劉 敬，韓婷婷，孟祥黔，黃婷婷，溫子娜，周凌易，廖 雪，李凌霄，張心悅，鐘 影，黃繼華，

(1．成都市錦江區(qū)婦幼保健院生殖醫(yī)學(xué)中心，四川 成都 610061；2．成都錦欣生殖醫(yī)學(xué)與遺傳學(xué)研究所，四川 成都 610061)

不孕不育是當(dāng)今社會(huì)育齡夫婦的常見疾病，發(fā)生率達(dá)10%～12%，其中男性因素不育約占50%[1]。非梗阻性無(wú)精、弱精及精子畸形是造成男性不育的重要原因。染色體核型異常、Y 染色體缺失、囊性纖維化跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)節(jié)因子(cystic fibrosis transmembrane conductance regulator，CFTR)基因的變異是已知的可以導(dǎo)致無(wú)精或嚴(yán)重寡精的遺傳因素[2]。由染色體異常引起的男性不育患者在人群中比例高達(dá)5.1%，其中涉及性染色體異常約為3.8%，涉及常染色體異常占1.3%[3]。有文獻(xiàn)報(bào)道，染色體相互易位可以導(dǎo)致精子生成障礙且1 號(hào)染色體斷裂位點(diǎn)的數(shù)目高于其他染色體[4]。本文對(duì)涉及1 號(hào)染色體相互易位的29 例男性患者，分析了他們的精液質(zhì)量與染色體平衡易位之間的關(guān)系，并對(duì)如何降低易位給生殖健康帶來(lái)的負(fù)面影響提出了合理建議。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

在2017年1月—2019年12月于成都市錦江區(qū)婦幼保健院生殖醫(yī)學(xué)中心就診的患者中，選取年齡25～46歲、經(jīng)臨床確診涉及1號(hào)染色體相互易位的29例男性患者作為研究對(duì)象。所有研究對(duì)象的生殖激素水平正常，排除人類免疫缺陷病毒、丙肝病毒、蒼白(梅毒)螺旋體、衣原體、支原體等感染以及精索靜脈曲張和其他解剖結(jié)構(gòu)異常等能影響男性精液質(zhì)量的因素。

1.2 方法

1.2.1 G顯帶核型分析在無(wú)菌條件下每位患者采集2 mL 外周血，常規(guī)進(jìn)行淋巴細(xì)胞培養(yǎng)(37 ℃，72 h)，收獲細(xì)胞前3 h加入50 μg/mL秋水仙堿。收獲的細(xì)胞經(jīng)離心去上清，固定、滴片、消化、Giemsa染色等步驟，制備染色體標(biāo)本，顯微鏡下用蔡司染色體核型分析系統(tǒng)進(jìn)行核型分析，每例樣本計(jì)數(shù)20個(gè)分裂相完整的核型，分析8個(gè)分散好、中等長(zhǎng)度的中期分裂相。

1.2.2 精液收集禁欲3～7 d，手淫法采集精液標(biāo)本于一次性廣口無(wú)菌杯內(nèi)，置于37 ℃孵箱液化。

1.2.3 精液常規(guī)分析應(yīng)用西班牙精子分析系統(tǒng)(Sperm Class Analyzer，SCA)，按照世界衛(wèi)生組織(World Health Organization，WHO)《人類精液檢查與處理實(shí)驗(yàn)室手冊(cè)》(第五版)[5]進(jìn)行精液常規(guī)分析，包括精液體積、精子濃度、存活率、前向運(yùn)動(dòng)精子百分率等指標(biāo)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

染色體斷裂位置與精子密度、精子活力的相關(guān)性采用列聯(lián)系數(shù)(coefficient of contingency)分析。

2 結(jié) 果

染色體分析結(jié)果見表1，本研究統(tǒng)計(jì)分析了來(lái)院就診的29例1號(hào)染色體易位攜帶者。染色體易位涉及1 號(hào)染色體1p34-1q44，其中長(zhǎng)臂16 例，短臂13 例；臨床表現(xiàn)主要為原發(fā)性不育患者15例，繼發(fā)性不育患者5例，無(wú)精癥4例，少弱精患者4例，隱匿性精子癥1例。

精液分析結(jié)果表2，顯示1號(hào)染色體易位區(qū)域共涉及14 個(gè)斷裂點(diǎn)；其中在長(zhǎng)臂的有16 例，精子的密度和活力均正常2 例，密度和活力均異常1 例，密度或活力異常共計(jì)13 例；在短臂的有13 例，精子的密度和活力均正常2 例，密度和活力均異常3 例，密度或活力異常共計(jì)8例；1p22、p13、p12、q12、q21、q22區(qū)域發(fā)生斷裂的精液樣本精子的密度與活力均明顯下降，尤其是p13-q25 區(qū)域斷裂的染色體易位患者不僅少精而且嚴(yán)重弱精。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析顯示斷裂位置與精子密度、精子活力的列聯(lián)系數(shù)分別為0.821、0.803，提示斷裂位置與精子密度與活力均有較高的相關(guān)度，但因樣本量較少，尚無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示我們后續(xù)需增加樣本量以進(jìn)一步確認(rèn)此相關(guān)關(guān)系。

表1 1號(hào)染色體相互易位患者的核型分析及臨床診斷

3 討 論

平衡易位是常見的染色體結(jié)構(gòu)異常。它通常與胚胎反復(fù)停育、胚胎種植失敗和流產(chǎn)密切相關(guān)[6]。本研究應(yīng)用WHO頒布的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)涉及1號(hào)染色體平衡易位患者的精液質(zhì)量進(jìn)行了分析，結(jié)果總結(jié)如下：①29例患者的1 號(hào)染色體上共有14 個(gè)斷裂點(diǎn)，分布在1p34-1q44，短臂上16 個(gè)，長(zhǎng)臂上13 個(gè)。②易位斷裂點(diǎn)在染色體上位置不同，患者精液質(zhì)量異常的程度不同。同一斷裂點(diǎn)(1p34、1q21)的所有患者精子密度和活力均異常者4 例；同一斷裂點(diǎn)(1p31、1q22 和1q44)的所有患者精子密度和活力均正常者4 例，其他斷裂點(diǎn)的患者精子密度或精子活力異常，共21例。精子密度與活力異常的程度從輕度、中度、嚴(yán)重到極度均有發(fā)生，斷裂點(diǎn)發(fā)生在1p22、1p13、1q12、1q21 和1q25的患者中出現(xiàn)極度少精子癥和極度弱精子癥。③精子密度和精子活力異常的患者比例高。除4 例患者精子密度與活力均正常外，其余25例患者的精液質(zhì)量均出現(xiàn)不同程度的異常，占所分析病例的86%(25/29)，表明精液質(zhì)量與發(fā)生在1號(hào)染色體上的易位密切相關(guān)。

表2 患者1號(hào)染色體斷裂位置與精子密度、活力的關(guān)系

人類配子的形成需通過(guò)減數(shù)分裂來(lái)完成。從第一次減數(shù)分裂偶線期開始，同源染色體中的父源與母源染色體發(fā)生配對(duì)、聯(lián)會(huì)、分離和重組，其中任一環(huán)節(jié)發(fā)生錯(cuò)誤將使減數(shù)分裂阻斷，導(dǎo)致配子形成障礙，最終引起生育能力下降甚至不育。相互易位攜帶者在其配子發(fā)生過(guò)程中的減數(shù)分裂后期，染色體走向兩極時(shí)呈現(xiàn)2∶2、3∶1、4∶0三種分離方式，其中2∶2分離又包括交互分離、鄰近I分離和鄰近Ⅱ分離。除了交互分離外，其他各型分離方式的結(jié)果是產(chǎn)生染色體不平衡配子，其染色體構(gòu)成具有不同程度的缺失和重復(fù)，因而造成相應(yīng)片段上的基因缺失和重復(fù)。本研究中患者為男性相互易位攜帶者，其不平衡配子由于基因缺失和重復(fù)不能形成正常精子，或凋亡導(dǎo)致精子密度減少，或發(fā)育異常導(dǎo)致精子活力降低[7-8]。隨著易位類型、斷裂點(diǎn)位置不同[9-11]，染色體不平衡配子發(fā)生率在19%～91%間變異[9，12-14]，其染色體缺失和重復(fù)的程度不相同，位于相應(yīng)片段基因的缺失和重復(fù)也不相同。這就解釋了為什么本研究中，易位斷裂點(diǎn)位置不同，患者精液質(zhì)量異常的程度不同。交互分離指來(lái)自兩個(gè)同源對(duì)中的兩條正常染色體與兩條易位染色體分別進(jìn)入兩個(gè)子細(xì)胞。由此形成兩種配子，前者為正常配子，后者為平衡配子。在上述的分離方式中，隨著重組的發(fā)生，可以產(chǎn)生32 種配子[15]；其中僅有交互分離能產(chǎn)生染色體正常和染色體平衡兩種配子，這可能是本研究中，少數(shù)患者精子密度和活力均正常的原因。

然而，染色體易位導(dǎo)致精子質(zhì)量下降的原因比較復(fù)雜，不僅與減數(shù)分裂過(guò)程中由于同源染色體配對(duì)、分離和重組異常造成配子染色體缺失和重復(fù)(相應(yīng)片段上的基因也缺失和重復(fù))密切相關(guān)，也可能由于斷裂位置處調(diào)控精子細(xì)胞生成的基因結(jié)構(gòu)被破壞或者基因表達(dá)降低而致精子生成受阻[1，16]。1號(hào)染色體可能含有對(duì)男性生育力必不可少的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)域[17-18]，在男性不育患者中，位于1q21的斷點(diǎn)報(bào)道甚多[17，19-20]。本研究29例患者中，斷裂點(diǎn)位于1q21的3例，他們的精子密度和精子活力均異常，而且異常程度均在中度以上。據(jù)報(bào)道，1q21 處有17 個(gè)在睪丸表達(dá)的基因[19]，在1 號(hào)染色體其他斷裂位置還有哪些基因與人類生育力相關(guān)？這些基因的缺失和重復(fù)、結(jié)構(gòu)被破壞或表達(dá)異常是如何影響人類生育力的？這些問(wèn)題的闡明將進(jìn)一步揭開人類不育不孕的內(nèi)在機(jī)制。

目前染色體易位患者可以通過(guò)選擇胚胎植入前遺傳學(xué)診斷技術(shù)，利用高通量測(cè)序等方法選擇核型正常或染色體平衡易位的胚胎植入以獲得健康或表型正常的胎兒，還可以通過(guò)斷點(diǎn)及其連鎖SNP位點(diǎn)分析區(qū)分完全正常胚胎和攜帶者胚胎，徹底阻斷平衡易位染色體向下一代傳遞。因此對(duì)患者進(jìn)行有效的遺傳咨詢，能夠降低不孕不育和出生有缺陷、智力障礙等染色體異?；純旱娘L(fēng)險(xiǎn)，達(dá)到優(yōu)生優(yōu)育的目的。