男性超體質量與精液參數及精漿TNF-αTNF-、IL-6IL-6水平的相關性

樊衛民劉 悅丁之德*

1. 上海交通大學醫學院解剖學與組織胚胎學系（上海 200025）；2. 上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院生殖醫學中心

男性超體質量與精液參數及精漿TNF-αTNF-、IL-6IL-6水平的相關性

樊衛民1,2劉 悅1丁之德1*

1. 上海交通大學醫學院解剖學與組織胚胎學系（上海 200025）；2. 上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院生殖醫學中心

目的 檢測超體質量男性精漿中細胞因子TNF-α、IL-6水平含量，探討其水平改變與超體質量的相關性及其對精液質量各參數的影響。方法 從上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院生殖醫學中心門診就診的男性患者中選取25例為超體質量組；另選取正常健康男性25例為對照組。對兩組精液質量進行分析，用ELISA法檢測精漿中TNF-α、IL-6水平含量。結果 對照組精液體積、前向運動精子及正常形態精子都明顯高于超體質量組（P＜0.01）；對照組精液濃度高于超體質量組，但無統計學意義。對照組精漿IL-6、TNF-α水平明顯著低于超體質量組（P＜0.01）。精漿IL-6、TNF-α均與體質量指數（BMI）呈正相關性（P＜0.01），前向運動精子、精液體積和正常形態精子均與BMI呈負相關（P＜0.01），TNF-α、IL-6與正常形態精子之間呈負相關（P＜0.05）。結論男性超體質量患者精漿TNF-α、IL-6水平顯著增加，其產生的毒性作用可引起精子形態和功能的改變，繼而導致男性不育的發生。檢測精漿中TNF-α、IL-6水平可為臨床分析超體質量或肥胖所導致男性不育的病理機制提供重要的診斷依據。

超體質量; 精液; 腫瘤壞死因子α; 白細胞介素6; 不育, 男性

細胞因子是由T細胞或其他淋巴細胞、單核細胞等分泌、釋放的小分子多肽，在細胞聯系之間起介導作用，影響細胞的發育和成熟，并與人類許多生理、病理方面密切相關。有文獻報道，促炎癥因子TNF-α、IL-6不僅由免疫活性細胞分泌，還可由脂肪及肌肉組織分泌，脂肪組織產生的TNF-α和IL-6參與多種代謝綜合征及胰島素抵抗的病理形成機制，同時還可引發、介導及參與炎癥反應[1]。在超體質量或肥胖的狀態下，脂肪細胞可以被激活變成炎癥細胞，并分泌多種炎癥細胞因子如TNF-α和IL-6。另一方面，有研究表明超體質量或肥胖可引起男性精液質量下降，繼而導致男性不育[2]。此外，血清學研究證實，男性肥胖患者體內不僅TNF-α和IL-6水平升高，而且與男性精液濃度及前向運動精子率下降存在一定的相關性[3]。然而，對于男性超體質量或肥胖與其精漿中TNF-α和IL-6水平的改變卻一直未見報道，本研究通過測定超體質量男性患者與正常體質量者精漿中TNF-α和IL-6水平的差異，探討精漿中炎癥因子與男性超體質量存在的相關關系及其對精液質量各參數的影響。

資料與方法

一、一般資料

選取2015年10月至2016年3月于上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院生殖醫學中心門診就診男性50例為研究對象。入選標準：無外傷，無生殖、泌尿、造血系統及內分泌疾病，無遺傳性疾病家族史；排除標準：接觸有毒有害及放射性物質、吸煙、酗酒、熬夜、精索靜脈曲張及無精子癥的患者。根據世界衛生組織（WHO）標準，以 18≤BMI≤24.9 kg/m2為正常，作為對照組；25≤BMI≤29.9 kg/m2為超體質量組。兩組間年齡、身高、體質量和BMI的數據見表1。

表1 對照組與超體質量組一般資料（±s）

表1 對照組與超體質量組一般資料（±s）

注：**與對照組比較, P＜0.01

組別年齡(歲) 身高(cm)體質量(kg)BMI(kg/m2)對照組30.32±3.661.75±0.0566.72±7.9121.77±1.71超體質量組32.08±5.741.74±0.0684.20±6.83**27.74±1.63**

二、方法

（一）精液標本采集與精漿收集

患者取精前禁欲3～7d，采集標本前，先洗凈雙手和外生殖器，并排尿。通過手淫的方式取精，將射入無菌取精杯中的精液標本置入37℃的恒溫水浴箱中液化30～60min，標本液化后進行精液常規分析。取0.5mL精液經生理鹽水洗滌后，離心涂片進行精子形態學分析。剩余精液吸入15mL無菌離心管，500g離心10min，將精漿吸入1.5mL無菌離心管，-80℃冰箱凍存。

（二）精液常規指標

按照第五版《WHO人類精液檢驗與處理實驗室手冊》，用去皮稱量法計算精液量，用pH試紙檢測pH值，肉眼觀察精液顏色及黏稠度，采用計算機輔助精液分析（computer aided sperm analysis，CASA）系統（西班牙SCA 全自動精液質量分析系統）進行精液動力學分析，同時采用Diff-Quick染色法對患者精子進行形態學檢測。

（三）ELISA法檢測精漿TNF-α及IL-6水平

取患者精漿，按ELISA試劑說明書進行操作。具體方法如下：向預先包被有人IL-6及TNF-α單克隆抗體的酶標孔中加入精漿，37℃溫育；洗滌后，加入HRP標記過的IL-6及TNF-α抗體。再經溫育和洗滌，去除未結合的酶，然后加入四甲基聯苯胺（3,3',5,5'-tetramethylbenzidine, TMB）顯色，在酸的作用下轉化為黃色，經酶標儀檢測患者精漿中的IL-6及TNF-α水平。

（四）統計學分析

結 果

一、患者一般資料

對照組和超體質量組的年齡、身高無統計學差異（P＞0.05）；對照組體質量和BMI指數均明顯低于超體質量組，差異具統計學意義（P＜0.01），見表1。

二、精液參數檢測

對照組精子濃度與超體質量組相比無統計學差異（P＞0.05）；對照組精液體積、前向運動精子和正常形態精子都明顯高于超體質量組（P＜0.05），見表2。

表2 對照組與超體質量組精液質量參數比較（±s）

表2 對照組與超體質量組精液質量參數比較（±s）

注：*與對照組比較，P＜0.05；**與對照組比較，P＜0.01

組別精液體積(mL)精子濃度(106/mL)前向運動精子(%)正常形態精子(%)對照組4.39±1.69105.30±43.4568.66±12.2910.64±3.65超重組3.24±1.06**95.42±53.7854.04±24.08*5.6±1.96**

三、精漿TNF-αTNF-及IL-6IL-6水平

超體質量組精漿中TNF-α及IL-6含量與對照組相比均顯著升高，差異有統計學意義（P＜0.01），結果見表3。

四、BMIBMI與精液參數、精漿TNF-αTNF-及IL-6IL-6水平的相關性

精漿IL-6、TNF-α與BMI呈正相關性（P＜0.01），精漿TNF-α、IL-6與正常形態精子之間呈負相關（P＜0.05），見表4和圖1。

表3 對照組與超體質量組精漿TNF-α及IL-6水平比較（±s）

表3 對照組與超體質量組精漿TNF-α及IL-6水平比較（±s）

注：**與對照組比較, P＜0.01

組別TNF-α(pg/mL)IL-6(pg/mL)對照組7.17±2.219.14±7.79超體質量組12.32±8.81**43.38±43.04**

表4 BMI與精液參數、精漿TNF-α及IL-6水平的相關性

圖1 BMI與精液參數、精漿TNF-α及IL-6水平的相關性

討 論

精液由精子和精漿組成，精漿中的細胞因子對精子的發育、成熟及免疫調節等具有重要意義。精漿中的細胞因子可由男性泌尿生殖道的免疫活性細胞釋放，其水平可反映生殖器官或生殖道內的炎性反應程度、免疫狀況以及它們對精子功能和生育能力的影響[4]。超體質量和肥胖是一種多因素引起的慢性代謝性疾病，是一定程度的脂肪積聚明顯過多，并且超體質量被公認為是肥胖癥發病的前期。目前已證實肥胖是引發女性不孕的危險因素[5]，同時也有部分研究表明肥胖引起男性精液質量下降，繼而導致男性不育[6]。本課題組曾通過建立高脂飲食誘導肥胖雄鼠模型，研究肥胖對雄鼠生育的影響。結果顯示：高脂飲食誘導的肥胖雄鼠精子活動力和前向運動力降低，精子畸形率增高，頂體反應發生率下降，而精子濃度無顯著變化；高脂飲食誘導的肥胖雄鼠睪丸生精小管內生精上皮嚴重萎縮、空泡化，血睪屏障的完整性被破壞,其精子質量和睪丸發育異常導致生育力下降[7]。

為了進一步探討雄性超體質量與生育及生殖道炎癥的相關性，我們對臨床男性超體質量患者的精漿TNF-α及IL-6水平進行檢測，并與對照組進行比較。結果顯示：男性超體質量組與對照組相比，精液體積、前向運動精子及正常形態精子均顯著下降，非運動精子顯著升高，非前向運動精子及精子濃度與對照組相比差異無統計學意義；超體質量組與對照組相比，精漿TNF-α及IL-6 水平有顯著升高。BMI與精液體積和前向運動精子率呈負相關。精漿IL-6、TNF-α與BMI均呈正相關性，精漿TNF-α及IL-6與正常形態精子呈負相關。

長期以來，有關BMI與精液質量關系存在著爭論，對于BMI是否影響精子濃度和精子運動能力是爭論的焦點。Eisenberg等[8]報道，隨著BMI和腹圍的增加，男性射精量逐漸減少，同樣精液中總的精子數目也隨之降低，這與我們的實驗結論相一致。有學者認為，肥胖患者內分泌改變、氧化應激、DNA完整性的影響以及睪丸溫度等因素改變，最終導致精液質量的下降[9]。此外，有研究顯示肥胖男性不育癥患者的精子濃度及精子總活力較健康生育男性顯著降低[15]，但我們在標本收集時，由于放棄收集少精的標本，故在兩組標本的精子濃度上無顯著性差異。

大量研究發現肥胖者血清TNF-α及IL-6 水平比較正常體質量者均有顯著升高[10-12]。TNF-α及IL- 6不僅由免疫活性細胞產生，也由脂肪細胞合成及分泌。由于肥胖者體內脂肪的增加，脂肪細胞分泌的TNF-α、IL- 6 的量也會顯著增加；另外肥胖是一種全身性慢性低度炎癥狀態，免疫活性細胞分泌TNF-α、IL- 6 的量也隨之增加。我們的研究也進一步證實，男性超體質量患者精漿TNF-α與IL-6 水平明顯高于正常體質量者，這與超體質量與肥胖處于炎癥狀態，以及可能造成生精小管血睪屏障或附睪屏障被破壞導致血清中IL-6 和 TNF-α 進入生殖道從而使精漿水平急劇上升的緣故。另一方面，有研究報道適當濃度TNF-α對生殖內分泌、激素合成、睪丸功能、生精及精子功能均有重要調節作用，但高濃度下會產生毒性作用[13,14]，即破壞精子的正常形態，繼而導致男性不育。

小 結

近年來，隨著飲食結構和生活方式的改變，超體質量和肥胖人口與不孕不育夫婦都在逐年增加。有研究證實男性肥胖除了對精液質量有著不良影響外，同時也影響妊娠結局及子代健康。在超體質量和肥胖情況下，血液及精漿中炎癥因子IL-6 和 TNF-α顯著增加，IL-6 和 TNF-α通過參與精子的發生與成熟以及對血睪屏障等影響，直接與間接影響精子的結構和功能，而精子正常形態發生改變可能會導致精子質量下降，最終對男性生育力產生嚴重的負面影響。

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3 武學清, 崔向榮, 井宣, 等. 肥胖對男性精液質量影響與血清TNF-α及IL-6相關性. 中國生育健康雜志 2015; 26(6): 508-511, 524

4 Dousset B, Hussenet F, Daudin M, et al. Seminal cytokine concentrations (IL-1beta, IL-2, IL-6, sR IL-2, sR IL-6), semen parameters and blood hormonal status in male infertility. Hum Reprod 1997; 12(7): 1476-1479

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8 Eisenberg ML, Kim S, Chen Z, et al. The relationship between male BMI and waist circumference on semen quality:data from the LIFE study. Hum Reprod 2015; 30(2): 493-494

9 何肖, 胡雷, 陳棟. 肥胖癥與男性不育癥相關性的研究進展. 中華肥胖與代謝病電子雜志 2016; 2(1): 49-52

10 Berman DM, Karhadkar SS, Maitra A, et al. Widespread requirement for Hedgehog ligand stimulation in growth of digestive tract tumours. Nature 2003; 425(6960): 846-851

11 Watkins DN, Berman DM, Burkhohter SG, et al. Hedgehog signaling within airway epithelial progenitors and in small-cell lung cancer. Nature 2003; 422(6929): 313-317

12 Ma X,Sheng T,Zhang Y, et al. Hedgehog signaling is activated in subsets of esophageal cancers. Int J Cancer 2006; 118(1): 139-148

13 Li MW, Xia W, Mruk DD, et al. Tumor necrosis factor [alpha] reversibly disrupts the blood-testis barrier andimpairs Sertoli-germ cell adhesion in the seminiferous epithelium of adult rat testes. J Endocrinol 2006; 190(2): 313-329

14 Delfi no FJ, Boustead JN, Fix C, et al. NF- kappaB and TNF-α stimulate androgen receptor expression in Sertoli cells. Mol Cell Endocrinol 2003; 201(1-2): 1-12

15 李莉, 王忠云, 王雪楠. 肥胖性不育癥患者微量元素與精液質量關系的研究. 中國病原生物學雜志 2012; 7(10): 754-755, 761

（2016-07-08收稿）

The correlation between over-weight and semen paraments, and the level of TNF-α, IL-6 in seminal plasma of men

Fan Weimin1,2, Liu Yue1, Ding Zhide1*
1. Department of Anatomy, Histology and Embryology, School of Medicine, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200025,China; 2. The Center of Reproductive Medicine, Ruijin Hospital, Shanghai Jiaotong University School of Medicine Corresponding author: Ding Zhide, E-mail: zding@shsmu.edu.cn

Objectivee To detect the cytokine TNF-α, IL-6 levels in seminal plasma of over-weight male, and explore the correlation between the levels of TNF-α, IL-6 and over-weight, as well as its effects on semen paraments. Methods Both of 25 males with overweight and 25 healthy males were enrolled in the study from The Center of Reproductive Medicine, Ruijing Hospital, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine. We analyzed the semen parameter from the two different groups and detected the levels of TNF-α and IL-6 in seminal plasma. Ressuullttss Compared with those of over-weight group, levels of semen volume, sperm mobility of class A, sperm activity and total sperm viability were all signifi cantly increased in the control group (P＜0.01). The concentration of sperm in the control group was higher than that in over-weight group, but there was no statistical signifi cance. The levels of IL-6 and TNF-α in the control group were lower than that in over-weight group (P＜0.01) and there was a positive correlations between IL-6, TNF-α levels and overweight (P＜0.01), whereas the correlations remained negative between sperm mobility of type A, semen volume, normal form sperm and over-weight (P＜0.01). Moreover, there was a negative correlation between the levels of IL-6 ,TNF-α in seminal plasma and the normal form sperm (P＜0.05). Concluussiioonn Over-weight male usually had a high levels of TNF-α and IL-6in the seminal plasma. However, the high levels of these molecules maybe infl uence sperm development and maturation by impairing the quality of sperm and altering sperm morphology. This study may provide an important pathogenic cue for the male infertility with overweight or obesity.

ords over-weight; semen; Tumor Necrosis Factor-alpha; Interleukin-6; infertility,male

doi:10.3969/j.issn.1008-0848.2016.08.003

R 698.2

*通訊作者：zding@shsmu.edu.cn