作者:张 星 扬州市中医院 主任医师
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审核:陈 赟 江苏省中医院 主任医师
正值育龄期的张先生和妻子结婚已经3年了,期间妻子怀孕过两次,但都流产了,这让夫妻两人很痛苦。
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两人一起到医院做检查,妻子的各项指标都没有问题,张先生的精子数量、活力等常规参数也都正常,但他的精子DNA碎片指数却超过了30%。听到这个名词,张先生一头雾水,什么是精子DNA碎片?难道自己的精子都碎了吗?
一、精子DNA碎片真的是精子碎了吗
近年来,精子DNA碎片检测作为常规精液分析的重要补充,已被认为是评价精子和预测生育力的一项重要指标。
精子DNA碎片是指精子在形成过程中受到各种有害因素影响,使原本完整的精子DNA损伤而产生的。
精子在初始形成阶段,以赖氨酸为主的组蛋白逐渐被富含精氨酸的鱼精蛋白所代替。在鱼精蛋白的作用下,染色质高度折叠并存储于精子头部,以确保遗传物质的稳定性。若两者转化受阻,就会导致染色质包装异常和修复缺陷,引发DNA损伤,造成DNA单链或双链断裂,从而产生DNA碎片。
在各种不利因素作用下发生DNA断裂的精子占全部精子总数的百分比被称为“精子DNA碎片指数”,其主要用于精子DNA完整性的评估。精子DNA碎片指数反映的是精子遗传物质的功能性,这直接影响胎儿染色体结构的完整性,也影响男性的生育力。
一般情况下,正常男性的精子DNA碎片指数不会高于15%,如果这一指数超过30%,就意味着男性的生育力下降。
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二、精子DNA碎片指数异常为什么会导致流产
精子DNA的完整性会影响精子的运动能力和受精能力,对卵子受精、胚胎的形态和植入等都有影响,也可能使后代患无精子症。并且,它是卵子正常受精、受精卵着床和胚胎发育的必要条件,起关键性的作用。
曾有学者对男方精子DNA损伤与女方自然流产之间关系的研究结果做统计学分析,结果发现,男方精子DNA损伤会显著增加女方发生自然流产的风险。也就是说,男性精子DNA碎片指数升高会影响精子和卵子的结合,导致异常情况发生,从而影响受精卵的着床和胚胎的早期发育,最终导致女性妊娠率和流产率相应上升,甚至造成反复流产。
三、哪些原因可能导致精子DNA损伤
从目前的研究来看,精子DNA损伤产生或加重的主要原因有:
1.染色质组装异常和精子异常凋亡
染色质指的是精子产生过程中由DNA蛋白质纤维螺旋化后形成的一种棒状小体,是基因的载体。如果染色质在组装过程中出现异常,就会导致精子DNA碎片数量增多。
染色质组装异常主要由疾病、药物和环境毒物引起。其中,精索静脉曲张与精子DNA碎片数量有着密切的关系。
相关研究数据显示,精索静脉曲张患者手术后夫妻间的自然妊娠率升高,自然流产率和辅助生殖技术的失败率降低,这很大程度上是由于患者术后精子DNA损伤发生了改善,尤其是那些重度精索静脉曲张合并精子DNA损伤的患者,效果尤为显著。
此外,还有研究显示,精子DNA损伤与年龄增长、空气污染和吸烟、酗酒等有密切的关系,这些因素会导致精子异常凋亡,从而使精子DNA碎片化的程度加重。
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2.精子的氧化应激反应过强
适量的活性氧自由基可以维持精子的正常功能。但过多的活性氧自由基会对睾丸和精子产生不利影响,这种情况被称为“精子的氧化应激反应过强”,它也是男性不育的一种发病机制。
氧化应激会通过多种途径影响精子功能。活性氧自由基不仅能与细胞膜发生反应,减弱精子的运动能力和受精能力,还能与精子的DNA发生反应,引起DNA损伤,改变后代的精子,是造成无精子症的罪魁祸首。
精子的氧化应激反应过强与睾丸的温度过高也有着密切的关系。因此,不建议男性蒸桑拿浴或穿紧身裤等,也尽量不要久坐。
参考文献
武健,李立鹏.精子DNA碎片检测在辅助生殖中的研究进展[J].检验医学与临床,2020,17(21):3216-3220.
[2]孙颖浩.吴阶平泌尿外科学[M].北京:人民卫生出版社,2019.
[3]赵军招.解读生殖医学奥秘[M].北京:人民卫生出版社,2019.
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