不同精液質量不育癥患者的外周血染色體核型分析

孫惠霖 劉建兵 李敏 鄭建麗 吳靜

[摘要]?目的?分析不同精液質量不育癥患者外周血染色體核型異常的類型和發生率。方法?選取2018年1月至2021年12月來筆者醫院行外周血染色體G顯帶核型分析及精液分析的292例男性不育癥患者，根據精液分析結果分為精液質量異常組和正常對照組，對檢出的異常核型進行統計和分析。結果?精液質量異常組檢出異常染色體核型20例（18.87%），正常對照組檢出異常染色體核型9例（4.84%），比較兩組外周血染色體核型異常率差異具有統計學意義（P<0.05）。無精子癥組患者染色體異常檢出率為50%，性染色體異常為該組主要異常類型。結論?對不育癥患者行外周血染色體核型分析可有效分析病因，對輔助生殖、出生缺陷一級預防具有重要的臨床意義。

[關鍵詞]?不育癥；精液質量；染色體核型分析；性染色體

[中圖分類號]?Q343.2??????[文獻標識碼]?A??????[DOI]?10.3969/j.issn.1673-9701.2024.11.009

Chromosomal?karyotype?analysis?of?peripheral?blood?in?infertility?patients?with?different?semen?quality

SUN?Huilin，?LIU?Jianbing，?LI?Min，?ZHENG?Jianli，?WU?Jing

Medical?Genetic?Center，?the?Affiliated?Yancheng?Maternity?&?Child?Health?Hospital?of?Yangzhou?University，?Yancheng?224001，?Jiangsu，?China

[Abstract]?Objective?To?analyze?the?type?and?incidence?of?abnormal?chromosome?karyotype?in?peripheral?blood?of?infertile?patients?with?different?semen?quality.?Methods?Selectet?292?infertility?patients?who?came?to?our?hospital?from?January?2018?to?December?2021?for?G-banding?karyotyping?and?semen?analysis.?According?to?the?semen?analysis?results，?the?patients?were?divided?into?abnormal?semen?quality?group?and?normal?control?group.?We?made?statistics?and?analysis?on?the?abnormal?karyotypes.?Results?In?the?group?with?abnormal?semen?quality，20?cases?（18.87%）?of?abnormal?karyotypes?were?found.?In?the?normal?control?group，?9?cases?（4.84%）?had?abnormal?karyotypes?were?found.?The?comparison?of?the?abnormal?rates?of?peripheral?blood?chromosome?karyotypes?between?the?two?groups?showed?statistical?significance?（P<0.05）.?The?detection?rate?of?chromosomal?abnormalities?in?patients?with?Azoospermia?was?50%，?and?sex?chromosome?abnormalities?were?the?main?types?of?abnormalities?in?this?group.?Conclusion?Karyotype?analysis?of?infertile?patients?can?effectively?analyze?the?causes?of?infertility，?and?has?important?clinical?significance?for?assisted?reproduction?and?primary?prevention?of?birth?defects.

[Key?words]?Male?infertile;Semen?analysis;Karyotype?analysis;Sex?chromosomes

男性不育癥是一種復雜的、受多因素影響的病癥，精液質量對男性不育癥的診斷及嚴重程度的確定具有重要意義。遺傳學因素是目前已知的影響精液質量的重要因素之一，約15%的男性不育癥患者是因遺傳學因素異常導致，主要包括染色體核型異常、Y染色體微缺失和囊性纖維化跨膜傳導調節因子基因突變等[1]。

染色體是細胞內遺傳物質的主要載體，染色體數目異常及結構異常是導致男性不育的重要遺傳因素。不育癥患者染色體核型異常發生率明顯高于正常生育人群，精液質量不同的不育癥患者染色體核型異常類型和發生率各不相同[2-3]。輔助生殖技術的發展，使得精液質量異常的男性不育癥患者僅需少量活精就可完成受精，但遺傳學因素在胚胎發育、后代的生長發育及生育過程中仍然具有影響。

本研究主要對不同精液質量的不育癥患者的外周血染色體核型異常發生率及類型進行分析探討，為男性不育癥患者病因分析及輔助生殖的遺傳咨詢、治療提供理論依據。

1??對象與方法

1.1??研究對象

選取2017年1月至2021年12月來筆者醫院行外周血染色體常規G顯帶核型分析及精液分析的292例男性不育癥患者。根據患者精液分析結果將其分為精液質量異常組（少精子癥、弱精子癥、少弱精子癥、無精子癥）106例和正常對照組186例。本研究經鹽城市婦幼保健院倫理委員會審核通過（倫理審批號：2023-LW）。

1.2??方法

1.2.1??染色體核型分析??采集患者外周血1.5ml，及時在無菌條件下用注射器將0.5ml外周血接種至外周血淋巴細胞培養基中，放入37℃恒溫培養箱中進行細胞培養72h。加入2滴20μg/ml的秋水仙素混勻后放回培養箱中4h后去除上清液收獲細胞。加入8ml濃度為0.075moL/L?的氯化鉀低滲液充分吹打混勻后放置于37℃水浴箱中溫浴30min。加入1ml固定液（甲醇∶冰醋酸＝3∶1）進行預固定，吹打混勻后離心去除上清液，加入8ml固定液進行固定，吹打混勻后放置于37℃溫浴20min。2次固定后，離心后留1ml固定液吹打沉淀物制成懸液滴于冰玻片上，于80℃烤箱老化2h。

將玻片置入100ml?胰蛋白酶溶液（0.05%）中靜置30s后用吉姆薩染液浸染2min，清水沖去染液，室溫晾干玻片。每份樣本在油鏡下計數30個分散好的中期分裂相，分析5個顯帶良好的核型，如遇異常核型則加倍計數及分析，嵌合核型計數至少100個核型。

1.2.2??精液質量分析??精液質量的相關指標分析參照世界衛生組織（World?Health?Organization，WHO）標準第5版，精液量≥1.5ml、總精子數≥39×106/ml、精子密度≥15×106/ml、精子活力前向運動百分率≥32%為正常參考標準[5]。總精子數<39×106/ml或精子密度<15×106/ml為少精子癥，精子活力前向運動百分率<32%為弱精子癥。精子總數或濃度和前向運動精子百分率均低于參考值下限為少弱精子癥。

1.3??統計學方法

采用SPSS?26.0統計學軟件對數據進行處理分析，計數資料以例數（百分比）[n（%）]表示。

2??結果

在106例精液質量異常組患者中共檢出異常染色體核型20例（18.87%），在186例正常對照組患者中檢出異常染色體核型9例（4.84%），兩組比較，差異有統計學意義（P<0.001）。精液質量異常組按異常類型分，無精子癥組染色體異常檢出率最高，達50%，弱精子癥組未檢出異常核型，詳見表1。

從異常染色體核型檢出情況來看，異常類型包括了性染色體數目異常、性染色體結構異常、常染色體易位、常染色體倒位、標記染色體幾種類型。

本研究中性染色體數目異常占無精子癥患者異常核型的70%，包含了7例47，XXY，2例47，XYY，2例47，XXY/46，XY，1例45，XO/46，XY。其中，47，XXY及47，XXY/46，XY屬克氏綜合征（Klinefelter?syndrome，KS），9例KS患者中6例47，XXY為無精子癥患者，1例47，XXY為少弱精子癥患者，2例47，XXY/46，XY為正常對照組患者。

精液質量異常組中無精癥患者性染色體異常為該組主要異常類型，其中性染色體數目異常占該組異常核型比例最高，達70%。正常對照組中常染色體異常為該組主要異常類型，其中常染色體倒位占該組異常核型比例最高，達44.44%。

3??討論

染色體核型異常在男性不育癥及生精異常中起重要作用，是男性不育癥患者最常見的遺傳學因素[1]。本研究男性不育癥患者異常核型檢出率為9.93%，低于胡晶晶等[4]統計的男性不育患者異常核型檢出率15.15%，高于薛會麗等[6]統計的男性不育患者異常核型檢出率7.19%，考慮為樣本量的差異導致。精液質量異常組異常核型檢出率為18.87%，正常對照組患者異常核型檢出率為4.84%，均明顯高于健康成人的0.1～0.3%[7]。

染色體核型異常包含了染色體數目異常和結構異常，后者包括了易位、倒位、插入、缺失、重復、等臂染色體和環狀染色體等。本研究中異常核型包含了性染色體數目異常、性染色體結構異常、常染色體易位、常染色體倒位、標記染色體幾種類型，在不同精液質量組中占比又各有不同。

KS是一般人群中最常見的染色體異常，典型的KS患者80～90%核型為47，XXY的性染色體的非整倍變異，是非梗阻性無精子癥和嚴重少精子癥最常見的遺傳病因之一[8-9]。姜柯安等[10]統計的145例47，XXY中有130例為無精子癥，15例為嚴重少精子癥。吳曉燕等[11]在就診的68例KS患者中僅發現1例47，XXY/46，XY患者為少精子癥。47，XXY/46，XY嵌合型KS患者精液質量參數更好，睪丸體積更大，激素水平更接近于正常[12]。綜上所述，核型47，XXY患者絕大部分為無精癥，但由于外周血淋巴細胞染色體核型不能代表睪丸細胞的染色體核型，因此也有極少數患者表現為少弱精子癥。2例47，XXY/46，XY患者精液量、精液密度、精子活力都處于正常范圍。分析此類患者僅在自然生育出現困難時才被發現染色體核型異常，而生育正常者并未做相應檢查，推測人群中該核型的比例可能高于預期。克氏綜合征患者需注意防范產生性染色體異常后代的風險，應嚴格進行輔助生殖術前的遺傳學咨詢和產前遺傳學診斷[13]。

男性47，XYY又稱為超雄綜合征，一般認為此類患者大多數性發育正常，具有生育能力，部分患者也可出現睪丸發育不良，甚至無精子。歐陽海等[14]在15例患者中發現有4例精液質量正常。江峰等[13]發現的8例47，XYY其中3例為無精子癥患者，2例為少弱精子癥患者，2例為弱精子癥患者。本研究中2例47，XYY患者都為少弱精子癥，有進一步進行輔助生殖的可能，且額外的Y染色體會在生殖細胞減數分裂時凋亡而被清除，接受輔助生殖其后代出現染色體異常的風險極低[14]。45，XO/46，XY也被稱為“男性特納綜合征”，一些患者雖有睪丸形成和發育，但睪丸功能存在不同程度的缺陷，表現為隱睪、睪酮產量不足致尿道下裂和生精障礙[15]。本研究中的1例45，XO/46，XY為無精子癥患者。

性染色體結構異常在本研究僅發現2例，1例46，X，?inv（Y）（p11q11）為正常對照組患者，inv（Y）的臨床及遺傳效應目前學者的觀念尚不統一，考慮Y染色體倒位攜帶者的配子形成時Y染色體與X染色體只在同源基因片段產生配對交換，并不形成類似常染色體倒位時產生的倒位環，不能用常規的減絲分裂理論來分析，且不同斷裂位點的基因功能可能也會有所不同[16]。也有報道認為inv（Y）與少精子癥伴精子活力異常存在一定的相關性[16]。該患者在遺傳咨詢選擇輔助生殖可與其他染色體正常的患者一樣。1例46，XY，t（X;1）（p11.4;q11）為無精子癥患者，該核型是性染色體與常染色體之間發生的染色體平衡異位。

染色體平衡異位不僅發生在常染色體之間，也會在性染色體之間、性染色體與常染色體之間發生，羅伯遜易位也是平衡易位的一種特殊形式。本研究發現的6例平衡異位患者僅1例在正常對照組。45，XY，-13，der（18）t（18;13q11→13qter）為無精子癥患者，46，XY，t（5;22）（p11;p13）及2例羅伯遜異位為少弱精子癥患者。提及染色體平衡異位對生育的影響，通常會考慮易導致子代染色體出現重復、缺失等異常核型，以及易引起流產、胎停、死胎等不良孕產、胎兒出生缺陷的現象，染色體平衡異位與男性精液質量之間的關聯并未引起臨床足夠的重視。胡俊青等[17]對包含羅伯遜易位的28例染色體平衡異位的生殖異常男性進行研究，發現男性染色體平衡易位攜帶者其精子密度明顯低于正常對照組。

Zhang等[19]發現的5名性染色體與常染色體相互異位的患者也均為無精子癥患者。分析原因，染色體平衡易位會導致易位的同源染色體在減數分裂前期不能聯會，或干擾正常染色體在減數分裂中的配對與分離從而導致減數分裂障礙；同時斷裂處可能會伴有基因功能（例如具有生精功能）的改變從而引發不同程度的精液質量異常[2，?19-20]。由于平衡易位攜帶者形成的配子僅1/18正常，1/18為平衡易位，剩余的16/18均為不平衡配子，因此，此類患者可通過植入前胚胎遺傳學診斷技術選擇正常胚胎移植，再進行產前診斷以獲得染色體核型正常后代。

本研究中發現的常染色體倒位包括了9號染色體臂間倒位及1號染色體臂間倒位。5例46，XY，inv（9）?（p12q13）僅1名為少弱精子癥患者，其余4例皆為正常對照組患者。9號染色體的臂間倒位的臨床及遺傳效應目前學者的觀念尚不能統一，部分研究認為會產生胚胎停育或反復流產甚至將其劃分為染色體多態性的表現[7，?17，21]。本研究中該核型為正常對照組異常核型的主要組成，在遺傳咨詢中如果擔心因此帶來生育障礙或反復流產等可行植入前胚胎遺傳學診斷。2例46，XY，inv（1）（p13q21）患者1例為無精子癥患者，1例為少精子癥患者。1號染色體斷裂區域與男性精液異常有關，以1p32、1p22、1q12、1q21?和1q24?最為常見，其中1q21斷裂點的患者精子的密度與活力受影響最大[2，?19-20]。1q21斷裂點處共鑒定出171個基因，其中4個已被報道在卵母細胞減數分裂成熟、精子生成、精子獲能或精子運動中起作用[3]。因此，患者在選擇輔助生殖時還是建議選擇正常胚胎移植，以防后代出現相同生育障礙。

額外小標記染色體（small?supernumerary?marker?chromosome，sSMC）是一種結構重排染色體，該染色體是?能通過細胞遺傳學常規顯帶方法分辨的結構畸變的染色色體。人群中的發生率為0.15%，多數sSMC攜帶者是可以生育的，且多為母方遺傳，作為父方異常則比較少見[13]。本研究共發現3名嵌合型標記染色體，2例為少弱精子癥，1例在正常對照組中經父母雙親對照后識別為母源性。由于3名患者均未行分子遺傳學檢查，對于sSMC的來源和致病性目前還處于未知，將分子遺傳學與細胞遺傳學結合更有利于不育癥患者病因查找及遺傳咨詢。

綜上所述，不同精液質量的男性不育癥患者其外周血染色體核型異常的發生類型和發生率各有不同，對不育癥患者及時行外周血染色體核型分析可有效分析病因并能為輔助生殖提供方案選擇依據，對于出生缺陷的一級預防也有著重要意義。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。

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（收稿日期：2023–05–31）

（修回日期：2024–02–17）

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