精子畸形率也很高。很显然,这就是小丽流产的原因。

案例三:受精卵有先天缺陷会致流产

案例四:老夫少妻女方易流产

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SCSA检测的不育男性精子DNA完整性与精子正常形态的相关性

中山大学硕士学位论文SCSA检测的不育男性精子DNA完整性与精子正常形态的相关性SCSA检测的不育男性精子DNA完整性

与精子正常形态的相关性

指导老师:廖勇彬教授一

目的通过对男性不育患者进行精子染色质结构分析,探讨精子DNA完整性与精子正常形态的相关性,进一步完善不育患者的精液质量评估。初步探讨精子DNA损伤的检测在辅助生殖领域的临床应用价值。

方法收集江门市中心医院生殖医学中心就诊的92名男性不育患者精液,采用CASAJ挂行精液常规参数检测,采用巴氏染色检测精子正常形态,将精子正常形态(M)分为五个组:1组M<I%;2组1%冬M<4%;3组4%≤M<10%;4组lO%SM<15%;5组M>15%。采用SCSA检测每组患者的精子DNA完整性;并对精子DNA完整性与精子正常形态进行相关性分析。

结果92名患者精子形态学分析显示形态异常率为63.04%,精子DNA碎片异常率为61.96%。34名精子形态正常的患者中有14名(41.18%)COMPat参数<15%,但其中也有5名(14.7l%)患者COMPat参数≥30%。精子DNA完整性与精子形态无显著相关,但精子头部形态异常率与精子DNA碎片率相关。

结论精子DNA碎片在是独立于精子形态之外的评价男性不育的指标,应作为精液常规分析的有效补充,综合分析精子染色质完整性及精液常规参数能够对男性生育力进行更全面的评估。关键词:精子形态,染色质结构,SCSA,流式细胞术,不育

中山大学硕士学位论文SCSA检测的不育男性精子DNA完整性与精子正常形态的相关性ThespermDNAintegrityininfertilemenassessedbysperm

chromatinstructureassayanditsrelationship

normalmorphologytosperm

OBJECTIVEToresearchthespermDNAintegrityininfertilemenassessedby

tospermchromatinstructureassayanditsrelationshipspermnomalmorphology,and

toperfectthespermqualityevaluationofinfertilemen.TostudypreliminarilytheclinicalvalueofthedetectionofspermDNAdamageinthefieldofassistedreproduction.METHODS

medicalcenterof92maleinfertilitypatientscamefromthereproductivecenterhospitaLTheJiangmensemenroutineparametersandthespermmorphologywereseparatelydetectedbyCASAandmodifiedpapanieolaoustaining.Allpatients

groupweredividedintofivegroupsaccordingtospermmorphology(M):l

groupM<1%;2group1%≤M<4%;3group4%SM<10%;4l0%曼M<15%;5groupM>l5%.EvreyspermsamplesweredetectedbySCSAatthesametimetoanalysethecorrelationbetweenresultsofSCSA(COMPat)andspermnormalmorphology.RESULTSTheabnormalrateofspermmorphologyandDNAintegrityofthe92patientsseparatelyWas63.04%and61.96%.Inthe34

morphology,there

nopatientswithnormalspermwere14patients(41.18%)withCOMPatCOMPatparameters<15%,butpatients(14.71脚withparameters之30%.SpermDNAintegrityhasremarkablecorrelationwithsperm

morphology,buthascorrelationwithspermheaddefeet.CoNCLUSIONSThesperm

andDNAintegrityisaindependentasparametercomparedwithspermmorphology,semenroutineshouldheregarded

cantheeffectivesupplymentaryoftheparameters.We

analysisofgetaoverallevaluationaboutspermqulitybythecomprehensivespermDNAintegrityandsemenroutineparameters.

KEYWORDS:spermmorphology,chromatinstructure,SCSA,FSM,infertilityll

中山大学硕士学位论文SCSA检测的不育男性精子DNA完整性与精子正常形态的相关性

SCSA………………………………精子染色质结构分析试验FISH………………………………..荧光原位杂交技术ISEL………………………………..原位末端标记法

SCD…………………………………精子染色质扩散试验SCGE……………………………….单细胞凝胶电泳PCR…………………………………聚合酶链式反应

AO…………………………………..吖啶橙

DFI………………………………….DNA碎片指数ART…………………………………辅助生殖技术

IUI…………………………………..宫腔内人工授精IVF………………………………….体外受精

ICSI………………………………….卵胞浆内单精子注射dd-H20……………………………….双蒸馏水

本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对

学位论文作者签名:与一与孚

日期:沁妇年5-月四日

本人完全了解中山大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版,有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆、院系资料室被查阅,有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索,可以采用复印、缩印或其他方法保存学位论文。学位论文作者签名、诧擎

日期:石护年r月≥荻扫,1]日

中山大学硕士学位论文SCSA检测的不育男性精子DNA完整性与精子正常形态的相关性

1969年,德国学者CarlSchirren经过不懈努力,在当时联邦德国《科学》杂志上开始正式使用“Andrology'’这~学科名称,这是男科学作为-I"7新兴独立的学科而诞生得标志!男性不育(malein-fertility)的诊治作为男科学的一个分支,最近数十年也得到了迅猛发展!

精液质量评估(spermqualityevaluation)一直是男性不育评估的重点。最近二十年来,随着临床诊疗水平以及实验方法学的不断发展,精液质量评估逐渐趋于完善。精子活力(motility)、密度(concentration)测定以及精子形态(morphology)分析等已经被广泛应用于男性不育评估、临床诊治,尤其是精子形态分析一直以来被认为是精液质量评估的重要指标,也一直被认为是辅助生殖技术(assistedreproductivetechniques,ART)最重要的参考和预测指标!

随着男性不育诊治技术和辅助生殖技术的不断完善、以及实验方法学的不断发展,精液分析已不能全面评估男性生育力,且约有15%的男性不育症患者精液常规检查是正常的,因此有必要探讨新的不育评价指标,完善男性生育力的检测。近些年来,精子DNA损伤(spermDNAdamage)的问题越来越受到重视而逐渐成为近些年来国内外的研究热点。目前研究表明,精子DNA损伤能够影响精子的受精能力、受精卵的分裂、胚胎的发育以及子代健康,已有不少学者将其作为一个新的评价精液质量和预测生育能力的指标。‘

关于精子DNA完整性(spermDNAintegrity)的检测技术最近十余年也发展迅速。主要有以下几种方法:荧光原位杂交技术(fluo.reseence

hybridization,FISH);精子染色质结构分析试验(sperminsituchromatinstructureassay,

cellgele―scsh);彗星试验(cometassay)又称单细胞凝胶电泳(single

lectrophoresis,SCGE);原位末端标记法(in

质扩散试验(spermchrorrmtindispersionsituend----labeling,ISEL);精子染色test,SCD);聚合酶链式反应(polymerasechainreaction,PCR);吖啶橙试验(AOassay)等。其中SCSA可以检测不同精子染色质构象结构的异质性,该方法快速、简便、客观,被认为是精子染色质完整性检测的“金标准9110SCSA最早由Evenson等于1980年发明,其检测原理在于:损伤变性的精子DNA对于热和PH改变比未损伤的DNA更加敏感。随后近二

中山大学硕士学位论文SCSA检测的不育男性精子DNA完整性与精子正常形态的相关性十年时间里,Evenson不断将SCSA实验方法进行改良,于1999年的得到完善并被广泛应用至今。

如上述,约有15%的男性不育症患者精液常规检查正常,无法对不育原因进行合理解释;同时亦有大量反复自发流产夫妇,在进行女方自发流产评估及男方精液质量传统评估后亦未能找到合理解释。在辅助生殖方面,精子形态一直被认为是最重要的参考指标和结局预测指标,亦有大量学者对精子形态与辅助生殖结局的相关性做了大量研究。部分学者认为精子形态与体外受精(invitro佗rtilizition,IVF)结局相关;部分学者认为精子形态仅与IVF受精率和优质胚胎率相关,同卵裂率、胚胎移植率、妊娠率、流产率等无关;而大多数学者认为精子形态与卵胞浆内单精子注射(intracytoplasmicsperminjection)结局无关。正因为诸如上述用精子形态无法解释或尚存争议的问题存在,精子DNA损伤的检测及研究逐渐被引用到男性不育领域。

有不少学者将精子形态等常规参数与精子DNA损伤进行优对,研究二者的相关性,但研究结果亦存在争议。Lewis-Jones等认为:精子头部作为男性基因的高度专一的载体,精子头部缺陷可以反映精子染色质结构的异常。A.C.Varghese等研究表明:精液常规参数与精子DNA异常存在相关,但这些相关性从精子活力、快速直线运动精子活力、密度、正常形态、精子头部缺陷呈递减趋势。MiChael等研究表明:尽管有些男性精子形态等传统精液参数正常,但SCSA分析却存在高水平的DNA碎片率(DNAfragamentationrate)。应用多元回归分析显示,精子形态只能预测40%的精子DNA碎片指数(DFI)变异。包括精子形态在内的所有常规参数正常时,仍然有18%的男性DFI超过30%;同样约39%的男性精子形态等参数正常,但并没有高水平的DFI。ArmandZini等研究表明:精子形态与SCSA参数%HDS(highDNAstainability)存在负相关(F.0.40);精子头部缺陷与%HDS正相关(r--0.40);而精子尾部、中段、颈部与SCSA参数无明显相关性。他们最终认为精子头部缺陷可能部分归因于精子染色质浓缩障碍。Larson等亦表明:与精子染色质结构有关的是精子头部,但某些精子头部畸形如顶体畸形和缺失不影响精子染色质结构的完整性。上述研究表明,精子形态与精子染色质异常并非完全相关,精子染色质完整性应该相对独立的作为男性不育和辅助生殖技术的参考指标。2

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江门市中心医院是一所有近百年历史三级甲等综合性医院,2005成为中山大学附属江门医院。该院生殖医学诊疗中心成立于2001年,于2004年JII页N通过广东省卫生厅“夫精人工授精技术”专家评审,成为国家标准的夫精人工授精技术的生殖中心。2007年3月又通过了国家卫生部专家组评审,获得“体外授精一胚胎移植和卵胞浆内单精子注射”(即试管婴儿)项目的运行资格,成为五邑地区唯一一家通过国家卫生部认证的开展各类辅助生殖技术治疗不孕不育的特色专科。随着各项ART的开展,不少严重少、弱、畸精症的患者得到了生育的机会。在ART尤其是IVF及ICSI的实施过程当中,在男性因素方面我们一直以精液常规参数作为参考指征,虽然随着男科实验室诊断水平的不断提高以及辅助生殖技术的不断发展,中心的ART指征不断变化,但精子形态一直以来仍然是主要参考指标。通过近两年对IvF及ICSI结局的观察,我们发现仅仅以精子形态作为预测指标,IVF及ICSI仍然存在一些无法解释的失败结局。有些患者精子形态较差,能获得有效妊娠结局;相反有些患者精子形态较好却不能获得有效妊娠,或者虽然能获得有效胚胎移植但却最终流产。随着最近几年对精子DNA损伤问题研究的逐渐深入,我们认为有必要将精子染色质完整性引入作为男性不育评估及ART的参考及预测指标。这正是本次研究的思路来源。

同时也正是基于上述关于精子形态与精子染色质异常的这种模糊而有争议的相关性,我们设计了本次研究,通过对男性不育患者进行精子形态学分析及精子染色质结构分析,旨在进一步验证精子正常形态与精子染色质完整性的相关性,进一步完善畸形精子症患者的不育评估。期望能进一步明确精子染色质损伤在评价男性生育力及辅助生殖应用方面的参考作用。

中山大学硕士学位论文SCSA检测的不育男性精子DNA完整性与精子正常形态的相关性

1.通过对男性不育患者进行精子染色质结构分析,探讨精子DNA完整性与精子

正常形态的相关性,进一步完善不育患者的精液质量评估。

2.初步探讨精子DNA损伤的检测在辅助生殖领域的临床应用价值。4

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92例男性不育患者均来自江门市中心医院生殖医学中心不育门诊,年龄2仁-45岁,平均31.25岁;婚后正常性生活1年以上不育,平均不育年限3.45年;无外伤及遗传性疾病家族史,体检未发现明显睾丸、附睾及输精管异常,基本排除女方不育因素。

按WHO标准,禁欲2~7d后手淫法取精于干燥消毒量杯内,立即置于37℃水浴箱内,30分钟后待完全液化进行检测,对每名患者而言,精子形态学分析和染色质结构分析取自同一份精液样本。

采用WLJY一9000型伟力彩色精子质量检测系统进行精子常规参数分析,本次研究主要取精液密度参数,为SCSA试验精液样本稀释时提供参考。

按照WHO推荐【1J的改良巴氏染色法分析精子形态。具体方法如下:精液液化后取lul涂于载玻片上,自然干燥;将玻片置于等量的95%乙醇和乙醚混合成的溶液中,固定5min将玻片依次浸人80%、70%、50%乙醇溶液各lmin,最后放人蒸馏水中lmin;把玻片放人苏木精染液中染色3min,蒸馏水冲洗lmin;放人O.5%盐酸乙醇中分色,约2min,蒸馏水冲洗lmin;将玻片依次浸入50%、70%、80%、95%乙醇溶液各lmin;在橘黄G6染液中染色2min,然后将玻片浸入95%乙醇溶液中两次,每次2min;将玻片放人EA36染液中染色5min,然后浸入95%乙醇溶液中3次,每次lrain,再入无水乙醇中浸2mira将玻片放人二甲苯溶液中透明3次,每次lmim干燥后立即显微镜观察。5

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五、精子DNA完整性检测

采用精子染色质结构分析实验SCSA检测精子DNA碎片,具体操作流程参照Evenson及张宁等【7’龃的方法,根据Evenson/及Lason等人19:0]推荐的标准,SCSA参数COMPat<15%为正常。

1.SCSA试剂配制:

①10*TEN缓冲液:9.489Tris-HCL(O.1mol/1),52.69NaCl(1.5moi/I),2.239EDTA?Na2(10moYl),加水至600ral,用2mol/1NaOH调整至PH7.4。

②酸处理液:20ml2mol/lHCL(0.08mol/1),4.39rngNaCl(0.15mol/1),0.5ml

mol/lHCL调整至PHI.2。

2mg。TfitonX.100(0.1呦,加水至500ml,用5③lg/l吖啶橙(AO)储存液:在2ml双蒸水中溶解色谱纯AO

④染色缓冲液:370mlO.1mol/1柠檬酸缓冲液,630ml0.2m01/lNaH2P04缓冲液,372mgEDTA?Na2(1.Omol/1),8.779NaCI(0.15mol/1)混合过夜以保证EDTA‘Na2完全溶解,用浓NaOH片调整至PH6.0。

⑤AO染液:取0.6mlAO储存液,加入100ml染色缓冲液,保存于棕色瓶中。⑥AO平衡缓冲液:0.4ml酸处理液加1.2ml染色缓冲液。

和缓冲液均保持在4"C冰水中。

2.SCSA实验精液参考样品的选择及设定

为保证每次实验的标准化,必须选择一份独立的精液样本作为参考样品,具体实施如下:

①:选择一名捐赠者,作为参考样品。留取其精液样本,演示其毗变异性,保证COMPat值为10---20%:使用时所有试剂

③:用冷1*TEN缓冲液稀释成(1 ̄2)*loe/ml;

④:在不使用冷冻保护剂的情况下迅速置于.70~100。C液氮中冷冻保存;

⑤:当测量标本时,参考样品用于设置红、绿光电倍增管的电压(分别为130/1000和500/1000channels)。以保证红、绿荧光水平和at、SDat、COMPat等参数值为相同测量标准;

⑥:在以后的试验中也一贯地使用这些设定值;6

中山大学硕士学位论文SCSA检测的不育男性精子DNA完整性与精子正常形态的相关性⑦:所有参考样品均值(红、绿荧光水平)须控制在+5charmels范围内;⑧:每运行10份检测样本更换一次参考样品,以保证流式细胞仪设置没有

变动。每次使用的参考样品溶液只能使用一次,同时不能超过2个小时;

⑨参考值的设置必须严格坚持,贯穿试验始终。这种精确性是必须的,即使是对同一人的不同精液样本作比较。

①:调整流式细胞仪激发光波长为488nm和二色滤光片,在峰顶或峰高收集红色荧光(_>630nm)和绿色荧光(515~530nm)。用AO平衡缓冲液平衡流式细胞仪样品通道。用参考样品调整仪器设定,保持日内和日间完全一致。

②将新鲜的液化精液样品至于冰块上,待冰块刚融化,立即取出。用冷1*TEN缓冲液稀释成(1 ̄2)?106/ml。

③取50ul稀释精子悬液于进样管中,加入100ul酸处理液(PHl.2),立即开动秒表,漩涡轻轻混合30s,加300ulAO染液染色后低速流动样品2min,检查精子流速,如果太快(>300个Is)重新稀释。每个样品获取和储存1000个精子的红、绿荧光。每测10个样品,运行一个新融化的参考样品,以保证仪器的稳定性和控制整个测量过程。

④用Denovosoftware公司软件DNS分析结果。计算瞰=O.5(红荧光)/(红荧光+绿荧光)、SDat(0【t分布的标准偏差)、COMPat(cells

population)表示主群以外的细胞即变性精子占总精子的百分数。outsidethemain

4.流式细胞仪样本通道的清洗

为避免两份不同精液样本检测结果之间相互干扰,在每次测量一份样本前后,流式细胞仪样本通道的清洗是相当重要的,其目的在于完全清除通道内残留的样本残渣及残留的染色试剂。我们准备了两种清洗液:一种是流式细胞仪本身配备的样品通道清洗液(我们称为洗液1);另一种是我们按照Evenson的方法自行配制的清洗液(我们称为洗液2),它能良好的清除残留在样本通道内的AO染色试剂。洗液2的配制方法如下:50mldd.H20+50ml家用漂白剂(含5%的次氯酸钠)混合而成。具体清洗方法如下:在每一份精液样本运行之前,先运行洗液l一次,在运行dd.H20两次;在运行完精液样本之后,先运行洗液2―7

中山大学硕士学位论文SCSA检测的不育男性精子DNA完整性与精子正常形态的相关性次,在运行dd.H20两次,最后运行洗液l一次。

改良巴氏染色试剂(按照WHO手册由生殖医学中心男科实验室自行配制);OLYMPUS―CX21型光学显微镜;流式细胞仪(美国Coulter公司);WLJY.9000型伟力彩色精子质量检测系统。

统计分析采用SPSSl3.0软件包进行分析,计量资料用均数4-标准差表示,两两比较采用t检验,多重比较采用LSD-t检验,精子形态与DNA损伤的相关性采用Pearson积矩相关分析,以P<0.05为差别有统计学意义。8

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92名受试者精子正常形态<15%者58名,总的形态异常率63.04%(见表1)。

表1受试对象精子形态分析结果

二、精子染色质结构分析结果

92名受试者SCSA参数COMPat均值20.57+15.32,总的COMPat参数异常率61.96%(见表2,图1)。

表2SCSA参数COMPort结果9

I?山大学碗±学位论文scsA检测的不育男性精子DNA完整性与精于正常%忐的相盖性

图1SCSA实验精子D1qA碎片图及红绿荧光圈

图1.I患者J精子DNA碎片圈图圈I-3患者2耪子uNA碎片图鞫图m患者l红绿荧光图窭田I-4患者2红姆荧光图

三、按形态分组,各组COMPat参数对比情况

各组COMPat参数行两两比较无明显统计学差异(P值均)005)(见表3,表4)。

表3按形态各组的COMPttt参数对比

分组例数(n)COMPm均值±标准差l42276±1532

272471±1970

3212213±1284

4261992±8.95

5341900±-935

Total922057±1532

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表4形态不同各组COMPat参数行多重比较结果

MutipleComparisons

(I)黟oupl(O秒ouplDifferenceSt&ErrorS碡

Lowcr04)BoundUpperBound

四、SCSA参数COMPat与形态参数的相关性分析

92名受试对象的SCSA参数与对应的形态学分析结果性相关性分析r:一0.194,P=0.064。表明精子DNA碎片率与精子正常形态无显著线性相关(见图2)。

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图2关于精子形态和DNA碎片率的散点图

五、精子SCSA参数与精子头部形态的对比分析

先计算精子头部形态异常率(头部缺陷精子数/缺陷精子总数),将精子头部形态异常率分为<90%和之90%两组,比较两组SCSA参数差别具有统计学意义(P<0.05)(见表5),表明精子DNA碎片率与精子头部缺陷存在着某种联系。

表5精子头部形态异常率与COMPat参数的对比分析

≥90%COMPat均值士标准差18.41士12.5426.78士l6.73两组比较结果P=0.0126

六、精子形态正常者的DNA碎片率情况

92名受试对象中精子形态≥15%者34名,其中有14名对象COMPat参数<15%,占41.18%;同时也有5名对象COMPat参数≥30%,占14.71%(见表6)。12

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表6精子形态正常者COMPat参数情况13

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精液质量评估一直是男性不育评估的重点。最近二十年来,随着临床诊疗水平以及实验方法学的不断发展,精液质量评估逐渐趋于完善。精子活力、密度测定以及精子形态分析等已经被广泛应用于男性不育评估、临床诊治,尤其是精子形态分析一直以来被认为是精液质量评估的重要指标,也一直被认为是辅助生殖技术最重要的参考和预测指标。目前大多数生殖医学中心仍然是通过传统精液分析来对不育男性精液样本进行评估,但这并不能完全排除其他男性因素的影响[1M2l。随着对精子DNA损伤研究的深入,精子DNA损伤在男性生育力评估及对辅助生殖结局的作用变得更加重要。

一、精子DNA损伤的检测技术

目前关于精子DNA损伤检测的方法比较多,本次研究采用的SCSA分析法是通过具有统计学意义严密性的流式细胞仪,来对每份精液标本分析至少5000个精子细胞。精子经过低PH值的缓冲液处理后,能使精子DNA链在断裂处变性。然后经过吖啶橙染色处理,使双链DNA显绿色荧光,而使单链DNA显红色或橙色荧光。最后再计算含有断裂DNA的精子细胞的百分比(即%DFI或COMPat参数)。SCSA检测法的发明人Evenson[23】在其报告中指出:SCSA检测法是一个有统计学意义的检测工具。其检测方法是唯一的,能够给临床提供可信的不育和可生育男性DNA碎片率的参考值范围,并且也显示了对临床的妊娠的预测价值,此项检测技术无可置疑的而价值在于其检测结果的稳定性,以及较小的内部及个体相互间的变异性。本次研究为确保实验数据的精确性,严格按照Evenson等人的方法进行:试剂配制方面尽量做到精确;参考样品使用上做到严格控制;在检测每一份精液样本前后,均严格按照程序清洗样本通道。在进行SCSA预实验阶段,我们曾对同一份精液样本进行5次反复检测,发现5次检测结果相互之间的差异未超过均值的10%。进一步证实SCSA在精子DNA碎片检测方面的稳定性和精确性。14

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二、精子DNA完整性与精子正常形态的相关性分析

有不少研究试图寻找传统精液参数与精子DNA完整性的相关性【13t14t

有的认精子形态与精子DAN碎片率相关,有些认为这种相关性不显著,但在有些观点上具有共同点,例如形态学分析正常的精子也可能存在高水平的NDA碎片率,精子DNA碎片率主要与精子头部异常有关。本次研究虽然得出精子形态与精子DNA碎片率无显著相关的结论,但关于精子形态学分析正常的精子也存在高水平的DNA碎片率以及精子DNA碎片率主要与精子头部异常有关的观点与上述研究相符。本次研究的对象中精子形态学分析正常的患者共34名,但其中有5名患者%DFI≥30%。Celik.Ozanci掣171研究15为男性的精液,使用相差显微镜和荧光原位杂交通过同样精子细胞X、Y、lO、11、17号染色体的着丝粒探针以评价人类精子形态和染色体变异,他们发现正常形态精子可以有染色体的变异,并总结精子形态并无益于选择正常倍型的精子以进行ICSI。Burrello等【18】评估了少弱畸精症的10名患者和6名年龄相似的正常男性的精液,研究人员采用WHO推荐的相同标准分析形态,但不是用巴氏染色。每一个精子均用电子镜下定位。玻片标本用原为荧光杂交法检测X、Y、12号染色体。该项研究显示少弱畸精症患者形态学正常的精子伴有不正常染色体组成的几率与头部异常的精子发生率是相似的。

三、精子DNA碎片检测在辅助生殖领域的临床价值

目前辅助生殖技术尤其是IVF和ICSI主要是以精液常规参数尤其是精子形态作为主要参考指标,现在看来,我们应该同时关注所选用的精子是否存在DNA损伤的问题。大量研究表明男性精子DNA损伤在不育男性中是普遍存在的,同时也观察至UICSI后代存在遗传学或基因表型异常的,促使我们应该进一步探索精子DNA损伤的问题。Evenson掣91采用精子染色质结构分析试验所得出的DNA碎片指数来评估精子DNA的断裂程度,并被认为是一个能预测助孕治疗的独立因素。Kuchino等【l9】研究表明:如果脱氧核苷酸存在可测量的损伤(比如DNA碎片)可能导致DNA复制过程的判读错误,而这可以导致新的突变。Tesarik等【20,21,221分析了ICSI失败和精子DNA碎片的关系。不良的DNA损伤并不造成可见的受精卵的形态异常,但后期的男方影响与增高的精子DNA碎片有关。同时推测精子15

中山大学硕士学位论文SCSA检测的不育男性精子DNA完整性与精子正常形态的相关性DNA碎片并不阻碍受精,但可能阻碍囊胚的形成和/或胚胎的发育。

关于精子DNA损伤与辅助生殖结局的关系最具代表性的是两篇Meta分析。其eflEvenson等人【23】在2006年做过一项Meta分析,其目的在于验证精子DNA碎片与体内受精、IUI、常规IVF和ICSI所获得妊娠之间的关系。此项荟萃分析所选择的文献都是采用SCSA的检测方法来评估精子DNA的断裂程度。其结论是:SCSA完整性检测能够显著预测体内受精、IUI、常规IVF助孕中所降低的成功率,以及预测碎片率对ICSI受精的次要影响。Zini等人1241在2008年也做过一项Meta分析,其中包括了11项关于妊娠流产的研。其报告最后指出:精子DNA损伤是与IVF以及ICSI助孕治疗后妊娠风险增加相关的,这些数据为在IVF或ICSI助孕前是否要进行进行精子DNA损伤的评估提供了临床指示,并且为进一步的研究精子DNA损伤与流产的相关性提供了理论依据。

首先,在SCSA试验方面,由于实验程序复杂,试剂配制等工作繁琐而要求精确,我们又受到实验设备欠缺、实验条件差的限制,SCSA试验结果在精确性上仍然有所欠缺。我们期望随着试验技术的不断发展,SCSA试验也能逐步改进使其程序更加简化,以便保证更好的保证操作上的精确性。

其次,在受试的92名患者中,精子正常形态<4%者共11名,这一部分患者样本含量偏少,其COMPat参数是否具有代表性我们不能十分肯定,在今后的研究中,我们将继续增加这一部分样本量,使其更具有统计学意义上的说服力。

最后,本次研究未能进一步探讨精子DNA损伤对我们临床上辅助生殖结局的具体影响,我们对于精子DNA损伤与辅助生殖结局的关系的结论主要来源于对大量参考文献的学习。在今后的研究中,我们将把精子DNA损伤的检测逐步应用到辅助生殖临床中,进一步探讨精子DNA损伤对辅助生殖结局及其他不育结局(如复发性流产)的影响,进一步验证精子DNA损伤的检测在男性不育中的临床应用价值。16

中山大学硕士学位论文SCSA检测的不育男性精子DNA完整性与精子正常形态的相关性

1.精子DNA碎片率与精子正常形态无显著相关性:精子DNA碎片率可能主要与精子头部的缺陷相关;

2.精子形态正常的男性亦可存在高水平的DNA碎片率;

3.仅仅将形态学上正常的精子作为助孕治疗中最重要的筛选标准显然是不够的;

4.我们应该完善不育男性的精子DNA损伤的检测,找寻有效的治疗方法,进一步提高助孕的妊娠率及有效预防ICSI后代的可能的遗传风险的发生。

总之,精子DNA损伤的检测应该尽快被纳入男性不育临床评估,尤其是那些主要因为男性因素所致的不育夫妇在考虑进行助孕治疗时,我们推荐先行男性精子DNA损伤的筛查。17

中山大学硕十学位论文SCSA检测的不育男性精子DNA完整性与精子正常形态的相关性

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中山大学硕士学位论文SCSA检测的不育男性精子DNA完整性与精子正常形态的相关性andmaturityasmeasuredbythespermchromatinstructureassay(SCSA).HumReprod,2000,15:1717-1722

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中山大学硕士学位论文SCSA检测的不育男性精子DNA完整性与精子正常形态的相关性

精子DNA损伤在男性不育评价中的研究现状

精子质量检测是诊断男性不育症的重要手段,目前进行的精液分析已不能全面评估男性生育力,且约有15%的男性不育症患者精液检查是正常的,因此有必要探讨新的不育评价指标,完善男性生育力的检测。近几年来精子DNA损伤的问题受到关注,精子DNA的损伤能够影响精子的受精能力、受精卵的分裂,以及胚胎的发育,在男性不育症患者的评价中越来越受到重视。精子DNA损伤程度被认为是一个新的评价精液质量和预测生育能力的指标,

一、精子DNA的损伤机制

(一)、精子形成过程异常在精子形成过程中,精母细胞分裂时自身监控功能出现缺陷,将会导致异常精母细胞的继续分裂,从而产生携带损伤DNA的精子;另外精子成熟过程中“染色质浓缩”使精子核染色质呈紧密状态,增加了核DNA对外界环境的适应性。与体细胞松散的染色质不同,人类精子DNA双链形成的是与鱼精蛋白分子(主要是精氨酸)缠绕形成的高度有序的紧密环。这种特殊结构,即鱼精蛋白中尤其是巯基S.H不断氧化成二硫键S=S与DNA紧密结合,使其更具有抗酸能力,染色质浓缩,从而使染色体结构稳定Ⅲ。如果染色质浓缩过程异常,形成松散结构的染色质,易受环境因素的攻击(如高热、氧化应激等),造成精子DNA损伤。在染色质浓缩过程中导致精子核DNA损伤的主要环节是鱼精蛋白替代组蛋白时出现异常‘21。Aoki等b1也证实:鱼精蛋白.1(P1)或鱼精蛋白.2(P2)浓度降低的不育患者精子DNA损伤明显增高。因此鱼精蛋白缺陷也是导致精子DNA损伤的原因之一。

(二)、氧化应激氧化应激主要由精液中活性氧(I的S)和精浆抗氧化能力不平衡所产生。在生殖系统各个器官和组织中,ROS产生是一种生理现象,少量适当的ROS有助于精子的或能和项体反应;高水平的ROS可导致DNA单链的形成和双链的断裂,从而影响精子染色质的完整性H1。男性生殖系统中高水平的

中山大学硕士学位论文SCSA检测的不育男性精子DNA完整性与精子正常形态的相关性ROS主要由精液中自细胞和非成熟精子细胞产生,精液中增多的白细胞可以刺激人类精子产生ROS,这种刺激可以通过细胞.细胞接触或白细胞所产生的可溶性产物等多种途径介导‘51。约有25%的男性不育患者精浆中具有高水平的ROS,而且ROS的升高与精子DNA损伤有显著相关性哺1。Liu等‘7’报道:H202是精液中所产生的主要ROS,睾丸特异性细胞色素C(T.Ce)能保护精子免受H202的损伤,而精子中高浓度的H202能诱导DNA断裂、脂质过氧化,结果导致细胞死亡。Menezo等随1报道:抗氧化治疗可使精子DNA损伤减少,表明这种减少至少部分原因与I的S有关。另外雌激素和精索静脉曲张等多种疾病及不良生活习惯均可能引起局部氧自由基增加,导致氧化应激,并最终损伤精子DNA,包括精子膜脂质过氧化、精子代谢异常、精子活率与受精能力下降等。

ROS对DNA完整性的影响机制可能有:DNA核酸含有亲核基团,活性氧自由基能与其碱基反应使DNA链聚集,从而改变DNA正常结构。活性氧可直接攻击超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽.过氧化物酶(GSH.PX)一结构,H202是SOD歧化的产物,高浓度的H202可还原SOD的辅基Cu2+为Cu+,改变SOD活性基团,使其中组氨酸转化为丙氨酸,伎SOD结构和构型发生改变,活性减弱或丧失。SOD和GSH.PX的合成和再生减少,最终导致SOD含量显著降低。多数学者认为活性氧自由基除了可以直接造成DNA链断裂外,主要是通过脂质过氧化作用影响DNA,引起SOD基因表达的变化,使之合成减少‘91。

(三)、精子凋亡异常精子发生过程中有超过75%的精子细胞通过细胞凋亡的途径被破坏¨∞。生精细胞的选择性凋亡避免了精子过多生成和中止了异常精子生成,对于维持精子数量和质量具有重要作用。而精子发生或运输过程中的凋亡异常可能是精子DNA损伤的机制之一。Sakkas等提出,某些DNA损害的精子会逃脱凋亡n¨。有证据提示,许多质量不好的精液中缺乏精子正常凋亡,使异常精子的清除减少。涉及精子凋亡的一个因素是细胞表面蛋白,生精细胞表面可表达凋亡蛋白F嬲,而支持细胞则表达Fas配体(FasL),Fas/FasL途径可能是控制精子凋亡的重要途径¨∞。然而,Sakkas等用TUNEL法测定的Fas阳性精子群与p53无相关性,说明凋亡异常是否能解释不育男性患者中精子DNA损伤,仍不清楚¨"。近几年亦有文献表明活性氧可诱导精子凋亡,导致精子DNA损伤,三者之间可能存在相互关联。ROS可诱导Fas和Fas-L表达,通过Fas/FaS-L

中山大学硕士学位论文SCSA检测的不育男性精子DNA完整性与精子正常形态的相关性结合的外部途径调控精子凋亡¨们。线粒体是ROS产生的主要产所,当ROS超过生理浓度时,能致DNA断裂或使其选择性地对离子通透性丧失或使线粒体膜通透性发生改变,导致线粒体膜势能发生改变,进而引起线粒体释放细胞凋亡蛋白酶激活因子.1,通过内部途径调控精子凋亡n51。

二、影响精子DNA损伤的因素精子DNA损伤可由很多原因造成,精子DNA损伤可能为单因素造成亦可能为多种因素共同作用的结果。根据国内外相关报道证实,以下因素可造成精子DNA损伤发生率增高。

(一)、化学治疗和放射治疗导致精子DNA损伤

放化疗是肿瘤患者提高生存率和治疗效果的重要途径,但同时亦带来许多副作用。在经过肿瘤特异性治疗和细胞毒性药物治疗后,往往导致不育发生,其原因可能是快速增殖的睾丸生精上皮是放化疗的天然作用靶位,放化疗在杀死肿瘤细胞的同时,也可损害生精上皮‘16’1"。Sakamoto等‘171指出:有患者经过肿瘤放化疗后严重影响生育能力,进行卵胞浆内单精子注射技术(ICSI)后仍然不能受孕。Spermon等¨8’对双侧睾丸生殖细胞癌患者进行化疗前后激素水平测定,结果显示:标准剂量化疗不会导致血清睾酮水平显著降低,但会使血清FSH和LH水平增高。其机制可能是化疗损伤生精上皮,导致精子生成异常,通过反馈机制引起血清FSH和LH水平增高。但放化疗引起精子DNA损伤的具体机制仍有待进一步研究。

(二)、高龄因素及生活方式

随着社会进步及生活方式的变化,高龄父母生育孩子越来越多见,亦越来越引起社会关注,主要是年龄与异常妊娠及出生缺陷存在关联。女性随着年龄增加其生育力也逐渐下降主要归因于卵母细胞的丢失,高龄产妇容易导致流产、出生缺陷。尽管男性老年化时精子发生过程仍能正常进行,但SlotcrE等¨91已证实男性生育力随诊年龄增加而降低,但未能阐明精子DNA完整性异常的主要类型(基因突变、易位、缺失、染色体出现单、双链断裂和非整倍体等)于男性年龄的依存关系。Schmid等砼01对80位不吸烟健康人群(平均年龄46.4岁)用单细胞凝胶电泳实验进行精子DNA损伤检测,结果显示男性年龄增长和精子DNA损伤有关联。同时指出:每天喝3杯或更多咖啡的人群,其精子DN―识链断裂发生率大大增加,所以认为精子DNA损伤与咖啡因摄入量呈正相关。

中山大学硕士学位论文SCSA检测的不育男性耪子DNA完整性与精子正常形态的相关性

正常人类阴囊的低温条件可为睾丸的生精过程提供适宜环境。睾丸温度升高会影响精子的发生过程。BanksS等‘2n用小鼠实验研究睾丸温度升高对不育的关系,结果证实:阴囊温度升高可导致精液质量和DNA完整率均下降。其机制可能是:作用在睾丸和附睾的热应激导致冷诱导RNA结合蛋白(Cirp)表达减少,而使生殖细胞凋亡增加,造成生精能力丧失。导致DNA损伤的机制可能为:高热造成组氨酸/精氨酸比例增高,及组蛋白与鱼精蛋白比率增加,最终导致DNA结构改变,使精子DNA损伤。一些生活方式如桑拿、热浴、直接睾丸热疗以及长时间使用电脑和驾驶等都可使阴囊温度升高。目前高温对人类睾丸生精过程的影响和DNA损伤的机制仍有待进一步研究。

(四)、吸烟与生殖道炎症

目前有较多文献探讨吸烟与男性不育的关系。Ramlau―Hansen等‘221对2542名健康男性进行检测,结果显示吸烟与精液量、精子数目和活率呈负相关;吸烟对精子DNA有负面影响。Sepeniak等‘231用脱氧核糖核苷酸末端转移酶介导的缺口末端标记法(TUNEL)检测51名吸烟男性和57名不吸烟男性的DNA损伤程度,结果吸烟者DNA断裂率显著高于不吸烟者,证实吸烟对精子核质量有损伤。吸烟导致精子DNA损伤的原因可能是精液中自细胞产生的活性氧类物质增多,但具体机制仍有待进一步研究。Saleh等n41研究表明吸烟者精液白细胞聚集比不吸烟者高48%,ROS水平高107%,ROs-_TAC积分低lO分,可见吸烟可以增加精液氧化胁迫;但是该实验还发现在吸烟和不吸烟的不育者之间精液常规、DNA损伤参数没有统计学意义,因此研究者只是谨慎地提出精子氧化胁迫对生育有潜在的负面影响。他的另一项关注氧化胁迫与精子DNA损伤关系的研究则显示,氧化损伤对精子受精能力的影响及其程度在一特定个体内是恒定相关的,与吸烟无关‘251。因此吸烟与精子质量的关系还有待于进一步研究证实。

生殖道感染性疾病是导致男性不育的重要因素之一。生殖道感染和非特异性炎症增加了精子的DNA损伤,其原因可能为精液中自细胞数量增加‘26’2”,引起局部氧自由基增加导致氧化胁迫最终损伤精子DNA。

(五)、环境毒素人们密切接触并赖以生存的环境是男性不育的影响因素之一,环境因素与精

中山大学硕士学位论文SCSA检测的不育男性精子DNA完整性与精子正常形态的相关性子DNA损伤之间存在一定关系。Rubes等‘2盯对间断性暴露于高于美国空气质量标准环境中生活的捷克人进行精子染色质结构分析试验(SCSA),结果显示:暴露于空气污染环境中的人,精子DNA损伤率有明显增高。亦有大量文献表明环境中有多种污染物均能对男性生殖系统产生损害。尿中邻苯二甲酸酯单酯酶和氧化产物均与精子DNA损伤有显著相关性眨∞。丙稀腈(CAN)或其代谢产物作为体内一种多效应遗传毒性物质,可以诱导生精过程中精子DNA链断裂心91。农药也能对精子DNA产生损伤。甲苯、2,4,6.硝基甲苯及其代谢产物等均可诱发精子DNA氧化性损伤‘3∞。精浆中的镉可以影响精子质量和氧化性DNA损伤,硒则能使人类精子细胞免受氧化性DNA损伤‘3¨,铁毒性也会增加精子DNA损伤132}。总之,多种环境毒素均能对精子DNA造成损伤,损伤机制大部分为氧化性损伤。

精索静脉曲张是导致男性不育的重要原因之一,有报道在精索静脉曲张患者中15%.20%可出现不育。Smith等研究表明‘33’341:即使精液常规分析正常,精索静脉曲张也是导致睾丸功能继发性损害和不育的危险因素之一。同时指出:精索静脉曲张患者在性精索静脉曲张结扎术后,精子DNA完整性能够得到显著提高,同时术后患者精浆抗氧化能力增强,而使氧化应激减弱。汤洁等‘3”通过对精索静脉曲张患者及正常者应用精液参数测定和精子染色质结构分析进行对比发现:精索静脉曲张组精子运动参数有明显改变,表现为运动速度明显减慢且摆动性增加。同时认为精索静脉曲张可引起精子DNA损伤比例大幅度增高,精索静脉曲张组的生育潜能按照Evensen等‘3们提出的评估办法评估处于中低级。

三、精子DNA损伤的检测技术

随着对精子DNA损伤在男性不育中重要性的逐步认识,精子DNA损伤的检测技术也随之不断完善和发展。目前精子DNA完整性的检测技术主要有以下几种:

(一)、荧光原位杂交技术(fluorescenceinsituhybridization,FISH)FISH是以荧光标记取代同位素标记而形成的一种新的原位杂交方法。探针首先与介导分子结合,杂交后再通过免疫化学过程连接上荧光染料,在核中或染色体上相应的DNA序列上显示杂交信号。其最大优点是可以与间期细胞核杂交,测定染色体

中山大学硕士学位论文SCSA检测的不育男性精子DNA完整性与精子正常形态的相关性非整倍体率,这可以省去由细胞培养获取中期相的麻烦,对一些体外不能分裂的细胞如人的成熟精子尤为合适。FISH主要用于精子染色质非整倍体的研究。目前已从单色FISH分析发展为三色FISH和多色FISH,同时对精子的多条染色体进行整倍体的研究,能够更全面地了解非整倍体与男性不育的关系。此方法简便,可大批量分析,逐渐取代传统精子一仓鼠卵融合技术。

(二)、精子染色质结构分析试验(spermchromatinstructureassay,SCSA)SCSA的方法与原理是:受到损伤不成熟精子的鱼精蛋白SH没被氧化,形成松散结构染色质,DNA在酸的作用下变性成单链。吖啶橙(AO)可与双链DNA结合呈单体形式发出绿色荧光,与单链DNA结合呈聚合物形式发出红或黄色荧光。然后通过配有专用软件的流式细胞仪可进行数据处理得出SCSA参数。SCSA参数有:at、COMPat(cellsoutsidethemainpopulation)、SDat、%HIGRE(highgreenstaina-bility)。at是红荧光占总荧光的分数[红/(红+绿)1,反映单链DNA精子;COMPat是主群以外的精子占总精子的百分数,COMPat反映双链DNA精子;SDat是毗分布的标准偏差;%HIGRE称为对绿可染性高的精子百分数,其精子核未完全缩合使染料的插入力增强,DNA可染性增加,它与圆精子细胞有关。其中对临床最

有用的两个参数是COMPat和%HIGRE,这两个数值的大小对生育力的评估具有重要意义。SCSA的创始人Evenson等玎们对SCSA参数用于男性生育力的评估和预测亚l临床不孕进行了大量研究,得出评估人生育潜能的阈值:COMPat为0""15%时具有高生育潜能;16%~29%具有中生育潜能;>30%具有低生育潜能;80%"--90%无生育能力。SCSA参数是独立于常规精液参数以外的特殊检验参数,反映了不同精子染色质构象结构的异质性,该方法快速、简便、客观,已经成为染色质完整性检测的“金标准”。

(三)、彗星试验(cometassay)又称单细胞凝胶电泳(singlecellgele-lectrophoresis,SCGE),由Ostling和Johanson首先提出,后经Singh等进一步改进和完善的在精子细胞水平上检测DNA损伤与修复的方法。以后被逐渐运用于检测精子DNA链断裂情况,以评价精子的质量和损伤。基本原理是:当精子细胞DNA出现断裂时,使DNA超螺旋变得松散,同时由于暴露了负电荷,损伤DNA片段在电场力作用下从核内迁出,向阳极迁移,从而形成“彗星”样脱尾,然后在

中山大学硕士学位论文SCSA检测的不育男性精子DNA完整性与精子正常形态的相关性荧光显微镜下进行分析。Comet试验可检测精子单双链的断裂损伤、抗氧化损伤、遗传毒理学等研究,所需样品和细胞数量少,且灵敏度较高。

(四)、原位末端标记法(insituend--labeling.ISEL)是将掺入到凋亡细胞中的外源性核苷酸在酶的催化下与凋亡细胞中的单股或双股链相结合,并通过一定的显示系统使之显示出来。ISEL有两种:原位缺口平移法(in

ISNT)和末端转移酶介导的dUTP末端标记法(terminal

transferasemediateddUTPnickendsitunicktranslation,deoxynuc.1eotidyllabeling,TUNEL)。TUNEL法近来常用于评估精子细胞凋亡的情况,基本原理是凋亡精子细胞内源性核酸内切酶被激活而将自身DNA切断成缺口或含180"-200bp的3.OH末端片段,利用TdT将标有标记物的脱氧核苷酸(如dUTP)转移到3一OH末端,结果可用流式细胞仪、荧光显微镜或光学显微镜检测。正常精子细胞没有或只有少量的3.OH末端,故不会被检测到。TUNEL法是一种分子生物学与免疫组织化学相结合的原位检测凋亡细胞DNA片段的方法,优先标记发生凋亡的细胞而不是坏死的细胞,近年得到了广泛的应用。TUNEL法可检测凋亡精子,因其灵敏可靠被广泛用于细胞凋亡的研究。但是Comet和TUNEL试验有待于建立标准化方法,尚难用于临床精子常规检测。

(五)、精子染色质扩散试验(spermchromatindispersiontest,SCD)由Fernandez等首先于2003年提出的一种检测精子DNA损伤的新方法,基本方法和原理是:将精子悬液与琼脂糖混合铺于载玻片上,酸处理后溶解细胞去除核蛋白,用DAPI或Diff-Quik试剂染色,最后用荧光显微镜观察。结果可根据精子DNA产生的光晕进行评估,正常的精子DNA产生扩散的光晕,而损伤的精子DNA则不产生或产生很小的光晕。可能去除核蛋白后,精子染色质结构松散,DNA环附于残留的核结构,形成光晕。SCD是一种简洁,快速,准确,廉价且不需要很高的实验设备、结果易于分辨的方法。SCD试验与Comet和TUNEL试验相比,结果不仅取决于

荧光强度和颜色,还很容易肉眼观察到核的扩散状况,易于较精确地统计。但

(六)、8一羟基脱氧乌苷(8一hydroxy.2.deoxyguanosine,8-OHdG)flIJ定法8-OHdG的检测方法较多,目前较为常用的方法是通过液相色谱.电化学检测器(HPLC―ECD)等将DNA酶水解样品用HPLC分离后用ECD测定,是定量测定8-OHdG的有效方法。8-OHdG是反映精子DNA氧化损伤较理想的分子生物学标

中山大学硕士学位论文SCSA检测的不育男性精子DNA完整性与精子正常形态的相关性记物,可用来检测ROS对精子DNA氧化损伤程度。从精子中提取的DNA在变性后依次用脱氧核糖核酸酶I、核酸酶及碱性磷酸酶消化DNA,然后用HPLC.ECD检测8.OHdG和dG浓度,结果用OHdG/10dG表示。内源及外源性自由基可引起精子DNA氧化损伤,在DNA受到过量ROS攻击时,机体的修复系统并不能纠正所有的损伤,累积在DNA链上8.OHdG大量增多,并导致精子结构和功能异常、不育、及子代肿瘤的发生。8-OHclG是反映精子DNA氧化损伤较理想的分子生物学标记物。8.OHdG测定法具有较高的

灵敏度,需样品量小,是非损伤性的,快速而且选择性好。该方法也有一些缺点,存在DNA的不完全酶解,可导致检测值比真实值偏高。

(七)、聚合酶链式反应(polymerasechainreaction,PCR)PCR技术主要用于mtDNA的突变、缺失以及拷贝数的改变,可更精细地研究精子DNA的完整性是否异常。此外,用于检测精子DNA完整性的实验还有甲苯胺蓝染色(Toluidinebluestain,TB)和色霉素A3(ChromomycinA3,CMA3)染色法等。一

综上所述,SCD试验等方法成本低,但速度慢,费时费力;8一OHdG测定法等快速,但成本高、准确性低;Comet和TUNEL等方法有待于建立标准化,尚难用于临床检测;到现在还没有一个完全符合以上条件的理想方法出现。有条件单位可采用SCSA试验,没条件单位可根据实际情况选择一个较合适方法。随着对检测技术的逐步完善和发展,相信在不久的将来,有希望研究出一种理想的检测DNA完整性的方法。

四、精子DNA损伤对生育的影响

根据目前文献报道,精子DNA损伤对生育的影响主要体现在以下几个方面:受精能力、受精卵的发育、胚胎的发育和子代健康。

(一)、精子DNA损伤与受精能力精子DNA损伤与男性自然生育能力密切相关,Evensen等B71研究表明:当DNA碎片指数(DFI)230%时,自然妊娠不可能发生。在辅助生殖技术(m订)中,有不少文献报道精子DNA损伤影响受精率。在宫腔内注射(IUI)中,用末端转移酶介导的dUTP末端标记法(TUNEL)评估,DFI>12%时,不能发生妊娠;达到10‰12%之问时,会导致流产‘381。在体外受精(IVF)中,精子DNA损伤影响受精几率及胚泡发育‘3蚰。在单精子卵胞浆内注射(ICSI)中,DNA损伤与受精和妊娠率之间呈显著负相关,当DFI>30%

中山大学硕士学位论文SCSA检测的不育男性精子DNA完整性与精子正常形态的相关性时易出现低胚泡率,且不能发生妊娠‘4∞。当然亦有些研究在试图说明损伤的精子DNA(SCSA)对受精率和妊娠率的负面影响,但未成功。Henkel等H¨报告了精子DNA碎片没有影响到受精率和胚胎碎片率,但是当TUNEL阳性时(>36.5%),IVF的妊娠率仍很低。Ham-madeh等¨21发现精子核缩合程度不同,对受精率、卵裂率和妊娠率没有影响。总之根据目前的研究结果,精子DNA损伤和IVF或ICSI中的受精率没有固定关系,尚需进一步探讨;但精子DNA损伤对自然受精能力的影响值得肯定,其原因可能是自然受精过程中的各个环节包括精子或能、顶一体反应、精卵结合远比辅助生殖技术中的受精过程要复杂,精子DNA损伤对于上述环节的影响仍值得进一步探讨。Appasamy等‘4”报道:精子DNA碎片化程度与精子前向运动能力呈负相关。而精子前向运动能力是能否使卵子自然受精的关键因素之一。张宁等Ⅲ1应用流式细胞术分析精子染色质结构,并与精液有关参数进行相关性研究发现:精子核DNA损伤影响精子头的运动活力即精子的曲线速度、直线速度、平均路径速度变慢,精子头沿曲线轨迹瞬间转折角度的时间延长;但不影响精子运动方式即运动的前向性、摆动性、鞭打频率。但同时也报道:精子染色质结构的完整性与项体完整率无关。

(--)、精子DNA损伤与受精卵发育及胚胎发育目前对于这一关系的探讨,大部分体现在辅助生殖技术的研究中,少部分研究主要与自然流产、习惯性流产有关。Ibrahim和Petersont45】早在1988年就发现反复自然流产的夫妇存在精子DNA完整性方面的某种缺陷。Carrell等‘4∞研究表明:精子DNA碎片化程度高可能与不明原因的反复流产有关。Sudhindra“71在均衡精子密度、活力、活率、精液量等精液常规参数之后,采用吖啶橙试验(AOT)测定两组男性(74例习惯性流产女性的丈夫和65例正常生育男性)精子DNA的完整性,得出:精子DNA完整性损伤是与习惯性流产相关的重要男性因素之一。在IVF中,受精卵能否正常发育,在很大程度上取决于原核的质量,Benchaib等‘4”按照原核核前体的数目和分布将原核形态分组,结果显示:DNA碎片化程度高的精子形成形态欠佳发育潜能低的原核的比例高于DNA碎片化程度低的精子。他同时指出:精子DNA碎片化程度与胚胎种植率呈负相关,DNA碎片化程度高的胚胎种植率低。精子DNA碎片化程度还决定胚胎质量,影响胚胎发育。Muriel等‘491研究发现:同一个体的卵子与DNA碎片化程度不同的精子结合产生的胚胎质量有明显差异。亦

中山大学硕七学位论文SCSA检测的不育男性精子DNA完整性与精子正常形态的相关性有文献报道:精子DNA碎片化程度与胚囊形成率呈负相关,当TUNEL阳性精子比例小于20%时,胚囊形成比率比该比例大于20%时提高了50%。

(三)、精子DNA损伤与子代健康DNA完整性损伤的精子其受精能力虽然明显下降,甚至影响到胚胎发育,但仍然有可能顺利产下子代。DNA损伤精子对后代健康的影响仍然未能阐明,但流行病数据表明,父亲从事工作(接触重金属,化学溶剂,杀虫剂等)跟子代出生缺陷与疾病相关嘞1。而且有文献报道随着男性年龄增加,与碱性位点结合的精子DNA损伤或DNA单链断裂增加;男性每天大量消费咖啡因会增加精子DNA损伤与双链DNA断裂,而后受精后精子损伤的DNA可以被转换成染色体畸变和基因突变,增加后代发育缺陷和遗传疾病的风险‘2∞。动物实验清楚表明父代长期暴露于致癌因素下会发生精子损伤,并对后代发育产生负面影响,包括子代染色体易位、突变,及畸形,如脑积水、小颌等。

五、精子DNA损伤检测的临床意义

常规精液参数分析(精子密度、活力和形态学检查)仅仅是从形态和数量方面对精子进行分析,而在精子功能和受精能力方面提供的信息有限,不能对男性生育力提供全面诊断及预后评估。而精子DNA损伤检测可更好地衡量男性生育能力以及预测生殖结局。精子DNA损伤检测的临床适应证如下:①计划进行宫腔内人工授精的人群。精子DNA检测(尤其是精子染色质结构分析方法)可以很好预测治疗结果。如果男性伴侣有高水平精子DNA损伤,夫妻应考虑IVF或ICSI;②计划进行IVF或ICSI的人群。精子DNA检测是目前唯一可能预测辅助生殖结局的方法;③进行生殖学毒理研究及纵向研究报告。DNA检测(尤其是精子染色质结构分析方法)具有客观性及高重复性(特别是与常规精液参数检测相比),而且对于冷冻精液标本也具有可行性;④监测后代患病的潜在风险。可以利用DNA检测,但尚不确定其是否是最佳检测方法;⑤计划首次怀孕的人群。在有条件的情况下,精子DNA检测(尤其是精子染色质结构分析方法)可以很好地预测不孕不育,甚至可以预测不必要的流产的发生。如果男性伴侣精子有高水平DNA损害,夫妇可以考虑辅助生殖技术(IVF或ICSl),以达到成功怀孕。

六、结语及展望精子DNA损伤在男性不育的评价中已得到越来越多的认识,同时也越来越

中山大学硕士学位论文SCSA检测的不育男性精子DNA完整性与精子正常形态的相关性受到重视。相比正常生育男性,不育男性往往伴有更多的精子DNA损伤。但是目前关于精子DNA损伤的机制、导致不育的机理仍有待于进一步研究。精子DNA损伤同辅助生殖结局的关系中诸多细节问题,如胚胎移植率、妊娠率等仍值得探讨。同时精子DNA损伤目前也已不仅仅限于对受精能力的影响,还要考虑其对胚胎发育和子代健康的影响。目前也有学者在试图寻找一个DNA损伤的有效预测阈值,期望可以很好的预测胚胎发育和妊娠结局。总之,人类对于精子DNA损伤的认识仍然处于探索阶段,要全面评价其在男性不育中的意义仍需要进一步的深入研究。

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