精子凋亡和生精细胞凋亡检测与精索静脉曲张手术指征
文章导读:目的:根据精索静脉曲张患者(Varicocele)的精子和生精细胞形态学特征,探讨精索静脉曲张的手术指征。结论:精索静脉曲张是迁延性疾病,由于睾丸长期血运供应障碍等原因,可导致生殖功能和性功能障碍,患者应尽早、尽快手术,避免对睾丸持续性损伤,保护生殖功能和性功能。 |
精索静脉曲张(Varicocele,VC)虽然可能发生在单侧,但是一种双侧性睾丸损伤疾病,还具有累积性损害的特征,长时间的VC会引起睾丸功能下降,甚至出现睾丸生殖功能障碍。学者提示:虽然VC并非都导致生殖功能下降,但长期积累性损伤效应会影响生育,青少年患者应该尽早治疗。VC系由于精索静脉回流受阻或瓣膜功能障碍,血液返流精索静脉血流淤滞,导致蔓状静脉丛发生不同程度的迂曲扩张,单侧性的精索静脉曲张同样可产生双侧睾丸损伤效应。已就VC与睾丸生精功能的病理变化进行介绍。本文就VC精子形态学特征和生精细胞凋亡检出率与VC手术适应证综述如下。
精子
1 VC患者的发病率及左右侧VC分布
VC是男性科常见病,多发生于中青年男性。WHO列入男性不育中的首位。VC在男性人群中发病率为10%~15%,北京协和医院统计1310例男性不育症患者中,VC者466例,占35.57%。曹兴午(2006)报告对1583例不育患者体检中,检测出182例VC患者,占11.50%,左侧患者为90.1%(164/182);右侧为28.0%(51/182);单侧为81.9%(149/182);双侧为18.1%(33/182)。左侧VCⅠ°为54.9%(90/164);Ⅱ°为24.3%(40/164);Ⅲ°为20.7%(34/164)。Jarow认为有近1/3不育男性患有VC。VC可以影响睾丸的生精功能,导致精子形态异常,造成不育。李付彪等报告,在417例不育症患者中,VC为67.6%(284/417),Ⅰ°为46 .9%(130/282);Ⅱ°为22.7%(64/282);Ⅲ°为31.2%(88/282)。吴义启认为VC有85%~90%发生在左侧,40%发生在双侧,单侧发生在右侧的十分罕见。
2 VC患者的睾丸体积萎缩
VC临床上表现睾丸大小:Lyon等报告睾丸萎缩在青春期精索静脉曲张患者中高达77%,甚至有10%的患者只有对侧睾丸1/4大小。青春期前的睾丸大小相当,在进入青春期后,睾丸发育迅速,此时精索静脉曲张患者的睾丸容易被发现两侧的睾丸体积大小不等。临床上,青少年VC睾丸损害最直观的表现为睾丸萎缩。邓庆高等报告,青少年Ⅱ°VC患侧睾丸萎缩度达到64.4%,Ⅲ°者睾丸萎缩达到81.2%。可见VC导致睾丸损伤的严重性。给患者家庭带来不幸,给个人造成身心健康损伤,必须引起患者与临床重视。
3 精子形态学分析与精子凋亡率检出
3.1 VC精子形态学分析
李火金等报告对61例VC患者和正常人对照组精液分析结果:精子形态分析结果,精子头部畸形率为(57.5±7.3)%;颈部畸形率为(5.5±4.9)%;后部畸形率为(4.9±8.0)%。头部畸形以梨型、锥体型和不定型头部畸形为主,分别占头部畸形总数的20.1%~29.6%,头部占优势的畸形类型也不同,个体具有差异。VC导致精子畸形率并以头部畸形率为主要特征。精子形态学异常通常反映了生精过程中精子发生障碍,并且畸形头部也意味着精子核成熟或凋亡异常,可能是导致畸形发生的重要原因。患者的精子存在核转型缺陷、核抗解聚力、和核稳定性精子的百分率明显降低。表明精子的成熟异常与VC不育有着密切的联系。VC程度分级精子形态学结果也不同:Ⅰ°组为(23.7±12.1)%;Ⅱ°组为(19.6±10.6)%;Ⅲ°组为(18.9±12.2)%,说明VC损伤程度与精液参数无相关性,睾丸大小与精液指标的变化无关。
李付彪等报告,采用计算机人工修正方法观察精子形态,对71例生育组和417例不育症精液观察,其中VC282例(Ⅰ°,n=130)、(Ⅱ°,n=64)、(Ⅲ°,n=88),无VC135例,进行精子形态分析。结果:VCⅡ°和Ⅲ°与正常形态精子%均显著低于生育组(P<0.05,P<0.001),但两组之间并无显著差异(P>0.05)。Ⅰ°与生育组无显著差异(P>0.05)。说明VCⅡ°和Ⅲ°对精子形态产生影响。李环等采用同样方法观察精子形态,正常对照组、Ⅰ°VC组、Ⅱ°VC组和Ⅲ°VC组,正常形态精子率分别为(23.34±11.68)%、(21.95±16.67)%、(18.86±10.40)%、(17092±13.56)%,VCⅡ°组和Ⅲ°组正常形态精子低于对照组(P<0.05),但两组之间并无显著差异(P>0.05)。
曹兴午等(2008)报告,采用瑞-姬染色油镜观察方法,VC头部凋亡精子具有头核固缩、浓染和畸变的特点。在293例不育症患者精液进行精子形态学分析,对其中85例伴精索静脉曲张(VC)与非精索静脉曲张(NVC)不育患者的精液,进行健康精子率和畸形精子率比较。VC(n=41)健康精子为(49.1±20.4)%;畸形精子为(50.8±20.3)%,在NVC(n=44)健康精子为(57.8±23.9)%;畸形精子为(31.0±18.8)%,两者均有显著差异(健康精子t =-4.06,P<0.001;畸形精子t =6.60;P<0.001)。说明VC明显高出NVC的精子畸形率。
3.2 VC精子凋亡率检测与VC关系
刘益民等报道,精子头核固缩(实为精子凋亡形态)与VC关系:生育组(n=30)精子固缩率为3.5%;VC组(n65)为9.6%;不育症组为4.3%。生育组和不育组与VC组比较P<0.01,均有显著性差异。瑞-姬染色,镜下可见精子染色质高度致密浓缩呈深紫红色、甚至浓缩成团块状,颗粒或空泡消失,核膜模糊不清,精子形态可呈各种不规则,较正常略小。精子凋亡率参考值由于方法不同差异较大。岳焕勋报告,采用荧光显微图像测定凋亡精子,对34份检精者,年龄为33.5岁,精液中凋亡精子百分率为6.5%,最大值20.1%;最小值1.3%,坏死精子为11.8%,最大值30.6%;最小值3.4%。
周增娣等采用 AnnexinV荧光染色流式细胞技术检测精液精子凋亡率为5.3±2.7%。Riccil等同样技术对正常精液凋亡精子检测结果为4.9%±3.3%;坏死精子为17.8%±8.9。Barroso等检测不育患者结果:凋亡精子百分率为17%±12%(高活动力精子);11%±5%(低活动力精子),其结果显示较大变异范围(最小最大值分别为4%~42%和1%~17%)。刘媛采用瑞-姬氏染色凋亡精子形态观察,不育组与不育组中的少精子组精子凋亡率均明显高于生育组(P<0.05);弱、畸形精子症组畸形凋亡率与生育组比较差异均无显著性(P>0.05)。认为不育组精子凋亡率高于生育组,尤其是少精子症患者精子凋亡率增加更明显。曹兴午(2009)等对不育症伴发精索静脉曲张和无伴发精索静脉曲张患者的精子凋亡率进行比较,凋亡精子率分别为19.7%±11.4%和7.8%±3.5%,t检验分别:t=6.39 ;t=-5.53(P<0.0001),呈显著差异。Sergerie等提出TUNEL阳性率20%的标准,在不育组有11例(30.6%)TUNEL阳性率在20%以上,而对照组所有标本阳性率均在20%以下,提示精子染色质结构异常可能是男性不育的一个原因。董毅飞对慢性前列腺炎患者精子凋亡率的变化,采用TUNEL观察精子凋亡率,对照组为5.20±2.83;前列腺炎组为14.56±4.47%,两组比较,P<0.01。
综上所述,可以考虑头部凋亡精子≥15%者视为VC的手术指征。精液中生精细胞凋亡脱落可能属于早期或中期阶段。精子出现异常形态率增加,提示VC已经造成睾丸生殖功能损伤。
3.3 VC精子凋亡的机制
Saleh等对16例左侧VC患者和15例生殖器检查正常的不育患者的前瞻性对照研究发现,VC患者精子DNA损害明显高于非VC者,很可能与高水平的氧化应激反应有关。作为健康的精子,维持精子DNA完整性对未来生殖健康至关重要。DNA损伤出现常在精子始发期和成熟期。所以,笔者在精液的检测中可以看到凋亡精子有幼稚型、成熟型和各种各样的凋亡精子形态,如果凋亡精子高比例出现,常常是由于DNA高比例损伤造成的,是不育症的原因之一。因此,精子凋亡DNA的损伤占据了重要位置,精子核的浓缩和浓染说明是精子DNA损伤的结果和表现,为精子凋亡形态学分类奠定了基础。精子中的DNA成分包括两部分:一部分位于精子头部的核DNA以及位于精子中部线粒体中的线粒体DNA(mtDNA)。我们可以看到头部凋亡精子和精子颈中段凋亡的精子,说明是在这两个部位的DNA损伤造成的结果。精子核是重要的细胞器,包括父方的遗传物质,在核DNA结合蛋白的组型转换以及核小体结构丢失并最终形成浓缩的核DNA,这又为精子凋亡形态学提供了依据。机体和环境中,任何可能的有害因素都可以造成精子的损伤和过度凋亡。学者认为,VC患者精子DNA破坏与氧化损伤有高度密切关系。氧化应激反应使单链和双链DNA高频率地损伤,从而影响精子功能,表现为精子中段异常、精子与卵子的融合能力下降及其活动力降低。NO的增加,可以在酸性条件下形成亚硝酸盐,导致嘌呤、嘧啶及RNA和DNA脱氨基发生突变,影响了睾丸的间质细胞、支持细胞和精子,对精子形态和功能都有影响。为此,在VC的治疗中一定注意氧化应激对睾丸生精小管的损伤,即使VC术后亦应进行抗氧化治疗,促进睾丸功能恢复。