SARS-CoV-2感染对男性精液质量影响的研究及meta分析*

张耀东,朱亚庆,张悦,李友婷,胡元波,鄢桃飞,郑菊芬,颜宏利,徐健

(1.海军第九七一医院检验科,山东青岛 266071;2.海军军医大学第一附属医院生殖医学中心,上海 200433)

新型冠状病毒肺炎(corona virus disease 2019,COVID-19)由严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)引起,主要临床表现为发热、咳嗽和鼻塞等[1]。然而,流行病学研究发现,男性患者较女性更易感染且症状更严重[2]。

单细胞RNA测序分析显示[3],血管紧张素转换酶2(angiotensin converting enzyme 2,ACE2)在睾丸的精原细胞、Leydig细胞和Sertoli细胞中高度表达。ACE2是SARS-CoV-2进入宿主细胞的重要受体,与跨膜丝氨酸蛋白酶2(transmembrane serine protease 2,TMPRSS2)协同作用,介导病毒与宿主细胞膜融合并促进病毒内化、翻译和复制[4-8]。多项研究证实ACE2对SARS-CoV-2具有高亲和力[9-10],而ACE2在男性生殖系统中广泛表达,因此SARS-CoV-2感染可能导致勃起功能障碍和影响精子发生。

一项对19例COVID-19病亡男性尸检结果显示,其睾丸存在Leydig细胞减少、睾酮合成抑制及某些基因表达下调等损伤证据,可能导致精子发生和活力受损[11]。尽管有报道检测到SARS-CoV-2在男性睾丸和精液中,但多数可能源于标本污染[12-14]。研究发现,SARS-CoV-2感染可能通过引发炎症反应影响睾丸功能,对精子发生产生不利影响,使其成为潜在靶器官[15]。有研究表明该影响可能是短暂可逆的,约3个月内可恢复正常[16-17],但长期影响仍需进一步观察评估。

本文通过meta分析并结合本中心实验室检测结果,初步探讨SARS-CoV-2感染对男性精液质量的潜在影响。

1 资料与方法

1.1文献检索策略 两位研究者独立检索2020年3月至2023年4月期间PubMed、中国知网、万方数据库和CBM中国生物医学文献数据库的相关文献,检索词为“COVID-19”或“SARS-CoV-2”、“testis”或“sperm”、“新型冠状病毒”、“睾丸”或“精子”。对存在异议部分进行讨论达成一致。

1.2纳入与排除标准 根据文献题目和摘要初筛后阅读全文,按照以下3个条件进一步筛选文献:(1)研究对象为感染SARS-CoV-2的患者,经鼻咽拭子核酸检测阳性并出现临床症状;(2)患者临床症状已恢复,鼻咽拭子核酸检测转阴性,且自感染前或感染期间开始对精液参数进行连续监测;(3)研究对象无不育、少精子症、畸形精子症或无精子症史,无影响精子发生的隐睾、精索静脉曲张、睾丸鞘膜积液、睾丸扭转、睾丸肿瘤等疾病,无盆腔肿瘤放疗史,无服用影响精子发生的药物史。按照以下3个条件排除文献:(1)基础实验研究;(2)动物实验研究;(3)综述、评述和信件等。

1.3文献质量评价 两位研究者独立依据所属国家SARS-CoV-2感染诊疗方案,评价纳入文献质量:以患者出现临床症状且鼻咽拭子核酸阳性作为感染判断的金标准;以能够提供感染前、期间至恢复后连续精液参数结果作为提取数据依据。将选择偏倚评定为“低”(1分)、“高”(0分)或“不确定”(0分)。

1.4数据提取 2位研究者独立提取纳入文献中的研究题目、地点、类型、第一作者、发表时间;研究对象年龄、分组、样本量、感染程度、症状、治疗、精液参数检测时间和结果等,对存在异议部分进行讨论达成一致。

1.5实验室精液参数检测

1.5.1研究对象 于2022年12月至2023年4月来我院生殖医学中心就诊的男性患者中,纳入符合1.2中列出的纳入标准者作为研究对象。

1.5.2研究参数 包括研究对象的年龄、民族、精液量、精子浓度、前向运动精子百分率(PR)、非前向运动精子百分率(NP)和精子DNA碎片指数(DNA fragmentation index,DFI)。根据参考文献[16-17]的设定,统计研究对象在感染前、感染后<1个月、1～3个月和>3个月时的上述精液参数。

1.5.3精液常规检测 使用穗加SSA-Ⅱplus全自动精子质量分析仪及一次性配套精子计数板进行检测,方法为全自动检测结合人工复核。

1.5.4精子DFI检测 使用美国BD Accuri C5流式细胞分析仪,试剂为浙江星博精子核完整性染色试剂,按照WHO《人类精液检查和处理实验室手册》(第6版)[18]吖啶橙流式细胞技术进行检测。

1.5.5标本保存与质量控制 精液标本一般于采集后立即进行处理和检测。如未及时检测,则按要求处理并提取相应成分后于-80 ℃冰箱(美菱DW-HL398)中冻存。精液常规检测质量控制:精子浓度采用质控珠,精子活力采用导入视频。精子DFI检测室内质量控制采用实验室自制品。使用Westgard规则评估检测结果。

2 结果

2.1文献检索结果 通过系统文献检索,截至2023年4月30日共纳入9项相关研究[19-27],包括6项队列研究和3项病例报道。其中9项研究报告了SARS-CoV-2感染前后精液常规参数的变化情况,4项研究报告了精子DNA碎片化指数(DFI)的变化。有1项队列研究[22]未提供具体检测数据,以及3项病例报道[25-27],这些研究仅在正文中进行描述,未纳入meta分析。

2.2纳入研究质量评价 所有9项纳入研究均以研究对象鼻咽拭子SARS-CoV-2核酸检测阳性作为感染的确诊标准,阴性且临床症状恢复者作为恢复对照,这符合各国SARS-CoV-2感染诊疗指南的标准。9项纳入研究的研究对象的选择标准明确,对SARS-CoV-2感染前后至恢复期间精液参数的变化有详细描述,研究具有较高的真实性和可靠性,不存在明显选择性偏倚。

2.3研究对象基本特征

2.3.1纳入研究 9项研究共纳入274例20～60岁男性研究对象,其中267例(97.45%)完成研究,7例(2.55%)失访。感染后按研究报道的症状分级:82例(29.93%)为轻度、128例(46.72%)为中度、31例(11.31%)为重度、33例(12.04%)为极重度症状。后两项分别根据WHO标准归为中度症状。研究对象来自亚洲134例(48.91%)、欧洲137例(50.00%)和美洲3例(1.09%)。220例(80.29%)明确出现发热症状。见表1。

表1 9项研究的基本情况

2.3.2本实验室研究 根据纳入标准完成8例汉族男性的精液参数监测,年龄(39.4±7.6)岁。按照国内诊疗指南,8例均为轻度感染。

2.4纳入研究的meta分析结果

2.4.1精液量 5项研究[19-21,23-24],共180例。感染后<1个月与>3个月比较,精液量差异无统计学意义(SMD=-0.09,95%CI:-0.46～0.28,I2=38.7%,P=0.202),但感染后1～3个月较<1个月增加(SMD=0.29,95%CI:-0.43～1.00,I2=81.2%,P=0.005),感染后>3个月已恢复至感染前水平(SMD=-0.32,95%CI:-0.61～-0.03,I2=29.7%,P=0.241)。见表2和3。

表2 9项纳入研究的meta分析结果

表3 纳入研究中SARS-CoV-2感染对男性精液量的影响

表4 纳入研究中SARS-CoV-2感染对男性精子浓度的影响

表5 纳入研究中SARS-CoV-2感染对男性正常形态精子百分率的影响

表6 SARS-CoV-2感染对男性精子存活率(V)、活动率(M)和前向运动百分率(PR)的影响

2.4.2精子浓度 4项研究[19-21,24],共150例。感染后<1个月与>3个月比较,精子浓度差异无统计学意义(SMD=-0.07,95%CI:-0.44～0.30,I2=7.2%,P=0.299),感染后>3个月已基本恢复至感染前水平(SMD=-0.31,95%CI:-0.60～-0.02,I2=0.0%,P=0.958)。见表2和4。

2.4.3正常形态精子百分率 2项研究[21,24],共57例。感染后<1个月与1～3个月比较,正常形态精子百分率增加(SMD=0.75,95%CI:-0.32～1.82,I2=85.1%,P=0.010),提示感染后1～3个月为精液质量恢复阶段。见表2和5。

2.4.4精子存活率 4项研究[19,21,23-24],共156例。感染后1～3个月与<1个月比较,精子存活率差异无统计学意义(SMD=0.68,95%CI:0.37～0.98,I2=0.0%,P=0.981)。感染后>3个月与<1个月差异无统计学意义(SMD=0.67,95%CI:0.29～1.05,I2=0.0%,P=0.861)。感染后>3个月已已基本与感染前水平一致(SMD=-0.91,95%CI:-1.26～-0.56,I2=63.0%,P=0.100)。见表2和6。

2.4.5精子活动率 5项研究[19-21,23-24],共180例。感染后1～3个月与<1个月比较,精子活动率差异无统计学意义(SMD=0.97,95%CI:0.65～1.28,I2=49.8%,P=0.136)。但感染后>3个月较<1个月增加(SMD=0.96,95%CI:0.57～1.36,I2=74.9%,P=0.046)。感染后>3个月已恢复至感染前水平(SMD=-1.16,95%CI:-1.47～-0.84,I2=56.7%,P=0.099)。见表2和6。

2.4.6PR 5项研究[19-21,23-24],共180例。感染后1～3个月与<1个月PR差异无统计学意义(SMD=1.02,95%CI:0.53～1.50,I2=55.1%,P=0.108)。但感染后>3个月较<1个月PR增加(SMD=1.01,95%CI:0.17～1.85,I2=75.2%,P=0.045),感染后>3个月PR已基本恢复至感染前水平(SMD=-0.82,95%CI:-1.12～-0.52,I2=0.0%,P=0.978)。见表2和6。

2.4.7精子DFI 4项研究[21,23,25-26]分析了感染后DFI变化,但无完整数据,仅在文中描述。结果显示感染后至3个月内精子DFI可能短暂升高,但>3个月后逐步降低,精子DNA损伤程度得到改善。见表7。

表7 纳入研究中SARS-CoV-2感染对男性精子DFI的影响

2.5本实验室检测结果 8例研究对象感染后<1个月、1～3个月和>3个月的各项精液参数均与感染前差异无统计学意义(P>0.05)。但分析发现,感染后<1个月精液质量受影响,随症状恢复于>3个月时恢复至感染前水平。见表8。

表8 本实验室研究中精液参数检测结果(n=8)

3 讨论

通过分析9项纳入研究发现,SARS-CoV-2感染后,男性精液量、精子浓度、精子存活率、精子活动率、PR、正常形态精子百分率及精子DFI等参数在感染恢复过程中呈现不同程度波动。虽有2例报告[26-27]出现无精子症和弱精子症,但本研究的meta分析和实验室数据表明,感染后仅对精子形态、精子活力和精子DNA完整性产生短暂负面影响,一般于感染后>3个月恢复至感染前水平。然而,9项纳入研究和本实验室回顾性研究中绝大多数为轻中度感染病例(76.64%和100%),受到研究条件和报道数量限制,本研究在研究对象的选择和数量上存在局限性,尤其对重症感染后的影响评估不足,SARS-CoV-2感染对男性精液质量和睾丸微环境的长期影响仍需前瞻性大规模研究证实。

多项研究发现,SARS-CoV-2感染后可导致精液中炎症因子如白细胞介素6、肿瘤坏死因子α和单核细胞趋化蛋白-1水平升高,有可能破坏血-睾屏障功能引发睾丸炎症,对睾丸功能和男性生育力产生不利影响[22]。发热是SARS-CoV-2感染的常见症状,也是氧化应激损伤的诱因,可通过激活c-Jun氨基末端激酶和P38等途径诱发睾丸生精细胞凋亡增多,从而导致精子DNA损伤增加[4,28-29]。本研究4项涉及精子DNA完整性检测的纳入研究均显示感染后精子DFI短暂升高,但随症状恢复而逐步降低,验证了上述观点。

此外,SARS-CoV-2感染可能通过影响下丘脑-垂体-性腺轴而干扰精子发生过程。重度感染引起的炎症反应可能是导致睾酮水平下降的直接因素。低水平睾酮会通过反馈机制引起促性腺激素升高,并增加疾病重症率和死亡风险。但该影响是可逆的,随着恢复期的推移,这些激素水平可恢复正常[30-36]。

中度感染患者存在一定精子发生受损风险[37],但损伤的持续时间和严重程度目前尚不清楚。有研究发现,感染后60天精液参数仍未完全恢复,炎症因子和活性氧水平仍有升高[11]。因此,需要重视感染后的生育力评估,开展男性精液检查分析和生殖咨询,并通过长期研究观察SARS-CoV-2感染对男性生殖系统的不良影响,为生育能力保护提供依据。

致谢：感谢海军军医大学第一附属医院生殖医学中心对此项工作的支持。