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精子DNA损伤 现代技术助生育

精子DNA损伤 现代技术助生育

  在过去的10多年里,辅助生殖技术(ART)取得了突破性进展,尤其是单精子卵细胞浆内注射(ICSI)技术的应用,使得对严重的少、弱、畸形精子症的治疗取得了重大突破。但大量的研究表明,在ART中,精子DNA损伤影响受精比率、胚细胞发育和妊娠概率,尽管其机制尚不完全清楚,这也使得精子DNA损伤与ART的关系越来越受到重视。

  精子DNA损伤的来源是多种多样的。对于梗阻性无精子症患者实施ICSI时,从附睾和睾丸中抽取精子时发现,精子DNA损伤水平显著增高。这可能是由于精子在阻塞的生殖管道中存留时间过长,也可能是因为精子DNA解聚不完全,容易受损伤和毒害物质侵害。不同的研究还发现,梗阻性无精子症患者睾丸中的精子DNA损伤水平明显低于附睾精子。因此,针对梗阻性无精子症患者,建议使用睾丸中的精子进行ICSI。一项研究比较了睾丸精子和射出体外的精子进行ICSI的结果,发现睾丸中的精子DNA损伤水平明显低于射出体外的精子,前者进行ICSI后妊娠率也明显高于后者。然而,还有其他研究显示,在未评估精子DNA完整性的情况下,射出精子、附睾精子和睾丸精子进行ICSI的结局并无统计学差异。因此,对于不同来源的精子以及精子DNA损伤对ICSI结局的影响,还需要进一步的研究。

  除了在ICSI中的应用,精子DNA损伤也对宫腔内注射(IUI)和体外受精(IVF)的结局产生影响。研究发现,当精子DNA损伤指数(DFI)大于30%时,IUI中的受精机率几乎为零。而使用末端转移酶介导的dUTP末端标记法(TUNEL)评估,当DFI大于12%时,不能发生妊娠,而DFI在10%到12%之间时,会导致流产。因此,在IUI中,评估DFI可以作为一个较好的预后指标。而在IVF中,精子DNA损伤不仅影响受精机率和胚泡发育,还与胚胎质量显著负相关。研究发现,当DFI超过36.5%时,IVF中的妊娠率显著下降;而DFI阈值在27%左右则是成功妊娠所必需的。因此,DFI可能成为IVF中较好的预后评估手段之一。

  在ICSI中,虽然精子DNA损伤不能阻止受精和胚体形成,甚至使用DNA损伤较高的精子也能实现妊娠,但精子DNA损伤与受精和妊娠率之间仍然存在显著负相关。研究发现,当DFI超过30%时,常会出现低胚泡率,且很难发生妊娠。因此,在进行ICSI之前,评估精子DNA的完整性非常重要。

  此外,精子的冷藏技术也被发现会损伤精子DNA的完整性。报道显示,与新鲜精子相比,经过冷冻和解冻的精子DNA断裂率显著增高。冷冻过程中,精子的脱水和胞浆水分减少,可能导致染色质不正常聚集,从而影响染色质的浓缩和转录,使精子无法进行DNA修复。此外,冷冻复苏时,精子核周围的离子环境发生巨大变化,可能导致精子DNA与鱼精蛋白分离。

  最后,精子体外处理技术也对精子DNA完整性有着密切的关系。研究表明,适当的体外处理可以提高精子DNA的完整性,但不适当的处理可能导致DNA损伤。处理时间过长、离心步骤过多、离心速度过快等都会造成精子的物理损伤并产生氧化物和活性氧,导致精子DNA氧化损伤。

  综上所述,精子DNA损伤对于辅助生殖技术的成功与否有着重要影响。因此,在ART过程中,评估精子DNA的完整性非常重要,可以帮助医生选择合适的治疗方案,提高妊娠成功的概率。此外,对于冷藏和体外处理技术,需要谨慎操作,以避免对精子DNA的损伤。随着技术的不断进步,相信将有更多的方法可以用于检测和修复精子DNA损伤,进一步提高辅助生殖技术的成功率。

  注:

  DFI(DNA fragmentation index)指精子DNA的损伤程度,DFI越高表示精子DNA损伤越严重。