干扰素-γ、白细胞介素-21水平与男性特发性不育症患者精液质量的相关性

石国西，翟俊英，钮红丽

(南阳市第一人民医院 生殖医学科，河南 南阳 473000)

世界卫生组织的相关调查发现，存在生育障碍的夫妇中，50%是因男性生殖能力异常所致[1]。而男性不育的病因较多，如恶性肿瘤、生活习惯、内分泌紊乱等，但仍有40%～50%的男性不育症患者病因不明确，导致其临床治疗有效展开较为困难[2]。目前，临床通过评估精液质量评价男性生殖健康，同时精液质量也是男性不育症诊疗及观察疗效的重要参考依据。因此，观察男性特发性不育症患者精液质量对其临床治疗工作的开展具有积极的意义。研究发现，细胞因子在精子的发育、成熟、受精能力等方面均具有重要的作用[3]。干扰素-γ(interferon-gamma，IFN-γ)是Th1型细胞因子，其水平的变化可提示细胞的免疫功能变化；白细胞介素-21(interleukin-21，IL-21)属于炎症因子，可结合IL-21受体通过JAK/STAT信号通路刺激T淋巴细胞增殖，调节免疫平衡，活化免疫细胞[4]。而既往研究发现，细胞免疫功能紊乱是男性不育症较为重要的发病机制，可影响患者的精液质量[5]。因而，本研究通过观察男性特发性不育症患者的精浆IFN-γ、IL-21水平，并分析两指标与患者精液质量的关系，以此为疾病的临床诊疗情况提供更多的参考依据。

1 对象与方法

1.1 研究对象采用前瞻性队列研究，将南阳市第一人民医院生殖医学科2021年1月至2022年6月接诊的男性特发性不育症患者作为本次研究对象。(1)纳入标准：①特发性不育症符合第9版《外科学》[2]中相关标准，婚后同居1 a，未采取避孕措施且性生活规律，男方因素导致的无法怀孕；②年龄22～39岁；③可正常手淫取精；④激素水平正常。(2)排除标准：①因性发育异常、生殖道畸形等导致无法正常进行阴道内射精；②存在染色体异常；③近3个月内服用治疗不育药物、抗癫痫药物、抗肿瘤药物、糖皮质激素等；④具有不良生活习惯，如吸烟、酗酒；⑤存在附睾炎、睾丸炎、精索静脉曲张等疾病；⑥长期放射线、危险化学品接触史；⑦合并严重心脑血管、造血系统疾病；⑧存在慢性、急性感染性疾病；⑨存在男性不育症家族史。(3)剔除及脱落标准：研究期间因各种原因退出本次研究。进行研究前告知患者，且患者签署知情同意书。

1.2 研究方法

1.2.1一般资料收集方法 于患者就诊时，自制一般资料调查表，统计患者一般人口学资料。包括年龄、不育年限、体质量指数(body mass index，BMI)等。

1.2.2标本采集及精液常规检查 患者检查前常规禁欲2～7 d，于取精室进行手淫法取精液，射入一干净的广口塑料容器中，放置于37 ℃恒温箱，待精液完全液化后，应用CASA系统(精子分析软件)(湖南创怀医疗科技有限公司，MSQA-900P型)在相差光学显微镜辅助下评估精液常规参数，包括精子浓度、前向运动精子比率、精子活动率、畸形精子率等。

1.2.3精浆生化检查及IFN-γ、IL-21水平检查方法 精液3 000 r·min-1离心10 min后取上层精浆，保存于-20 ℃环境中待检测。采用吲哚法测定果糖，试剂盒选自济南百博生物；采用酶法测定中性α-葡糖苷酶(neutral alpha glucosidase，NAG)，试剂盒选自安徽安科生物；采用酶联免疫吸附法测定IFN-γ、IL-21水平，试剂盒选自上海酶联生物。

1.2.4精液质量评估及分组方法 参照第5版《WHO人类精液检查与处理实验室手册》[6]的标准，根据精液常规检查情况评估患者精液质量，精子浓度<15×106mL-1则为少精子症，并纳入少精子症组；前向运动精子比率<32%则为弱精子症，并纳入弱精子症组；畸形精子比率>96%则为畸形精子症，并纳入畸形精子症。

2 结果

2.1 一般资料共纳入107例男性特发性不育症患者，研究期间2例主动退出研究，最终105例患者纳入本次研究。105例患者年龄22～39岁，平均(30.81±2.99)岁；不育年限2～4 a，中位不育年限3 a；BMI为16.85～28.73 kg·m-2，平均(22.67±2.09)kg·m-2。105例患者中，39例少精子症，44例弱精子症，22例畸形精子症。

2.2 各组相关参数3组精子浓度、前向运动精子比率、精子活动率、精子畸形率、精浆果糖、精浆NAG、精浆IFN-γ、精浆IL-21比较，差异有统计学意义(P<0.05)；3组其他资料比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 各组相关参数比较

2.3 精浆IFN-γ、IL-21水平与男性特发性不育症患者精液质量的关系双变量Pearson直线相关性检验显示，精浆IFN-γ与精子浓度、精子活动率呈负相关(r<0，P<0.05)；精浆IL-21与前向运动精子比率、精子活动率呈负相关(r<0，P<0.05)；精浆IFN-γ、IL-21与精浆NAG均呈正相关(r>0，P<0.05)。见表2。

表2 精浆IFN-γ、IL-21水平与男性特发性不育症患者精液质量的关系(r)

3 讨论

免疫机制在男性不育症中发挥重要的作用，在正常情况下Th1/Th2处于动态平衡之中，当二者失衡，可导致免疫功能紊乱；而正常情况下，血睾屏障隔绝精子与免疫系统，当不明原因导致屏障遭到破坏时，精子作为独特的抗原可与免疫系统相接触，导致精浆中的免疫功能紊乱，可造成精子生成障碍，影响精子质量[7]。因此，临床研究男性特发性不育症时可从该机制出发，通过观察相关指标来评估患者的精液质量，以此提示临床诊疗、预后情况等。

本研究观察精浆中IFN-γ与男性特发性不育症患者的精液质量关系时发现，精浆IFN-γ与精子的活力呈负相关，提示了精浆IFN-γ过表达可影响精子的浓度与活动力。IFN-γ在男性生殖系统内可作为细胞内信号，调节生殖细胞的生长、分化，且IFN-γ可促使精子出现过脂质氧化反应，分泌大量具有细胞毒性的活性氧，从而对精子的浓度与活动能力产生不利的影响[8]。王海旭等[9]研究发现，特发性少弱精子症患者的精子浓度越低则精浆IFN-γ水平越高。因精浆IFN-γ过表达导致Th1/Th2失衡，并分泌大量的Th1/Th2细胞因子，大量白细胞可透过受损的血睾屏障，损害睾丸的环境，进而降低精子数量。但是精浆中IFN-γ来源有时不明确，其具体的关系仍需探讨。另有研究发现，精子的DNA损伤与免疫功能缺陷、炎症感染、精索静脉曲张、不良环境等有关[10]。但本研究设置了较为严格的入选标准，导致本研究结果显示精浆中IFN-γ与精子畸形不相关，具体的原因尚不明确，需深入研究。

本研究探讨精浆中IL-21与男性特发性不育症患者的精液质量关系时，发现精浆中IL-21与精子活力呈负相关。IL-21主要是由多种活化的CD4+T、自然杀伤细胞分泌产生的细胞因子，可通过增强CD8+T细胞的活化、增殖等功能调节毒性细胞的T淋巴细胞的分化[11]。目前，临床鲜少研究精浆IL-21与男性不育症的关系，但该指标属于免疫系统调控因子，而IL-21过表达可导致免疫系统失衡，释放大量的细胞因子，促使精液的成分发生变化，损害睾丸的微环境，减低精子获能有关物质，进而影响精子的活力。此外，Th17能够自分泌产生IL-21，而Th17与炎症、免疫功能、感染等密切相关[12]。炎症、感染可导致附性腺分泌功能紊乱、诱发自身免疫、局部氧化应激等，对精子膜和DNA造成破坏，导致精液参数改变、精子功能下降等，影响精液质量。但本研究中发现，IL-21与精子畸形无相关性，可能是本研究排除炎症、感染等疾病，也可能与精浆中IL-21来源不明有关。

另外，本研究还发现，精浆中NAG与精浆IFN-γ、IL-21呈正相关，再次提示了精浆IFN-γ、IL-21与男性特发性不育症患者的精液质量存在一定的关系。NAG属于精浆常见指标，临床相关研究已证实，NAG与精子的活力、精子的形态有关，当NAG低于正常范围时，可导致精子活力下降、精子形态表现为畸形[13-14]。另外，精浆中的果糖含量与附睾的功能相关，是精子的主要能量来源，有研究指出，精浆中的果糖含量与精子的密度有关[15]。但本研究发现，精浆IFN-γ、IL-21与精浆中的果糖含量无关，故需进行多中心、大范围的探讨。

综上所述，精浆IFN-γ、IL-21与男性特发性不育症患者的精液质量密切相关。但因本研究对象入选标准相对严格，排除了炎症、感染等因素，导致精浆IFN-γ、IL-21与部分精液质量的相关指标无相关性，未来还需进行深入探讨。