男性不孕不育治疗精子功能检测的必要性

胞浆内单精子注射（ICSI）的出现，从根本上改变了男性不育的检查和治疗。只需要一个精子，有无活力并不重要。精子获能、顶体反应（AR）、穿透卵丘、结合以及穿透透明带和卵子等受精过程在受精前也都无需出现。尽管最初是使用射出的精液，但研究者很快意识到，显微外科附睾抽吸的精子，或后来甚至直接从睾丸（睾丸精子提取）中取得的精子，都可为非梗阻性少精症，甚至已诊断为唯支持细胞综合征（其睾丸生精小管内精子发生稀少）的患者进行胞浆内单精子注射-体外受精（IVF）治疗。胞浆内单精子注射作为新的辅助生殖技术（ART），与体外受精一起应用，足以应对男性在精子计数、活力、形态和功能等方面的许多缺陷。因此除进行精液分析，在实施ART前常省略了不育男性许多方面的评估。事实上，第5版《世界卫生组织人类精液分析实验室技术册》（简称手册），除对常规精液分析进行详细阐述外，也将精子功能检测纳入其中，列入“研究步骤”章节。在本篇评论中主要讨论：在男性不育评估手段日新月异地发展过程中，精子功能检测仍然占有一席之地。将介绍一些在过去几年里发展起来的专业的男科功能检测，并强调在胞浆内单精子注射主导的年代中进行这项检测的优缺点。将举例说明，先进的精子功能检测能深入了解影响生育的精子缺陷，这对不孕夫妇的正确有效的临床评估也至关重要。

常规精液分析主要包括：睾丸产生的精子数量、活力和活率，男性生殖道的畅通状况，附属器官的分泌物以及射精和排精。尽管这些检测可以对男性的生育状况进行评估，但常规精液分析毕竟不能等同于生育力检测，其不能检测精子使卵子受精的潜能，也不能评估获得受精能力必需的成熟过程。因此，用于检查不育男性精子功能缺陷的许多精子功能检测方法应运而生。其中包括：精子获能检测、半透明带和透明带结合试验、精子穿透试验(SPA)、精子DNA损伤检测、活性氧（ROS）的评估、精子染色体非整倍性。尽管治疗前的精子功能检测可避免因昂贵而多余的治疗产生的费用，以及因精液分析参数正常（通过精液分析评估）而精子功能缺陷所致的意想不到的体外受精失败，但随着胞浆内单精子注射技术的推广，这些检测在临床上的应用明显减少。胞浆内单精子注射的应用使许多医生在诊断治疗中不再关心不孕的原因，而认为只要找到精子，该精子就具备使卵子受精的潜能，而不再考虑这个精子是否存在功能缺陷。精子获能检测精子获能指的是精子在女性生殖道内的一系列功能变化，其中包括精子细胞膜的钙离子通透性改变。该变化能提高精子活力、加强精子穿透卵丘和透明带的能力。目前为止，直接评估精子获能缺陷的检测方法的检测结果并不理想。顶体反应试验测定顶体的功能，是精子获能测试方法之一。可以认为是测试精子质膜下被内、外顶体膜包围的高尔基体释放水解酶的能力（顶体素为主要酶）。尽管部分研究表明顶体反应和体外受精呈正相关，但仍未有研究明确表明，顶体反应试验的结果可预测IVF的成功率。虽然有多项研究强调顶体蛋白测试的重要性，但该测试并未广泛应用。此外，其与受精结果的关联性也不明确，定量测量顶体蛋白是否有助于诊断男性不育仍备受争议。半透明带和透明带结合试验精卵结合与穿透透明带对生育极为重要。该试验的操作步骤包括：从剩余或受精失败的卵子中收集透明带（或新鲜或保存），一分为二，并与捐献的精子（对照组）和患者精子共培养。该实验需要显微操作（这也限制了其在男科实验室的广泛使用），包括增加精子荧光活体染色（红色或绿色）以改进实验。供者精子和患者精子经差异染色后，与透明带混合竞争结合。精子穿透试验（SPA）年，Yanagamachi等发现，去除仓鼠卵细胞透明带后，其卵细胞失去固有的选择性后，就能被多个物种（包括人类）的精子穿透。因此仓鼠的透明带可阻止异种精子进入。Yanagimachi等[20]利用去透明带仓鼠卵，建立了精子穿透试验（SPA），用于测试精子获能、精子与卵膜融合并穿透的能力以及精子头部的初始解凝步骤(该步骤与受精的初始解凝步骤相似)。该试验促使体外受精的早期发展，并提供许多辅助生殖技术成功率的预测信息。但Gvakharia等的研究表明，功能有缺陷的精子会阻止精子头部解凝，从而导致ICSI失败。尽管仓鼠ICSI-SPA试验能预测导致卵子受精失败的精子缺陷，但却很少采用该试验。如果能够进行仓鼠胞浆内单精子注射-精子穿透试验试验，就能成功检测出男性精子功能缺陷，这可为不孕夫妇节省大量情感和经济支出。由于精子功能缺陷必将导致胞浆内单精子注射失败，不孕夫妇必须选择其他途径。精子DNA损伤检测多年来在男性不孕领域，关于是否需要评估精子DNA损伤一直存在争议。尽管有证据表明基因缺陷可能会导致精子DNA损伤[27-29]，但在很大程度上DNA损伤的原因还不清楚。检测DNA损伤的试验有：吖啶橙染色试验、精子染色体结构分析、末端脱氧核苷酸转移酶介导的缺口末端标记和彗星试验。虽然各试验检测DNA损伤的方式不同，但通常都彼此相关（吖啶橙染色除外），并与精子密度呈负相关。一般而言，已证明有正常生育能力的男性很少会有明显的DNA损伤，不育男性的DNA损伤发生率较高。从本质上说DNA损伤并不能直接预测生育潜能，然而常规精液分析还不能鉴别DNA损伤，因此该项检测是评价男性不育的一个重要组成部分。活性氧（ROS）的评估氧化应激给医学，包括药理学、细胞功能等诸方面带来很大挑战。自由基是细胞代谢的正常产物。在氧化代谢中，氧通过酶的作用转化为能量，同时产生了自由基、氧离子和过氧化物。虽然自然产生的抗氧化剂能够保护细胞，但如果打破正常的自身平衡机制，则会导致细胞损伤。活性氧会损害精子膜，影响精子活力，破坏精子DNA。改变生活方式和环境、补充维生素和抗氧化剂、治疗感染和炎症可能有助于治疗氧化应激相关的不孕症。尽管如此，还应明确精液中是否存在自由基，因为抗氧化剂治疗相对简单且耐受性良好。随着这些治疗方法的应用和人类生活方式的改变，精子质量可得到改善，甚至可以使一些夫妻自然妊娠。精子染色体非整倍性染色体非整倍体是精子发生过程中减数分裂缺陷造成的细胞染色体数目异常。染色体数异常将导致精子某染色体缺失或呈二倍体。这种类型的精子受精结果是形成单倍体或三倍体胚胎，其中大部分都不能正常出生。某些非整倍体精子导致后代患唐氏综合征、克氏综合征、Patu综合征（13三体综合征）、爱德华兹或特纳综合征。重要的是，不育男性染色体非整倍体的发生率比可育男性高10倍（检测染色体X，Y，13，18和21）。精液标准参数下降导致非整倍体精子发生率增加。尽管体细胞染色体核型正常，也可能存在非整倍体精子。对精子非整倍体数目增加的了解以及相应的遗传学咨询，可使复发性流产的夫妇做出明智的生育决定，包括放弃生育、使用供精、采用胚胎植入前遗传学诊断技术或继续努力尝试自然妊娠或胞浆内单精子注射-体外受精技术。结论分子生物学技术开展15年来，已对导致精子功能异常的遗传缺陷研究、精子发生和受精过程的认识有很深入的了解了。笔者讨论的各种精子功能检测方法能检测出对精子功能有损的精子缺陷，这些缺陷会影响基本的细胞过程，因此损害生育能力及其他功能，而其相关遗传学基础还有待研究。虽然目前的诊断试验还不能应用于所有基因检测，但其他试验，如非整倍体精子检测，能为计划进行辅助生育的不孕夫妇提供重要信息。这些检测有助于鉴别必须通过ICSI-IVF进行妊娠的夫妇，或实施胞浆内单精子注射-体外受精有可能失败的不孕夫妇，且能使医生为因男性因素导致不孕的夫妇提供相对廉价的治疗方案。最重要的是，许多不孕夫妇为能够妊娠历尽艰辛，投入巨大的情感和财力后却仍败兴而归，这些情况很少引起医学界

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