精浆中IL-6、IL-17水平与精子形态及精子DNA碎片指数的关系*

赵 莹,谢芳梅,何琨仪,梁紫甄,何金花

广东省广州市番禺区中心医院中心实验室,广东广州 511480

不孕不育症影响着全球约15%的夫妇,其中三分之一是由男性不育导致。男性不育的发生与多种因素相关[1],导致男性不育的众多因素之一为精浆免疫微环境失衡,精浆中细胞因子可通过介导免疫失衡影响睾丸的功能和精子的生成。有研究显示,生殖道感染患者精浆中高水平白细胞介素 (IL)-6可能对精子的活力产生负面影响,解脲支原体(UU)感染者精浆中高水平IL-17在男性生殖功能中也起到重要作用[2-3]。目前,在男性不育症患者中,罕见精浆细胞因子与精子形态、精子DNA损伤之间的报道。本研究以此为出发点,拟探讨男性不育症患者精浆中IL-6及IL-17水平与精子DNA损伤、精子形态间的关系,评价其在男性生育力评估中的应用价值。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2021年10月至2022年10月本院男性科就诊的212例不育症患者为研究对象,年龄23～50岁,平均(32.48±5.71)岁。纳入标准:均符合男性不育症诊断标准[4],育龄期夫妇同居1年以上,性生活正常,未采取任何避孕措施,排除女方不孕因素,因男方因素导致女方不能怀孕;患者体格检查显示外生殖器发育正常,无泌尿系统及生殖系统外伤。排除标准:精液分析显示为白细胞精子症;睾丸、附睾等发育异常;精索静脉曲张;梗阻性无精子症;重度少、弱精子症;生殖激素异常;存在泌尿系统感染;患有全身慢性疾病或有长期服药史。本研究经本院医学伦理委员会审批通过。

1.2方法

1.2.1精液常规参数及精子形态分析 所有研究对象禁欲2～7 d后,采用手淫法将全部精液采集于一次性专用无菌广口塑料杯中并立刻送检,置于37 ℃恒温水浴箱保温,待精液液化后采用计算机辅助精液分析系统进行精液常规分析,包括精子浓度、精子总数、前向运动精子百分比(PR)等。精子形态分析采用Diff-Quick染色法,严格参照《世界卫生组织人类精液检查与处理实验室手册》第5版标准[5],在光学显微镜下分析至少200个精子,评估精子形态。根据《世界卫生组织人类精液检查与处理实验室手册》第5版精子形态判断标准,将所有研究对象分为正常组( 正常形态精子率≥4% )和异常组(<4%)。

1.2.2精子DNA碎片指数(DFI)检测 采用精子染色质扩散法(SCD )检测DFI,试剂盒购自深圳市博锐德生物科技有限公司。精子DNA完整性判断标准:400倍光学显微镜下观察精子头部光晕的有无及大小,根据精子头部单侧光晕与精子头部最小直径比较,当精子头部仅产生较小光晕或无光晕,单侧光晕厚度不超过精子头部最小直径的1/3时,判定精子存在 DNA 碎片。计数至少500个精子并计算DFI。根据临床实验室参考值分组,A组:DFI ≤ 15%,精子 DNA 完整性好;B组:15%

1.2.3精浆细胞因子检测 精液标本以3 000×g离心15 min,吸取上层精浆,一次性离心管分装,置于-80 ℃冰箱保存待测。精浆中IL-6和IL-17水平检测均采用酶联免疫吸附试验,试剂盒购自广州满睿生物科技有限公司,所有操作步骤参照试剂盒说明书。

2 结 果

2.1不同精子DFI组间精液质量及精浆IL-6、IL-17水平比较 根据精子DFI,所有研究对象分为A、B、C组,分别为82、75、55例。与A组比较,B组和C组PR、总活力、正常形态精子率明显降低,精子DFI、精浆中IL-6及IL-17水平明显升高,差异有统计学意义(P<0.05);与B组比较,C组PR、总活力、正常形态精子率明显降低,精子DFI、精浆中IL-6及IL-17水平明显升高,差异有统计学意义(P<0.05)。各组间精子浓度、精子总数比较,差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 不同精子DFI组间精液质量及精浆IL-6、IL-17水平比较[M(P25,P75)或

2.2不同精子形态学组间相关精液参数及精浆IL-6、IL-17水平比较 根据精子形态学分组,所有研究对象分为正常组、异常组,分别为188、24例。与正常组比较,异常组精浆中IL-6及IL-17水平明显升高,PR及总活力明显降低,差异有统计学意义(P<0.05)。两组间年龄、pH值、DFI、精子浓度及精子总数比较,差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 不同精子形态学组间相关精液参数及精浆IL-6、IL-17水平比较或M(P25,P75)]

2.3精浆中IL-6、IL-17水平与精子DFI及精液各参数间的相关性 精浆中IL-6水平与pH值、PR、总活力及正常形态精子率呈负相关(P<0.05),与精子DFI呈正相关(P<0.05)。精浆中IL-17水平与PR、总活力及正常形态精子率呈负相关(P<0.05),与DFI呈正相关(P<0.05)。见表3。

表3 精浆中IL-6和IL-17水平与精子DFI及精液各参数间的相关性

3 讨 论

在男性生殖生理中,精浆中的细胞因子水平不仅可以反映男性生殖系统的免疫状况,且对精子活力、精子功能等发挥重要的生物学作用[7]。生理状态下,低浓度的细胞因子参与调节睾丸功能、维持内环境稳定,具有促进生殖细胞生长成熟、维持精子的正常功能的作用,而过量分泌的细胞因子则可能加重机体的炎症反应,导致精子细胞损伤[8-9]。IL-6作为重要的炎症因子,介导机体的炎症反应。既往研究发现精索静脉曲张患者、白细胞精子症患者、沙眼衣原体感染者、免疫性不育患者等人群精浆中存在高水平的IL-6,对精子活力产生负面影响,但这些研究所选取的人群,如存在精索静脉曲张、生殖道感染等疾病本身可能导致精浆IL-6水平的升高及精子活力的下降[10-11]。本研究入选病例,通过问询、查阅病历及核查其他实验室检验结果,尽可能排除罹患泌尿系统感染等疾病患者。结果显示,A组、B组、C组间精浆中IL-6水平比较,差异有统计学意义(P<0.05),其水平与PR、总活力及正常形态精子率呈负相关(P<0.05),与以上论文研究结果类似[10-11]。IL-17是炎症反应早期的启动因子,具有较强促炎症反应的同时,亦能进一步诱导促炎症因子IL-6的表达,增强局部炎症。有报道显示,IL-17、IL-6水平升高还可能破坏免疫抑制环境,引起自身免疫性疾病,导致精子活力降低和血-睾屏障的破坏[12-13]。本研究中,精浆中IL-17水平与PR、总活力及正常形态精子率呈负相关(P<0.05)。

然而,既往研究者多着重于探讨精浆中细胞因子水平与精子活力的关联,却鲜有报道细胞因子是否可能引起精子DNA损伤。DFI表示精子DNA的完整性,DFI能独立于精液常规参数外,从分子水平反映精子DNA完整性,从而评估男性精液质量[14-15]。各种原因造成的精子DNA的损伤,可引起DFI水平升高,导致精子细胞凋亡[16]。本研究发现,随着DFI的升高,精浆中IL-6、IL-17水平明显升高,总活力、正常形态精子率明显降低,提示高水平的IL-6、IL-17一方面加重了精子DNA损伤,另一方面导致更多畸形精子的产生、精子活力的下降,引发精子形态和功能障碍。男性生殖系统受到某些抗原刺激或存在隐形炎症反应时,机体巨噬细胞、单核细胞、活化的T细胞等受到刺激,可介导促炎细胞因子如IL-6、IL-17大量分泌,高水平的IL-6、IL-17引发精子DNA损伤,而精子DNA的损伤进一步引起精子细胞的凋亡,导致精子活力的下降、精子形态的改变[17],同时细胞因子介导活性氧、一氧化氮分泌增加,进一步导致精子线粒体损伤,进而引起精子活力下降[18]。

综上所述,男性不育症患者存在精浆免疫失衡,细胞因子IL-6、IL-17的过度分泌诱发的免疫失衡导致精子活力降低、畸形精子产生、精子DNA损伤加重,最终引起精子形态和功能受损,精浆中IL-6、IL-17水平可作为男性生育力评估的重要辅助指标。