不育男性年龄与精子核DNA碎片率及精液参数的相关性研究
作者：庞湘力,等 来源：《中国性科学》杂志 更新日期：2017-8-18 10:38:48 浏览次数：130
文章导读：选取于武汉大学人民医院生殖中心就诊的912名不育男性，按照年龄分组，分为三组：年龄20~29岁(A组)、年龄30~39岁(B组)、年龄≥40岁(C组)，采用精子核染色体结构检测(SCSA)方法对三组912名男性精子核DNA碎片率（DFI）检测，同时按照WHO第五版标准进行精液常规分析；对年龄与精子核DNA碎片率、精子畸形率、精子密度和前向运动精子活率的关系进行分析。结果：精子浓度、精子畸形率与年龄无明显相关性，前向运动精子百分率与年龄有显著负相关关系，前向运动精子百分率随着年龄升高而显著降低，年龄与精子核DNA碎片率有显著正相关关系，精子核DNA碎片率随着年龄的增加而升高。
近年来，随着国家生育政策的改变，越来越多的高龄夫妇有着生育二胎的要求，对于男性来说，“高龄”目前通常定义为受孕时男性年龄≥40岁为标准。在男性不育的诊疗过程中，精子核DNA碎片率（DFI）是除了精液常规外另外一项反应男性生育力的指标，临床上越来越多的“高龄”男性有生育要求，因此如何更好地评估“高龄”男性的生育力，为其制定出更科学的生育方案极其重要。本文就不育男性年龄与DFI及精液参数之间的相关性做初步研究，从而初步探索年龄对男性生育力的影响。
1 资料与方法
1.1 临床资料
研究对象：选择2014年10月至2016年8月在武汉大学人民医院生殖医学中心就诊的912例男性作为研究对象，不育的诊断标准为：婚后同居1 年及以上、夫妻性生活正常、未采取避孕措施而未育者；男性检查包括男性第二性征、阴茎、阴囊、精索、输精管、附睾、睾丸等均无异常，无其他疾病等。将所有患者按照年龄分为三组：年龄20~29岁(A组)、年龄30~39岁(B组)、年龄≥40岁(C组)。仪器与试剂：精液常规分析仪为西班牙SCA全自动精子质量分析系统；精子DNA碎片率检测试剂盒为浙江星博生物科技有限公司产品。
1.2 方法
精液常规分析：根据世界卫生组织（WHO）第五版标准进行检测，包括精子畸形率、精子浓度(×106/mL、前向运动精子率（PR%）。所有患者禁欲2~7d，手淫法收集精液标本，并置于无菌杯中，在37℃温箱放置15~30min待其完全液化。待精液液化后,采用西班牙SCA全自动精子质量分析系统测定精子浓度及活动力,并用瑞-吉染色镜检观察对精子形态进行评价。DFI检测：本中心采用的方法为精子核染色体结构检测(SCSA)方法。通过流式细胞仪，分析精子核DNA碎片率（DFI）。通过吖啶橙荧光染料(AO)对精子染色质进行染色，进一步评估单链和双链DNA的比例。通过流式细胞仪检测荧光显色来评估精子核DNA碎片率:正常的双链DNA荧光显示为绿色，受损的单链DNA显示为红色荧光。DFI即说明了DNA解链的程度，是表示单链DNA精子细胞数与全部被检测的精子细胞数的比值。将上述三组不同年龄组患者所得出的DFI值与精液参数分析比较。
1.3 统计学方法
采用SPSS17.0统计软件对所得结果进行分析，计量数据符合近似正态分布者以(x±s) 表示，多组间比较采用单因素方差分析，组间两组比较采用t检验；并进行相关性分析。P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 不同年龄组精子DFI指数比较
总共有912例纳入本次研究，其中A组（年龄20~29岁）305例、B组（年龄30~39岁）307例、C组（年龄≥40岁）300例。随着年龄增大，DFI值是逐渐升高的，A组与C组间差异有统计学意义，B组与C组间差异有统计学意义，A组与B组间差异无统计学意义。将不同年龄组与精子DFI指数进行相关性比较，结果显示年龄与精子核DNA碎片率有显著正相关关系，精子核DNA碎片率随着年龄的增加而升高。
2.2 不同年龄组精液参数比较
将不同年龄组精液参数进行比较，结果显示三组间精子浓度及精子畸形率皆无明显变化，组间差异无统计学意义；随着年龄增大，三组间前向运动精子比率逐渐降低，其中A组与B组间差异、A组与C组间差异、B组与C组间差异皆有统计学意义。将不同年龄组与精液参数进行相关性比较，结果年龄与精子密度及精子畸形率无明显相关关系，年龄与前向运动精子比率成显著负相关关系。随着年龄增大，精子活力是逐渐降低的。
3 讨论
在人类生殖细胞中，男性精子核DNA主要的功能是将父方遗传物质传递进入卵细胞。而要保证遗传物质精确地传递给后代则需要精子及卵细胞DNA 保持完整, 精子核DNA 在受精及胚胎发育过程中起着重要作用。大量前期临床研究显示, 在人类自然生育以及近年来辅助生殖治疗结局与男性精子质量有着密切的关系。随着男性精子核DNA 碎片率升高，其受精率、着床率及复发性流产率也会相应升高。已有的前期研究显示, 若男性精子核DNA碎片率（DNA fragmentation index, DFI） 超过30%, 其正常妊娠的概率会降低。研究表明, 随着精子DFI升高，其精子的正常功能会受到损伤, 同时对精子的稳定性造成相应的不良影响。精子核DNA损伤的明确机制未完全明了,前期研究表明有下列3种机制主要参与了精子核DNA的损伤：(1)氧化应激(oxidativestress)。正常受精过程中，一定浓度的活性氧(reaetiveoxygenspeeies,ROS)有助于精子获能和顶体反应,如果ROS浓度过高，超过其生理浓度则会引起精子核DNA的损伤,影响精子功能；(2)精子染色质组装缺陷。在精子染色质组装过程中一些生化因素造成精子发生异常或核DNA损伤；(3)凋亡异常。正常情况下精子细胞会通过正常凋亡等机制控制其数量。若凋亡异常则难以清除DNA受损的精子。而在临床上来说，引起精子 DNA 损伤的主要病因包括精索静脉曲张、睾丸炎、附睾炎等疾病，此外激素、放化疗药物等药物的使用以及抽烟酗酒等不良生活习惯、农药、重金属等环境污染物、年龄等都会影响精子核DNA完整性。其中精索静脉曲张是最常见的一种疾病。已有临床研究表明精索静脉曲张患者的精子DFI较之于正常男性明显增高。此外，有研究证明将精索静脉曲张患者进行抗氧化治疗一定周期后，精子DFI有明显降低，进一步证实氧化应激是造成精子核DNA损伤的原因之一。近些年来在临床上针对精子核DNA损伤的抗氧化治疗药物中，左卡尼汀可作为一种有效的抗氧化药物。因为左卡尼汀在体内微环境中可清除过多活性氧，使精子脱离氧化损伤。国外研究者研究指出利用抗氧化剂可以明显降低精子DFI。另外，有研究 显示日均吸烟量大于20支或者有10年以上烟龄的男性,其精子DFI明显高于非吸烟健康男性,其精子活力及精子正常形态率也明显低于非吸烟健康男性。此外，有国外研究表明叶酸缺乏会导致精子DNA 损伤，也会导致甲基团供应减少而造成DNA 损伤。同时也有研究表明，随着精浆中叶酸含量降低，精子DFI升高，因而从一方面来说，精浆中叶酸缺乏会影响精子DNA 完整性。精子DNA 损伤形式包括精子DNA 碎片、异常的染色质包装和鱼精蛋白缺乏，其中最主要的损伤形式是精子DNA 碎片，国外学者研究指出当DFI≥30%时，为低度生育力; DFI≥80%为无生育能力。前期研究表明，精子内呼吸链的正常运转会受到精子DNA 损伤的影响，不能为精子正常的运动供能，进而影响其精子活力。在临床上对精子DNA 完整性进行检查，不仅可作为精液常规分析的补充，还可以更好评估男性生育力。随着现代生活压力的增加，越来越多的夫妻选择推迟生育，因而引发了较多的高龄生育问题。对于女性来说，35岁后生育能力开始下降，会导致正常妊娠率下降和流产率升高，对于男性来说其生育力随着年龄的增加而减退，如性激素水平的改变和精液质量的下降等。精子核DNA损伤与胚胎停育、流产率的升高均有关［26］,与此同时会增加出生缺陷及引起子代异常的风险。随着男性年龄增长，睾丸、前列腺和附睾等器官会逐渐老化，精子活力、正常形态率会随之下降，同时精子DNA损伤也会随着年龄增加而增加，近期研究显示精子DNA损伤与男性年龄有一定相关性。有研究表明男性年龄＞35 岁组精子DFI明显高于≤35 岁组;国外研究发现随着男性年龄增加，精子DFI随之明显增高增加。国内学者研究表明中老年男性精子活力明显降低。国外学者研究发现35~39岁的男性生育力较之35岁以下的男性稍有降低，然而39岁以后男性生育力较之于39岁以下男性，生育力每年下降率为21%~23%。前期研究显示精子DFI会随年龄增长而增加，精子活力、精子正常形态率随年龄而下降。研究者指出男性年龄45岁以上者，其精子DFI指数约为30岁以下男性精子DFI的1倍。同时，也有研究者发现20~60岁之间精子DFI逐渐增高达5倍，随着年龄的增加，其精子DFI会逐渐增高。本研究中结果显示年龄与精子核DNA碎片率（DFI）有显著正相关关系，精子核DNA碎片率（DFI）随着年龄的增加而升高；年龄与精子密度及精子畸形率无明显相关关系，而年龄与前向运动精子比率成显著负相关关系，随着年龄增大，其精子活力是降低的。综上所述，生殖医学医务人员在男性不育诊疗工作中，一定要对高龄男性进行全面的、充分的生育力评估，尤其是在这“二孩”火热的时代，针对“高龄”父亲，不仅仅要进行精液常规分析，更要检查精子核DNA碎片率，综合评估其生育力，选择更加合理的生育方式，达到优生优育的目的。
