男性不育患者精子染色体研究进展

・941・

第11卷　第12期2005年12月

中华男科学杂志

Nati onal Journal of Andr ol ogy

・综

Vol . 11　No . 12

Dec . 2005

述・

男性不育患者精子染色体研究进展

王瑞雪　　综述; 　刘睿智　审校

(吉林大学基础医学院细胞生物学教研室, 吉林长春130021摘要:引起男性不育因素很多, 性精子染色体方面的研究, 关键词:精子; 染色体异常; 男性不育

中图分类号:R698+. 2　　文献标识码:A 　　:) 1220941203①

i i n Male I nfertility

WANG Rui 2xue, L I U Rui 2zhi

D epart m ent School of B asic M edical Science, J ilin U niversity, Changchun, J ilin 130021, China Correspondence L I U R ui 2zhi, E 2m a il:lrz 420@126. co m

Abstract:Many fact ors can result in male infertility, and a nu mber of studies have indicated that rep r oductive difficulties are ass ociat 2ed inti m ately with cyt ogenetic abnor malities . This article revie ws studies on s per m chr omos omes in infertile men and discusses the rela 2ti onshi p bet w een s per m chr omos ome abnor mality and male infertility . 　N a tl J A ndrol, 2005, 11(12) :9412943Key words:s per m; chr omos ome abnor mality; male infertility

　　研究发现男性不育不仅与体细胞染色体异常有关, 而且与精子染色体异常有密切联系。本综述回

顾了近年来对不育男性精子染色体方面的研究, 以探讨精子染色体异常与男性不育之间的关系。1　核型异常者精子染色体

1. 1　Klinefelter 综合征(Klinefelter syndr ome, KS ) KS 是最常见的原发性睾丸功能低下症, 由性染色体

目23, X 和24, XY 精子; 如果XY 和单体X 配对, 则生成相同数目24, XX 和23, Y 精子。理论上XXY

精母细胞减数分裂生成相同数量正常和异常精子, 且正常精子中X 精子是Y 精子2倍, 而异常精子

[2]

中, XY 精子是XX 精子2倍。B lanco 等研究显示嵌合型KS 患者减数分裂前期可存在XXY 细胞, 但所有粗线期却仅为XY 细胞, 故认为这些异常细胞不发生减数分裂, 且异常睾丸内环境可引起第一次减数分裂不分离, 从而使减数分裂后细胞(次级精

[3]

母细胞和精子细胞) 为XY 。Bergere 等分析非嵌合型KS 患者睾丸二倍体细胞和减数分裂及减数分裂后单倍体生殖细胞染色体, 也发现只有46, XY 细胞能进行减数分裂。

诊断性睾丸活检与卵细胞胞质内单精子注射(intracyt op las m ic s per m injecti on, I CSI ) 相结合使部

[4]

分KS 患者获得生育可能。但是, Morel 等发现

异常引起, 病理改变以睾丸生精小管发育不良及间质细胞功能减退为主。大部分KS 患者伴有无精子症, 少数患者精液中可见精子或仅在睾丸活检组织中发现精子。精子细胞遗传学研究表明KS 患者XY 和XX 二体精子概率明显增加, X 精子与Y 精子比率接近2∶1, 故47, XXY 生殖细胞能完成减数分

[1]

裂并产生正常和非整倍体精子。47, XXY 精原细胞中, 如果XX 和单体Y 配对, 减数分裂生成相同数

①收稿日期:2005203224; 修回日期:2005207221基金项目:吉林省科技厅资助项目(20030433)

作者简介:王瑞雪(19772) , 女, 吉林省图们市人, 硕士研究生, 从事生殖医学研究。通讯作者:刘睿智, E 2mail:[email protected]

KS 患者精子中13、18和21号染色体二体率显著增

高。因此, 经I CSI 治疗的KS 患者后代常染色体非

整倍体风险增高, 而8、15或18号染色体二体率与对照组相比差异无显著性。1. 2　XYY 　研究表明47, XYY 患者XY 二体精子率明显增高, 大多数精子发生过程中额外的Y 染色

[5][2]

体丢失。B lanco 等发现减数分裂后XY 生殖细胞占42. 1%, 性染色体二体精子仅占0. 11%。说明精子发生过程中, 异常细胞减数分裂停止在初级、次

[6]

级精母细胞或精子细胞水平。R ives 等研究了嵌合型和非嵌合型XYY 患者减数分裂中性染色体分离, 发现24, XX 、24, YY 和24, XY 精子比率显著增高; 但嵌合型患者二体和二倍体精子比率低于非嵌合型。47, XYY 伴少弱畸精子症(z oos per m ia, OAT ) 患者因XY 可产生染色体异常精子; 与, 险降低。患者经I CSI 治疗1. 3　罗伯逊易位(Roberts onian transl ocati on, RT ) 　RT 是最常见染色体结构畸变, 发病率约1/1000, 占

性。精子染色体分析发现18、X 或Y 染色体二倍体率

增高, 表明精子结构不成熟与易位t (14; 22) 有关。

比较产前诊断(p renatal diagnosis, P ND ) 和植入前基因诊断(p rei m p lantati on genetic diagnosis, PG D ) 结果, 发现P ND 中不平衡胚胎发生率低于染色体不平衡精子发生率, 而不平衡精子发生率又低于PG D 所得出的胚胎早期阶段染色体不平衡率。PG D 与P ND 结果的差异提示在胚胎发育早期存在对染色

[11]

体不平衡胚胎的筛选。精子数目正常且非整倍体率低的病例, 可以不行症的RT , 两个相t (13q; 13q ) 只能产, 产生的胚胎都将是

[13]

。相互易位　相互易位是一种常见染色体结构畸变, 易位携带者由于没有遗传物质增加或缺失, 常无特殊表现型, 但因产生染色体上不平衡配子, 常出现生殖方面障碍。第一次减数分裂期间, 平衡易位携带者易位染色体和它们正常同源染色体形成四分体。对位分离产生染色体平衡和正常配子; 而邻位1和邻位2及3∶1分离产生染色体不平衡配子。Ge 2

12]

少精子症患者3. 4%。RT 携带者表型正常, 但可引

起自然流产且后代染色体不平衡风险增高。RT 携带者精子发生中, 第一次减数分裂中衍生染色体与其两个正常同源染色体形成三体, 并通过对位、邻位和3∶1等分离方式产生不同类型配子。对位和邻位分离可产生6种类型配子。假定这6种分离方式以相同概率出现, 那么每种发生概率为16. 7%; 而

[8]

Honda 等研究显示:RT 携带者中来自对位分离(染色体正常或平衡) 的精子占88. 42%, 来自邻位分离的精子占11. 25%。提示RT 携带者中分离产生的每种精子类型不是随机出现的。RT 携带者中主要形成减数分裂三体结构的顺势构型, 导致分离。不同研究中来自对位和邻位分离的精子概率明显不同, 这种差异可能原因为:①各研究中携带者杂交效率及非杂交信号发生率不同; ②分析精子数不同; ③分析方法不同。Baccetti 等发现RT 携带者精子中14或21缺对染色体率显著高于14q 或21q 二体

[8]

率, 可能是精子成熟停止在第2次减数分裂阶段。

RT 可对减数分裂分离产生染色体间效应, 改变

[10]

其他染色体分布。Ant on 等发现RT 携带者性染色体二体精子发生率显著增高。Baccetti 等研究表明RT 携带者t (14; 22) 精子呈现异常超微结构, 如核大、疏松、呈球形; 顶体通常异常或缺如; 鞭毛缺少动力蛋白臂或单个中心小管。这些精子仓鼠穿透实验阴

[9]

[9]

认为相互易位携带者精子染色体分离方

[15]

式没有普遍特征。Morel 等研究认为相互易位携带者减数分裂不平衡风险主要与染色体性质有关, 包括重排(臂的大小, 着丝粒的位置) 及断点位置。

[16]

B lanco 等发现相互易位携带者t (3; 15) 21neix 等

[14]

号染色体二体精子率显著增高, 认为可能存在染色体间效应。染色体间效应的发生导致异常减数分裂, 引起与易位无关的染色体二体率增高。这可能与染色体重组和所涉及的染色体及染色体带有关。2　核型正常男性不育患者精子染色体

2. 1　精子染色体与异常的精液参数　Finkelstein

等比较高质量精液(精液量 2. 0m l, 密度 60

66×10/ml, 精子总数 120×10, 活率≥70%, a +b 级精子率≥50%, 正常形态精子率 50%) 与低质

6

量精液(精液量≤2. 0m l, 密度≤30×10/ml, 精子总数≤60×10, 活率≤50%, a +b 级精子率≤30%, 正常形态精子率

[18]

6

[17]

164421646.

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严重程度有关。这些结果表明精液参数异常的不育

男性, 非整倍体精子尤其是性染色体非整倍体精子风险性增高。2. 2　精子染色体与精子密度　研究表明精子密度

66

60×10/ml 捐精者相比, 精子染色体二体率显著增加; 不育

6

患者精子密度

10/ml 组相比, XY 二体和二倍体精子发生率显著

[19]

增高。表明不育患者性染色体二体精子发生率与少精子症严重程度有关, 染色体非整倍体率与精子密度呈负相关。

目前一些研究认为减数分裂时常染色体和性染

[17]

色体不分离可导致少精子症。Finkelstein 等认为这种不分离发生在第一次减数分裂时期。[20]

等, /数分裂不分离。2. 3　　研究表明染色体异常精子百分率与正常形态精子所占百分率呈负相关, 且精子某种异常形态与较高的染色体异常有[18][21]

关。Devillard 等研究发现大头精子1、18和性染色体异常率增高, 表明同源染色体或姐妹染色单

[22]

体不分离。Martin 等发现圆头精子症患者XY 二体精子率显著增高。然而, 也有研究发现畸形精子症染色体二体和二倍体精子发生率无显著增高, 染

[20]

色体非整倍体率与精子形态不相关。

[23]

2. 4　精子染色体与精子活力　H rist ova 等分析10例弱精子症患者精子染色体, 发现13、X 染色体

[24]

非整倍体率增高。Vegetti 等研究表明, 非整倍体精子百分率与前向运动精子百分率呈负相关。而则认为精子活力与所分析染色体二体率

间无相关性。R ives 等

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[17]

(徐建平　编发)