高國政馬 猛綜述 李 錚審校
1.上海交通大學醫學院附屬仁濟醫院泌尿外科,上海市人類精子庫(上海 200135); 2.鄭州大學附屬洛陽中心醫院
隱睪致不育機制與治療選擇
高國政1,2馬 猛1綜述 李 錚1審校
1.上海交通大學醫學院附屬仁濟醫院泌尿外科,上海市人類精子庫(上海 200135); 2.鄭州大學附屬洛陽中心醫院
隱睪癥是男性生殖系統先天性異常引起的常見疾病之一,在足月新生兒發生率約為4%~5%,早產兒為9%~30%。1歲時降到0.7%~0.8%,1歲后睪丸自發下降的機率則明顯減少。6~12個月是行睪丸下降固定術的最佳時間,但是由于各種原因,在小兒時未及時治療,導致成年后出現生育問題。即使睪丸下降固定手術成功者,9%~15%單側和46%雙側隱睪可發生無精子癥[1]。隱睪是怎樣導致男性不育癥及其治療前景如何,本文將予以綜述。
隱睪系指一側或雙側睪丸停止于下降途中,而未進入同側陰囊內[2]。在正常情況下,胚睪的間質細胞在第6周開始產生睪酮,10~23周顱側懸韌帶伸展睪丸牽引帶退化縮短[3]。胚胎35周左右,睪丸牽引帶延伸至陰囊底部[4,5]。若睪丸引帶發育異常,引帶缺如、引帶提前退化或引帶異位附著均可導致腹腔內隱睪或迷走睪丸。性激素分泌不足或者受體缺乏同樣會引起隱睪的發生[6]。基因表達出現錯誤,則可出現腹腔內隱睪[7]。Galan 等認為雌激素受體基因(ESR1、ESR2)與隱睪的形成有重要的關系,雌激素受體含量的提高可明顯增加隱睪的發生率,而且也影響精子的質量[8]。同時,Kraft等通過對大鼠的研究,發現在隱睪患者中β-NGF基因處于低表達。β-NGF基因對睪丸的下降起到了重要的作用[9]。
Brucker-Davis等通過從血液和哺乳期乳汁兩方面來觀察具有抗雄激素作用的二氯二苯基三氯乙烯(DDE)和聚氯聯苯(PCB)對隱睪發生的影響,結果提示原發性隱睪與胚胎時期暴露于PCB與DDE具有相關性,女性在妊娠期間,接受到PCB、DDE和殺蟲劑等有害物質,可增加子代隱睪的發生率[10,11]。
精子的發生需要適宜的溫度,大多數哺乳動物,包括人類的睪丸溫度低于體溫。用體溫或高于體溫的溫度局部處理睪丸或隱睪癥等均能導致生精細胞死亡增加[12],而大多數雄性哺乳動物陰囊內溫度低于腹腔內溫度[13]。因此,滯留在腹股溝管內或腹腔內的睪丸溫度升高,破壞精子發生的微環境,生精細胞多呈成熟阻滯,不能形成成熟精子,導致生育力低下甚至失去生育能力[14]。研究表明,睪丸內溫度每升高1℃就會抑制14%的精子生成,精子數量明顯減少[15]。劉以訓等對隱睪癥或熱局部處理猴和大鼠睪丸后,從3個方面用分子生物學的角度進行了系統的分析,得出了隱睪癥可以引起不育[16]。人工隱睪模型或熱局部處理睪丸可引起生精細胞凋亡增加,從而可逆性損害生精上皮[17],并伴隨支持細胞形態和功能改變[18]。正常男性在青春期前,升高的促性腺激素和睪丸激素可以促進精母細胞轉化為Ad型精原細胞;而在隱睪患者中,精母細胞和早期A型精原細胞與正常的人都是不一樣的,精母細胞不能轉化為Ad型精原細胞,也就不會有精子生成[19,20]。在基因遺傳方面,有實驗表明在隱睪的大鼠中,Hsf1和Phlda1在初級精母細胞中亦起到了重要的作用,同時有充分的證據表明Hsf2在精子脫落方面也有很重要的意義[21]。
隱睪癥是生殖系統常見疾病,在美國每年約有27 000例隱睪患者必須行手術治療[22]。如果隱睪患者缺乏Ad精原細胞,就是在早期成功行睪丸下降固定術,成年后仍然不育[23]。由于隱睪形成的主要原因是在嬰兒的早期促性腺激素和睪酮含量減少[24],為了增加嬰兒時期促性腺激素和睪酮激素在隱睪嬰兒中的含量,在成功行睪丸下降固定術后,可同時給予黃體生長素釋放激素,以減少睪丸組織的損害[25]。Faruk臨床觀察30例單側或者雙側隱睪癥患者,在平均3歲時成功行睪丸下降固定術后,隨機分成兩組,治療組給予黃體生長素釋放激素類似物治療6個月,而對照組術后未行其他治療,在成年后,觀察精液常規,所有的對照組患者都是嚴重的少精子癥患者,20%為無精子癥患者,而治療組中86%的患者的精液質量在正常范圍內,兩組之間有明顯的差別[26]。Jallouli等采用青春期前單側隱睪患者,術前給予促性腺激素釋放激素治療4周后,行睪丸固定術,取睪丸組織,與對照組相比,可以看到睪丸的生精環境明顯好轉,在成年后可以提高懷孕率[27]。
對于成年隱睪患者,大部分都是因婚后未育來就診,在行睪丸下降固定術的同時,我們可以采取睪丸活檢取精或睪丸顯微取精術,后者可以提高懷孕的機率,目前取精成功率可以達64.4%[28]。Turunc等分別采用傳統的睪丸取精術和顯微鏡下取精術,與傳統的相比,后者可以提高取精的成功率約20%[29]。若在顯微鏡下取精后,仍未見到精子,可以行體外培養。目前體外培養系統,包括組織培養和細胞培養兩大類。細胞培養是生精細胞培養的發展方向,這種方法的優點是:可用于研究調控和調節生精細胞發生減數分裂的有關因素,可較好地分析控制精子發生的細胞和分子機制。睪丸組織培養更接近睪丸生理狀態, 最大程度地保持睪丸原有的正常腔室結構和生殖細胞與體細胞的相互聯系, 細胞存活和增殖更多地依賴于原有精子發生的微環境, 能夠使生精細胞在體外存活較長時間以實現生精細胞減數分裂和變態。此外, 睪丸組織培養方法簡便, 需要的條件較之單一細胞要少, 且更接近生理狀態, 是研究睪丸功能的有效方法,但此方法不能進一步研究精子發生所需的條件及睪丸中生精細胞與體細胞之間的相互關系。Angelopou等表明睪丸組織培養后可獲得精子活力的增強和啟動, 且在培養48 h達高峰[30]。對于本身具有原始生殖細胞但卻不能正常發育成精子的患者,生精細胞在體外特定環境中培養有可能會克服其在體內的發育障礙,啟動生精細胞的分化機制,使停滯在不同階段的生精細胞進一步發育成為圓形精子或精子[31]。Sousa等用睪丸組織分離、純化, 獲得初級精母細胞與支持細胞, 置于Vero細胞條件培養液上培養2~3周。結果初級精母細胞經減數分裂分化成圓形精子細胞, 其分化率為69.0%,而且這些圓形精子細胞進一步變形成熟為具有正常形態的長形精子細胞。他們將這些接近成熟的長形精子細胞通過顯微注射入人卵內,結果受精率約為31.0%~38.0% , 且有囊胚形成[32]。在子代安全性上,Tesarik等將培養后變形的精子細胞通過顯微注射術注射入其配偶的卵子內, 獲妊娠成功, 產下發育正常的雙胞胎嬰兒[33]。Tanaka等采用患者的初級精母細胞在體外培養后,初級精母細胞經過減數分裂后可以變成圓形精子,經染色體分析,染色體是正常的[34]。精原干細胞經體外聯合培養后,可以變成圓形精子,像精子一樣,可以使卵子受精,形成正常的囊胚,事實證明,并且可以生下健康的孩子[35]。但是Sousa等用支持細胞和生精細胞在體外聯合培養后,經過減數分裂可以與卵子受精,但是形成的胚胎,大部分不能形成桑葚胚,原因是染色體不正常[36]。總之,隨著科技的進步,研究的深入,學科間的互助,精原干細胞的體外培養技術會是一個安全可靠的發展方向。
致謝:本課題受上海市科委基礎重點課題(10JC1409900)項目資助
隱睪; 不育, 男性; 精子; 睪酮
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(2014-01-10收稿)
10.3969/j.issn.1008-0848.2014.12.021
R 697.2; R 698.2