世界衛生組織(WHO)《不育夫婦標準檢查與診斷手冊》將“不育”定義為“至少有12個月以上的不避孕性生活史而仍未受孕”。據統計,育齡夫婦中約10%~20%患有不育癥,其中約有40%~70%不育的原因歸咎于男方,而且有逐年增加的趨勢。在男科門診中,男性不育癥患者約占就診人數的1/3。隨著全球工業化的迅猛進展,環境污染、食品污染等問題日益嚴重,人們的健康問題受到空前的挑戰,生育能力也逐年下降,由此帶來的精神、家庭、社會問題也日趨嚴重。男科研究雖然起步較晚,但在全世界的專家、學者的共同努力下,研究成果層出不窮。近幾年,在男性不育癥的診斷和治療方面也取得了一定的進展。
1 男性不育癥的診斷現狀
男性不育癥的診斷主要解決兩個問題:一是明確男性不育的病因,二是對男性生育能力的評估。為了得到正確的診斷,在詳細采集病史、體格檢查的基礎上,必須進行必要的實驗室檢查。
1.1 精液常規分析 WHO所推薦的精液分析方法已被大多數實驗室所接受。常規的精液分析包括精液量、性狀、液化時間,精子活動率、活動力、形態等。《世界衛生組織人類精液及精子-宮頸黏液相互作用實驗室檢驗手冊》第5版 (以下簡稱“WHO 5版手冊”)較之以前的版本,精液特性參考值下限有了較大的變動,其中變化較大的有精液體積由原來的2mL變為1.5mL,精子濃度由20~106/mL變為15×106/mL,總活力(PR+NP)由50%變為40%,前向運動(PR)由50%變為32%,存活率由50%變為58%。在精子形態學檢測方面,WHO 5版手冊推薦使用的方法有巴氏染色法、Shorr染色法或Dif-Quik染色法。巴氏染色法對于精子和其他細胞來說染色效果較好且涂片可以永久保存,Shorr染色法可以得到與巴氏染色法相近的正常形態精子百分率,Dif-Quik染色法快速但染色質量較差且不能長久保存。對于形態學分類,WHO 5版手冊采用了更為嚴格的判定方式,正常形態在WHO 4版手冊中只提示“正在運用本手冊所描述的方法進行多中心的群體研究”、“來自輔助生殖技術項目的資料表明,使用本手冊的方法和定義,如果正常形態的精子數低于15%時,體外受精率降低”,WHO 5版手冊則明確為4%。
WHO 5版手冊更注重質量保證和質量控制,以保證實驗結果的可重復性,從而為男科臨床的診斷和治療提供可靠的結果。另外,由于精液中的生精細胞、脫落細胞、白細胞等形態相似難以區分,所以在精液分析時,不能隨意地報告為“白細胞”,以免誤導診斷。
1.2 免疫學檢測 10%~30% 的男性不育癥與免疫因素有關。ASAb是免疫性不育的重要原因。精液中的ASAb幾乎全部屬于兩類免疫球蛋白:IgA和IgG。由于體積較大,IgM抗體在精液中很少出現。IgA抗體的臨床意義大于IgG抗體。通過相關的篩查試驗從精子或體液中檢測到上述兩種抗體。
在ASAb測定方面,國內普遍采用酶聯免疫吸附試驗(ELISA),但特異性較差;WHO 5版手冊推薦的方法仍為免疫珠試驗(IBT)和MAR試驗,但試劑較貴、檢測時需要新鮮的活精子而使其運用受到了限制。因此,抗精子抗體測定難以對男性不育癥的診斷提供準確的信息。
混合抗球蛋白反應試驗(MAR)是一項廉價、快速和敏感的篩查試驗,但其敏感性不如IB。WHO 5版手冊將其正常值由<10%調整為<50%。
IBT較MAR敏感,但試驗耗費時間較長。WHO5版手冊仍將其正常參考值定為<50%。
1.3 精子功能檢測 在運用輔助生殖技術(ART)時,由于體外受精(IVF)需要功能完全正常的精子,而卵漿內單精子注射(ICSI)只需要DNA正常的精子,因此,精子功能正常與否對于選擇IVF還是ICSI的意義十分重要。精子形態分析是判斷精子功能最重要的臨床指標。除此之外,WHO 5版手冊還介紹了活性氧(ROS)、人精子-卵細胞相互作用試驗、人卵透明帶結合試驗、頂體反應檢測、去透明帶倉鼠穿透試驗以及金子染色質檢測等,但這些方法尚處于研究當中。
ROS升高會破壞精子的核DNA和線粒體DNA,從而影響精子的功能。因此,精液ROS的檢測可能成為評估男性不育癥的有效手段。然而,對于采用未洗滌的精液還是洗滌的精液作為檢測標本,目前尚有爭議。
流式細胞術(FCM)檢測可了解精子DNA受損程度,從而評價精子功能。通過研究發現精子DNA碎片率與畸形率呈正相關。該方法具有快速、精確的優點,是一種比傳統精液分析更為敏感的評估男性生育能力的方法 。
檢測精子DNA完整性的另一個新選擇是染色體擴散試驗(SCD)。經過酸化處理使DNA變性,在裂解液的作用下使細胞膜結構破壞,再對核酸進行染色,然后在顯微鏡下觀察DNA受損情況。因其具有簡便、快速、價廉、結果相對客觀準確而備受推崇。
上述檢測方法目前還存在一些問題,如檢測結果的穩定性、具體機制、有效的質控方法等還有待研究。但無論如何,臨床工作中,除了進行精液常規分析之外,增加一些精子功能檢測試驗,對ART的選擇及其效果將會有很大的幫助。
1.4 精漿理化檢測 在男性不育癥的實驗室診斷方面,精漿理化檢測越來越受到重視。WHO 5版手冊介紹了精漿鋅、果糖和中性α-葡萄糖苷酶的測定方法。精液中的鋅、檸檬酸、γ-谷氨酰轉移酶和酸性磷酸酶是反映前列腺功能的可靠指標,而且這些標志物之間存在著很好的相關性。精漿果糖和前列腺素反映精囊功能。中性α-葡萄糖苷酶、游離左旋卡尼汀和甘油酸膽堿(GPC)反映附睪功能。
精漿中鉀、鈉、鈣、氯含量與精子質量有一定的關系。精液液化延遲和少精子癥鉀濃度較低,少精子癥鈉濃度較低,精液液化延遲、少精子癥和無精子癥鈣濃度較低,少精子癥氯濃度較低。由于精液中微量元素的濃度受多種因素的影響,因而難以確定正常參考范圍。
頭發中微量元素的含量是反映一個時期內人體營養和生長發育狀況較為穩定的指標,通過檢測男性不育癥患者頭發中的微量元素發現,鋅、鐵、銅、鈣與男性不育癥有一定的關系。鐵和鈣與精子濃度、活動力呈負相關,銅呈正相關;無精子癥和少精子癥鐵和鈣含量較高、銅含量降低,而鎂則無關;精子活動力異常者鋅、銅含量較高 。
血清腫瘤壞死因子-α(TNF-α)是一種由內毒素激活的巨噬細胞和淋巴細胞等分泌的細胞因子,是迄今為止發現的抗腫瘤和抗炎作用最強的細胞因子。通過研究發現TNF-α與T水平呈負相關,與FSH、PR1水平呈正相關,因而檢測TNF-α水平對男性不育癥的診斷、治療及預后判斷均有較大的臨床價值。
近年來,通過對其他酶學檢測也有新的發現。精漿和精子乳酸脫氫酶同工酶X(LDH-X)是反映精子質量的良好指標,對選擇ART的方法有一定指導意義。Na+-K+-ATP酶與ASAb相關,ASAb陽性患者的精子中該酶的活性顯著降低。精子線粒體膜電位(MMP)及頂體酶活性與精子活動力和形態呈正相關性,是評估男性生育能力的重要依據。精漿端粒酶活性(TA)與精子數量和質量以及睪酮(T)濃度均存在一定的相關性,因而檢查TA對防治男性不育癥有一定的臨床意義。精漿肌酸激酶(CK)與精子濃度呈正相關,胱抑素(CysC)與總蛋白(TP)呈正相關,提示精漿TP及CysC水平降低是精子質量下降的標志之一,CK能否作為可靠的精液生化標志物則有待進一步研究。
中華醫學會《男科疾病診治指南》(2007版)對有關男性不育癥的上述WHO推薦或介紹的檢測方法也作了規范,但令人遺憾的是,WHO所推薦的實驗數據至今沒有一項采用的是我國科研人員的研究成果,其原因主要與臨床上缺乏多中心、大樣本的研究數據以及嚴格的質控標準和措施有關。
1.5 精液微生物檢測 有8%~35% 的男性不育癥與生殖道感染性疾病有關,常見的病原微生物有細菌、沙眼衣原體(Ct)、解脲支原體(Uu)、人型支原體(Mh)和生殖支原體(Mg)等。這些病原微生物可以單獨感染,也可混合感染。
實驗室檢測細菌和支原體的方法主要有培養法,檢測Ct主要有金標法。自上世紀80年代以來,聚合酶鏈反應(PCR)憑借其特異、敏感、快速、簡便、產率高、重復性好、易自動化等突出優點,在病原微生物檢測方面具有獨特的優勢,因而成為分子生物學診斷的主流,至今仍處于學術和應用的前沿,但由于其采用的是基因擴增檢測方法,所以只能用于診斷而不能用于觀察療效。
鑒于抗生素的廣泛應用,病原微生物的耐藥性正在逐年增加。男性不育癥患者精液細菌感染的菌種主要為G+球菌,其中葡萄球菌屬對青霉素G及紅霉素的耐藥率分別達93.6%和56.0%。Ct、Uu、Mh和Mg也出現了不同程度的耐藥率。已發現Ct、Uu和Mg對喹諾酮類(如環丙沙星、氧氟沙星、司帕沙星)、大環內酯類(如羅紅霉素、阿奇霉素)和四環素類(如米諾環素、多西環素)等藥物均有較高的耐藥率。因此,開展病原體藥物敏感性試驗,選擇敏感的抗生素治療是減少耐藥率發生的必要措施。另外,由于解剖等原因,精液標本隨時可能被污染。如果精液培養糞鏈球菌及表皮葡萄球菌陽性,應考慮標本污染的可能。
1.6 計算機輔助精液分析 人工分析精子質量受技術水平等因素的制約影響了檢驗結果的準確性和全面性。為了更精確地判斷精子質量,近年來計算機輔助精液分析(CASA)已越來越廣泛地運用于男性不育癥的診斷。國內外已有多個廠家生產CASA系統。CASA不僅可以分析精子的濃度、活動力、動力,還可以進行精子運動軌跡分析。因為細胞碎片和不活動的精子容易混淆,所以CASA雖然能夠識別活動的精子,但評估活動精子百分率則可能是不可靠的。另外,各廠家的CASA系統所采用的精子分析標準也不同一,使得男科醫生在診斷男性不育癥時出現了一定的困惑。
1.7 遺傳學診斷 在引起男性不育癥的諸多因素中,遺傳缺陷導致的精子發生障礙約占30% 以上。染色體異常和有關基因的丟失、突變是引起男性不育癥的重要原因。近年來,除了染色體核型分析外,特異性基因的檢測成了男性不育癥的研究熱點之一。
1976年Tiepolo等發現無精子患者Y染色體長臂的微缺失并首次提出無精子基因(AZF)的概念,1996年Vogt將AZF定位于Yq11的遠端并確定了AZFa、AZFb和AZFc 3個區域。此外,Fimt等認為在AZFb和AZFc之間還存在一個AZFd區,但對此結論仍有爭議。30多年來,大量的研究證明,Y染色體微缺失與原發性少精癥和無精癥有關。由于Y染色體微缺失可能垂直遺傳給男性后代,因此對于原發性少精癥和無精癥患者,在運用ART時,應當進行相關基因檢測,以防基因缺陷遺傳給下一代,從而提高優生優育率。
1.8 超聲診斷 近年來,超聲在男性不育癥診斷中的運用方興未艾,為臨床醫生對男性不育癥的診斷、治療和咨詢等提供了較為可靠的實驗依據。陰囊彩色多普勒超聲檢查可以發現精索靜脈曲張(VC)、睪丸內微小結石、睪丸附睪囊腫、睪丸附睪炎、附睪尾部結節等疾患。精索靜脈形態和血流動力學的改變,如果平靜呼吸時靜脈內徑≥
經直腸超聲(TRUS)可觀察精管的通暢情況。射精管梗阻(EDO)時,可在梗阻近端看到管道擴張的一系列直接或間接征象,如前列腺囊腫、射精管擴張、射精管或精阜內結石或鈣化、慢性精囊炎、精囊擴張、精囊囊腫、精囊或輸精管發育障礙、慢性前列腺炎、前列腺中線囊腫等改變。因此,TRUS可作為男性不育癥EDO診斷影像學的首選檢查方法。
1.9 睪丸生精功能檢查 睪丸活檢直接反映睪丸的病理改變和病變部位,是診斷無精子癥和少精子癥最主要的檢查方法,對男性不育癥的治療和預后有著重要的意義。隨著ICSI的推廣,睪丸精子提取術也成為無精子癥ICSI取精的常規方法。
抑制素B是由睪丸支持細胞合成并分泌的激素,參與下丘腦-垂體-性腺軸的反饋調節,能直接反映睪丸功能和生精上皮的狀態,與精子的發生和損害存在良好的相關性,是評價精子發生的最佳內分泌標志物,較之于精液分析、FSH、1H等傳統的檢測方法更敏感、更準確。
Fas是一種I型膜蛋白分子,為細胞凋亡信號受體,當其與特異性配體(Fas1)結合后,可傳導細胞凋亡信號,誘導細胞凋亡。在精子發生障礙的睪丸組織中,Fas在生精細胞、支持細胞、間質細胞和血管壁中的表達增強,提示精子發生障礙可能與Fas的細胞信號傳導障礙有關。
盡管男性不育癥的診斷方法很多,但大部分還處于實驗室研究階段,其結論也常常有爭議,因此,這方面的工作還需要付出更大的努力。
2 男性不育癥的治療現狀
男性不育癥的治療目的只有一個:改善精子質量,使其配偶受孕。近年來,在男性不育癥治療方面的研究也取得了一定的成果。中華醫學會《男科疾病診治指南》(2007版)推薦了藥物治療、手術治療、ART等方法。
2.1 藥物治療 目前,治療男性不育癥常用的藥物有激素類、卡尼汀類、抗氧化劑、維生素及微量元素等。
激素類藥物主要用于性激素異常或特發性男性不育癥的治療,可單獨使用,也可聯合使用。促性腺激素HCG、HMG等治療Kallmann綜合征、十一酸睪酮治療Klinefe1ter綜合征有一定的療效。他莫昔芬聯合十一酸睪酮治療特發性少精癥及弱精子癥,可使血清1H、FSH水平升高,精子的數量、活動力、形態等得到改善,配偶妊娠率有明顯提高。
肉堿富集于附睪,為精子增加能量并提高精子活動力。目前,左旋肉堿及其衍生物被廣泛用于治療特發性男性不育癥,但其治療效果仍有爭議。復合肉堿(左旋肉堿和乙酰左旋肉堿)治療男性精索靜脈曲張性不育癥,可增加精子數量,改善精子的活動力,從而提高受孕率。
精液中過多的ROS通過氧化應激作用能使脂質過氧化而損傷精子,影響精子功能,導致男性不育癥。精漿中抗氧化劑有清除ROS的作用,是最主要的防止精子受ROS損傷的保護物質。口服抗氧化劑可減輕氧化應激損傷并提高生育能力。作為抗氧化劑的番茄紅素、輔酶Q10(CoQ10)近年來亦被試用于治療少弱精子癥,其治療效果有待進一步觀察。
2.2 手術治療 VC是男性不育的常見原因,在青壯年男性中,VC的發病率為10%~15%,而在男性不育癥患者中高達40%,但VC作為男性不育癥的原因一直有爭議。因此,對于伴有VC的男性不育癥是否需要進行手術治療也有不同的意見。然而,WHO組織的一項研究顯示術后平均妊娠率達35%,據此認為手術是有效的。有研究認為,與開放和腹腔鏡手術相比,顯微手術行VC靜脈切除術無陰囊積液、復發率低,并能更好地改善精子計數和活動力。
精管梗阻是無精子癥的重要原因之一。顯微外科技術和微創手術在治療精管梗阻中發揮了很大的作用,較常用的有輸精管吻合術、輸精管附睪吻合術、射精管梗阻經尿道行尿道鏡切開術等。其治療效果受制于病變程度和術者的技術水平等。
2.3 ART治療 1890年,美國Dulemsen首次將人工授精(AI)技術運用于臨床,但ART的快速發展還是近幾年的事。ART有AI(包括AIH和AID)、IVF-ET及其衍生技術如ICSI和植入前遺傳學診斷(PGD)等。
夫精人工授精(AIH)是治療男性不育癥最經濟有效的方法。少弱精子癥患者的年齡、體重指數、不育時間和吸煙量等因素影響精子的質量,從而導致夫精宮腔內人工授精(AIH-IUI)周期妊娠率(PPR)下降、流產率增加。
ICSI也是治療男性不育癥的有效方法。ICSI與常規IVF-ET相比,其正常卵裂率、優質胚胎率、可用胚胎率、妊娠率、流產率、報嬰率及畸胎率等均無差異。通過ICSI出生的后代,其安全性與常規IVF-ET相似。
一般認為優化后的活動精子總數是判斷男性生育力的潛在指標。有人建議優化后活動精子總數<4×106/mL者不宜行IUI。
精子頂體酶活性是決定精子能否受精的重要因素,但頂體酶活性檢測對臨床的指導意義尚不明確。頂體酶活性異常的精子,經密度一梯度法優選后進行IVF,其受精率和優質胚胎率與頂體酶活性正常者沒有差異。
有研究認為Y染色體微缺失不影響ICSI的治療結局,但由于垂直遺傳,男性后代同樣將會面臨生育問題,因此宜采用PDG,但最終是否選擇PDG應在充分做好遺傳咨詢的前提下遵從患者夫婦的意愿。
ART雖然給眾多男性不育癥患者帶來了生育的希望,但也伴隨著一些潛在的風險,如卵巢過度刺激綜合征(OHSS)、多胎妊娠、流產、早產、低體重兒、先天缺陷、遺傳疾病、神經發育異常、自閉癥等。因此,必須重視男性不育癥患者的系統評估,做好患者的教育咨詢,選擇合適的ART方法,以期達到最佳的治療效果。
為了規范ART、保證其安全性,我國衛生部相繼發布了一系列關于ART的管理辦法,明確了ART的資質認定、技術規范等,其中最重要的一點就是實行技術許可制。各省市也先后出臺了相應的管理措施。
2.4 干細胞工程 近年來,干細胞工程在治療男性不育癥的研究中受到了相當的重視。胚胎干細胞能在體外分化為原始生殖細胞并可遷移至生殖腺,且具有減數分裂和產生精子的能力。雖然目前還處于動物實驗研究當中,但對于男性不育癥治療來說,具有廣闊的前景。
2.5 重金屬解毒治療 重金屬鉛、鎘、銅、汞等污染可引起男性睪丸生精功能障礙、精子數量減少、活動力減弱、畸形率增高而致不育。由于職業暴露、環境污染等原因,重金屬污染已成為男性不育癥的重要因素之一。
金屬硫蛋白(MT)具有很強的結合金屬離子的能力,對重金屬鉛、鎘、汞的解毒作用顯著。MT治療鉛、鎘中毒的男性不育癥具有顯著的效果,患者的精子數量增加、活動力增強、畸形率降低。
2.6 中醫藥治療 中醫藥治療男性不育癥具有悠久的歷史。按中醫辨證,男性不育癥可分為腎虛精虧證、脾虛氣弱、氣虛血虧、寒凝肝脈、淤血內結、痰濕內阻、濕熱內蘊、肝郁氣滯等證型,治療上宜采用補腎強精、益氣健中、養血填精、暖肝散寒、活血通精、燥濕化痰、清利精室和疏肝解郁等法。
五子衍宗丸可以通過調整附睪功能,促進α-糖苷酶分泌,提高精液量及精子濃度、活動率和活動力,從而有效治療男性不育癥。
六味地黃軟膠囊可通過改善精子DNA質量,提高精子活動力,減少畸形率和精子碎片化指數等,從而對腎陰虛型男性不育癥具有一定的治療作用。
治療男性不育癥的方法雖然很多,但由于其病因復雜、發病機制不詳等諸多不確定因素的存在,許多治療方法尚不足以經得起循證醫學的檢驗。因此,對于男科工作者來說,關于男性不育癥的研究雖然前途十分光明,但卻任重而道遠。
(王古道,男性不育癥的診斷與治療現狀[J]中國臨床醫生2012年第40卷第9期:24-28,總664-668)