羅韜，桂紹濤，卿亮亮，王飚，趙暉，雷銀

(昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院，昆明 650032)

當(dāng)今時(shí)代，由于社會(huì)、環(huán)境、生活方式的改變，越來越多的男性身體狀況趨向于亞健康，生育能力下降，許多不育癥患者最終不得不接受人類輔助生殖技術(shù)(ART)治療。盡管ART不斷完善和發(fā)展，但是在ART妊娠過程中精子缺乏女性生殖道的自然選擇過程，所選精子直接與卵子接觸，精子質(zhì)量是否存在某些缺陷很難全面評估。在實(shí)際應(yīng)用中，ART妊娠的成功率始終低于自然妊娠，而且還存在很多不確定的臨床問題，比如腦癱患兒、早產(chǎn)患兒、低出生體重患兒和極低出生體重患兒。了解精子在女性生殖道中的自然篩選過程，對于幫助人類選擇出最佳的精子有著極其重要的作用。人類精子在宮頸開口前方附近射出，雖然射精數(shù)量達(dá)數(shù)百萬甚至數(shù)十億，但一般只有幾千個(gè)精子能夠到達(dá)輸卵管，少于100個(gè)精子到達(dá)受精部位，而最終只有一個(gè)精子成功授精。精子在女性生殖道內(nèi)需完成行經(jīng)陰道、子宮頸、子宮、子宮輸卵管連接處(UTJ)和輸卵管的漫長旅程才能遇見卵子，在此過程中，女性生殖道的生理解剖、免疫反應(yīng)和外泌體等對精子均有篩選作用，只有形態(tài)、運(yùn)動(dòng)及功能最佳正常的精子才能參與受精過程[3]?，F(xiàn)就女性生殖道對精子的篩選作用研究進(jìn)展情況綜述如下。

1 女性生殖道生理解剖對精子的篩選作用

1.1 子宮頸 子宮頸是女性生殖道對精子的第一個(gè)篩選屏障。在這里，高達(dá)70%的精子被篩選出局[4]。在女性排卵期間，子宮頸處的宮頸黏液具有較高的抗菌活性及較低的pH值，是最適宜精子通過的。而精子的前進(jìn)性運(yùn)動(dòng)對于其穿過宮頸黏液是必不可少的，故運(yùn)動(dòng)性差并伴隨異常形態(tài)的精子在此過程可被濾過[3]。精子在子宮頸處遷移的過程中與宮頸黏液的生化作用目前了解較少。研究[5]顯示，精子表面包被有一種富含半胱氨酸的糖基化多肽-防御素β126(DEFB126)，其攜帶的負(fù)電荷有助于精子穿透宮頸黏液，該研究還發(fā)現(xiàn)，攜帶純和突變DEFB126基因的男性精子在穿透人工合成的宮頸黏液時(shí)，其穿透率降低84%，同時(shí)受孕率降低，提示DEFB126可能參精子對宮頸黏液的穿透過程。

1.2 UTJ UTJ管腔極度狹窄和曲折，并且充滿了黏液。Zaferani等[6]在體外模擬女性生殖道狹窄交界處的精子運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)現(xiàn)，生殖道內(nèi)的天然狹窄有類似“門”的作用，它將精子以分層累積的方式分為不同的群體，運(yùn)動(dòng)速度越快的精子越靠近“門”，運(yùn)動(dòng)速度越慢的精子則離“門”越遠(yuǎn)，而運(yùn)動(dòng)速度高于一定閾值的精子才有機(jī)會(huì)通過UTJ的“門口”?？傊?，這種狹窄通道加強(qiáng)了精子之間的競爭機(jī)制，只選擇那些運(yùn)動(dòng)能力最強(qiáng)的精子。動(dòng)物研究[7]表明，正常的形態(tài)和運(yùn)動(dòng)能力并不足以使精子通過UTJ，每個(gè)精子都可能需要一種或多種精子表面蛋白以幫助其通過UTJ。小鼠基因敲除的研究[8，9]表明，去整合素和金屬蛋白酶區(qū)域3(ADAM3)蛋白對于精子通過UTJ來說必不可少。

1.3 輸卵管 有活力的精子一旦進(jìn)入輸卵管峽部，精子頭部就會(huì)與輸卵管上皮的纖毛細(xì)胞結(jié)合，形成精子儲(chǔ)庫，還會(huì)啟動(dòng)信號級聯(lián)，導(dǎo)致特定分子的分泌，從而使這些精子能夠保持授精能力[10～12]。當(dāng)卵母細(xì)胞到達(dá)輸卵管壺腹部后，精子儲(chǔ)庫內(nèi)的精子就會(huì)變得過度活躍，而從輸卵管上皮中分離出來。Ca離子通過精子鞭毛上的陽離子通道(CatSper)流入會(huì)引起精子的過度活躍，促使精子從輸卵管上皮分離，還可以使精子成功遷移通過輸卵管黏液，并穿透卵丘。研究[13,14]表明，由卵丘-卵母細(xì)胞復(fù)合體合成的孕酮以及前列腺素可以直接活化CatSper，增加精子Ca離子流入。研究[15]發(fā)現(xiàn)，只有這種獲能狀態(tài)的精子才能通過趨熱性及趨化性的選擇機(jī)制繼續(xù)游完通向卵子的旅程。一般情況下，輸卵管可以淘汰膜完整性或染色質(zhì)有功能性損害的精子。Hourcade等[16]在小鼠研究中發(fā)現(xiàn)，與從陰道和子宮回收的精子相比，從輸卵管回收的精子具有更多的DNA碎片，DNA質(zhì)量最高。

2 女性生殖道免疫反應(yīng)對精子的篩選作用

射精是女性免疫系統(tǒng)和父系抗原之間交流的開始。雖然射精的量和成分在不同物種之間有所不同，但精子與雌性生殖道接觸后，會(huì)在大多數(shù)哺乳動(dòng)物中誘導(dǎo)出炎癥反應(yīng)，促使子宮和宮頸細(xì)胞合成促炎細(xì)胞因子，誘導(dǎo)白細(xì)胞流入子宮腔[17]。Sharkey等[19]對比未受保護(hù)的陰道性交、使用避孕套的陰道性交、無性交后的生殖道活檢組織變化后發(fā)現(xiàn)，精液的刺激可引起巨噬細(xì)胞等白細(xì)胞的募集，而無性交或使用避孕套保護(hù)的性交生殖道不會(huì)發(fā)生白細(xì)胞募集。炎癥反應(yīng)的介導(dǎo)以精漿為主，精子為輔[18]。精漿中存在的特定因子與宮頸細(xì)胞相互作用，誘導(dǎo)GM-CSF、IL-6和其他趨化因子的表達(dá)，但免疫反應(yīng)的主要誘發(fā)因素是轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)的表達(dá)。TGF-β以前體形式存在于精液中，并在雌性生殖道中被激活，隨后間接誘導(dǎo)其他細(xì)胞因子的表達(dá)，如PGE2和IL-8。研究[20]顯示，TGF-β和PGE2均可抑制自然殺傷細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的功能。中性粒細(xì)胞進(jìn)入宮頸管有助于通過選擇性吞噬死亡、異?；蚍鞘芫觼肀Ｗo(hù)活的受精精子的存活，還可以去除生殖過程中混入的病原體，但不會(huì)對正常的運(yùn)動(dòng)精子構(gòu)成屏障。研究[15]顯示，對父系抗原免疫耐受的不充分是人類不育的重要原因之一。研究[21]發(fā)現(xiàn)，精漿暴露可活化女性生殖道中的T細(xì)胞，以正確響應(yīng)和識別父系抗原，激活女性生殖系統(tǒng)的免疫耐受?？傊?，精漿可以在誘導(dǎo)和消除炎癥中起雙重作用。對這些過程的不斷認(rèn)識在未來可以幫助我們治療不育癥患者。

3 女性生殖道外泌體對精子的篩選作用

外泌體即胞外囊泡，廣泛存在于血清、乳汁、尿液、精漿和卵泡液等體液中。外泌體是由真核細(xì)胞和原核細(xì)胞產(chǎn)生的具有膜結(jié)合特征的磷脂雙層結(jié)構(gòu)，可攜帶并向靶細(xì)胞傳遞各種調(diào)節(jié)分子，如蛋白質(zhì)、微小RNA及脂質(zhì)[22]。外泌體作為細(xì)胞間信號交流的通訊方式，與腫瘤、免疫和免疫耐受間的關(guān)系研究較多，但與生殖的關(guān)系研究較少。生殖道外泌體根據(jù)所在部位不同而被命名為不同的小體，如附睪小體、前列腺小體、陰道小體、子宮小體和輸卵管小體，各小體可通過膜融合機(jī)制被精子攝取。在女性生殖道中，子宮小體是最先被證實(shí)的生殖道外泌體，也是研究較多的外泌體。子宮小體攜帶對精子功能非常重要的跨膜蛋白和糖基磷脂酰肌醇連接蛋白，如精子黏附分子1(SPAM1)[23]。研究[24]發(fā)現(xiàn)，SPAM1參與了精子成熟過程，可增強(qiáng)精子透明質(zhì)酸結(jié)合能力和卵丘滲透效率，增加授精能力。同子宮小體一樣，輸卵管小體能夠遞送質(zhì)膜Ca2+-ATP酶4(PMCA4)至精子表面，從而提升精子活力[25,26]。輸卵管小體還攜帶輸卵管特異性糖蛋白，可以增加透明帶對于蛋白水解的抗性，從而硬化透明帶，減少多精子受精[27]。然而目前對于精子通過獲得外泌體所攜帶的功能蛋白調(diào)節(jié)精子自身的成熟和生物學(xué)功能只是初步了解，這方面的研究剛剛開始，相信在未來，更多的生殖道外泌體對精子篩選的作用機(jī)制會(huì)慢慢浮出水面。

綜上所述，精子在女性生殖道中前行是一個(gè)精細(xì)篩選的過程。首先是自然解剖屏障的過濾，再到免疫清除病原體和異常精子，最后到達(dá)含有外泌體等因子的微環(huán)境被仔細(xì)挑選，每一個(gè)過程都會(huì)淘汰大量的精子，而最佳的精子才能與卵子結(jié)合。目前ART的需求與應(yīng)用越來越多，技術(shù)在不斷完善和發(fā)展，但仍然存在一些問題，某些患者精液樣本在WHO標(biāo)準(zhǔn)下檢測正常，卻依然被診斷為不育。我們在ART中采用的篩選精子的方法缺乏女性生殖道自然選擇過程，可能并不能找到性能最佳的精子。而我們對體內(nèi)精子篩選與清除的機(jī)制了解越多，就越能為ART提供借鑒，幫助我們選擇出性能最佳的精子。人類生殖的研究與應(yīng)用是一個(gè)浩大的工程，希望相關(guān)研究越來越多，為某些不育不孕疾病查找病因和診治以及改進(jìn)現(xiàn)行的輔助生殖技術(shù)提供有價(jià)值的信息。