精子頂體酶研究概況

莊錫偉，黎志全，劉　冰（佛山市禪城區(qū)中心醫(yī)院，廣東佛山528031）

精子頂體酶研究概況

莊錫偉，黎志全，劉冰
（佛山市禪城區(qū)中心醫(yī)院，廣東佛山528031）

精子頂體酶；精液；男性不育癥；綜述

男性不育癥發(fā)病率逐年上升，目前，臨床上對男性不育癥的診斷一直是以精液中精子的數(shù)量與活動能力等指標做常規(guī)分析，從而評價男性生育能力［1］。但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)這些指標已不能完全反映精子的受精能力，甚至有觀點認為精液常規(guī)檢查與生育能力的相關(guān)性僅為70%［2］。近年來許多研究證實總頂體酶與受精率之間存在正相關(guān)的觀點，認為精子頂體酶活力是判斷精子生育能力很有價值的指標［3-8］，在判定精子受精能力方面比傳統(tǒng)常規(guī)分析更具客觀性，特別是對不明原因的男子不育者［9］。本文對精子頂體酶活性影響因素、檢測方法等研究進展進行概述，旨在為男性不育患者的臨床診治提供進一步的依據(jù)。

1　精子頂體酶及其生理效應(yīng)

頂體是由精子細胞核附近的高爾基復(fù)合體形成，為精卵結(jié)合提供條件，內(nèi)含多種水解酶，其中頂體酶最為重要。頂體酶主要分布于精子頂體內(nèi)膜及赤道部膜上，與精子頂體膜相連，本質(zhì)是一種胰蛋白酶樣絲氨酸蛋白酶。哺乳動物受精就是精子和卵子結(jié)合的過程，精子頭部要穿過卵透明帶，除精子頭部發(fā)生形態(tài)學(xué)的變化外，更重要的是需要發(fā)生頂體反應(yīng)，即無活性的頂體酶原被激活成有活性的頂體酶并被釋放出來，水解卵透明帶糖蛋白；精子劇烈運動及楔樣作用，順利穿過卵丘再穿過透明帶，完成受精過程［10］；另外，頂體酶還具有增加生殖道激肽釋放、增強精子活性和促進精子運動的作用［11］。由此可見，頂體酶是受精過程中不可缺少的一種中性蛋白水解酶，其活性的高低很大程度決定了受精過程是否能順利進行。

2　精子頂體酶活性的影響因素

2.1季節(jié)周期因素一項臨床觀察表明，出生于1950～1954年、1955～1959年和1965～1969年3個年齡組的男性，他們精子頂體酶活性有明顯的季節(jié)周期變化規(guī)律，其中3月份的活性最高［12］。豬頂體酶活性也有明顯季節(jié)性變化，尤其是7～10月，其活性變化最明顯［13］。

2.2精子發(fā)育時間臨床觀察結(jié)果顯示，禁欲1~5 d時的精子，其頂體酶活性較穩(wěn)定，但隨著禁欲時間延長，達到10 d時，頂體酶活性則明顯下降［14］。另外，精子頂體酶活性與精子頂體完整率有一定的相關(guān)性，與形態(tài)正常精子百分率間呈顯著正相關(guān)［15］。這表明精子在體內(nèi)更新時間直接影響受精過程，與精子頂體酶活性密切相關(guān)。

2.3環(huán)境因素眾所周知，環(huán)境對精子形態(tài)、精子數(shù)量等常規(guī)指標有明顯影響。隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)長期接觸芳香類有機溶劑或有機氯殺蟲劑的男性，其精子活動性和頂體酶活性明顯降低，且降低幅度與作用濃度和接觸頻率有密切關(guān)聯(lián)，說明這些有機溶劑可能影響男性生育力和附屬性腺功能［16-17］。

2.4微量元素及代謝物質(zhì)因素鋅在高濃度時，會使所有結(jié)合形式的酶失活，而低濃度時則可誘導(dǎo)頂體酶的激活，這種對頂體酶的可逆性調(diào)控作用使精子活動免受男、女性生殖道對其潛在的損傷，直到與卵子結(jié)合［18］。IL-6可劑量依賴性增強頂體酶活性和升高精子頂體反應(yīng)率［19］。頂體酶在活化的蛋白激酶A作用下磷酸化，磷酸化后可激發(fā)頂體外膜的電壓依賴性鈣通道開放，Ca2＋釋放至胞質(zhì)；Ca2＋使磷脂酶C活化并水解磷脂酰肌醇二磷酸后激活蛋白激酶C，從而導(dǎo)致質(zhì)膜上電壓依賴性鈣通道開放，大幅度升高胞質(zhì)Ca2＋濃度，引起精子獲能、質(zhì)膜溶解及頂體反應(yīng)發(fā)生［20］。γ-氨基丁酸（GABA）存在男性性腺和附屬性腺中，其與精子運動和類固醇激素產(chǎn)生有密切關(guān)系，可明顯提高精子的頂體酶活性［21］。張瑋等［22］研究了IL-2對精子頂體酶及一氧化氮合成酶活性的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)IL-2能明顯抑制頂體酶活性。邊淑玲等［23］研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤壞死因子（TNF-α）可能通過降低精子中的Ca2+-ATPase活性而抑制精子的頂體酶活性和頂體反應(yīng)；另外，精子中的超氧化物歧化酶（SOD）活性可影響精子受到氧自由基的攻擊程度，而使精子頂體酶活性及頂體反應(yīng)發(fā)生改變。低濃度NO具有保護精子活力的作用，而高濃度NO則抑制精子活動力，降低頂體反應(yīng)率［24-26］。

2.5炎癥及感染因素非細菌性前列腺炎（CAPⅢA）［27］和慢性前列腺炎（Ⅳ型前列腺炎）［28］可明顯降低精子頂體酶活性、精子總活力、精子活率及（a+b）級精子百分率、前向運動精子百分率、正常形態(tài)率及精子低滲腫脹，但對精液pH、密度及精液量無明顯影響。由于這些患者前列腺液中含有大量激活的炎癥細胞，促發(fā)炎癥反應(yīng)，一方面通過與精子直接接觸方式損傷精子，抑或通過粒細胞產(chǎn)生可溶性物質(zhì)方式升高精漿中活性氧（ROS）水平而損害精子功能［29］。沙眼衣原體（CT）感染也會引起頂體酶活性低下，這是由于CT可穿入精子并在精子內(nèi)部大量繁殖，造成精子損傷和功能缺失［30］，同時也導(dǎo)致炎癥反應(yīng)而干擾精子頂體功能［31-32］。男性生殖道解脲脲原體（Uu）可引起精子頂體膜破損，使頂體酶流失或使頂體酶活性改變，致頂體反應(yīng)降低，從而影響精子活率、精子運動參數(shù)和精卵結(jié)合而導(dǎo)致不孕不育［33-35］。但同時也有研究結(jié)果表明，解脲支原體主要影響精子前向運動率、總活力及存活率等，而對精子頂體酶活性無影響［36-37］。

2.6藥物因素一項研究表明，維生素A對公羊的精子頂體酶活性有明顯的劑量相關(guān)性抑制效應(yīng)，其可使公羊的精子頂體酶活性下降幅度高達49%［38］。地塞米松與可能存在于附睪及附屬性腺上的糖皮質(zhì)激素受體結(jié)合，使公羊精子頂體酶活性降低［39］。褪黑激素可提高公羊的精子頂體酶活性，這種作用呈季節(jié)差異性，繁殖季節(jié)（秋季）提高幅度比非繁殖季節(jié)（春季）大［40］。周文隆等［41］臨床研究表明，活性鈣能全面改善和提高精子質(zhì)量異常的男性不育者精子質(zhì)量，尤其能明顯增強精子頂體酶活性異常者的頂體酶活性。

3　精子頂體酶活性的測定方法

精子頂體酶活性有望成為評估男性生育力的重要臨床檢驗指標之一，而目前精子頂體酶活性的檢驗方法還很少，值得我們?nèi)ヌ剿鳌?/p>

3.1明膠分解試驗方法［42］該方法的原理主要是通過檢測精子對明膠蛋白水解的能力來判斷頂體酶活性。37℃孵育的精子細胞由于容積滲克分子濃度過高使得頂體破裂，頂體酶從成熟活性精子特有結(jié)構(gòu)——頂體暈環(huán)中滲漏出來，經(jīng)伊紅染色，鏡下觀察，暈體數(shù)量將反映活精子數(shù)量。此方法操作簡便，所需儀器設(shè)備簡單，與生化分析有良好的相關(guān)性。

3.2精氨酸酰胺酶活性檢測法［43］該方法的基本原理是利用精氨酸酰胺酶活性反映頂體酶全部活性。具體操作是提取頂體酶，利用在精子頂體內(nèi)存在的精氨酸酰胺酶可分解Na-苯甲酰-DL-精氨酸-P-硝酰基苯胺（BAPNA）產(chǎn)生有色產(chǎn)物——酰胺基苯胺的特點，通過比色法測定該產(chǎn)物的含量，推算出精氨酸酰胺酶活性，進而反映頂體酶活性。應(yīng)引起注意的是，為防止頂體酶原自體活化，檢測操作全過程必須用合成的頂體酶抑制劑。

4　展望

頂體酶活性的相關(guān)研究逐漸成為男性不育領(lǐng)域的熱點，但在臨床藥物治療、新藥研發(fā)、頂體酶活性檢測方法、影響因素之間相互關(guān)聯(lián)性等方面研究較少，這都為廣大致力于男性不育癥診療的科技和臨床工作者提供了廣闊的領(lǐng)域。另一方面，精子頂體酶在受精過程，尤其是精子穿透卵子透明帶過程中起至關(guān)重要的作用，抑制其活性可阻斷精卵結(jié)合，因此，隨著研究的深入開展，以頂體酶為靶標的男性避孕藥開發(fā)也是未來的研究方向。

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（編輯陳明偉）

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