精液高黏稠性的研究進(jìn)展*

吳永明，王志強(qiáng)（廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院人類(lèi)精子庫(kù)，南寧530021）

生理情況下，射出體外的精液液化后仍表現(xiàn)出一定抗張強(qiáng)度，稱(chēng)為黏度，這是精液作為非牛頓流體的一種固有屬性。當(dāng)精液黏度過(guò)高，呈現(xiàn)黏稠狀態(tài)時(shí)，稱(chēng)為高黏稠性精液（seminal hyperviscosity，SHV）。文獻(xiàn)報(bào)道SHV發(fā)生率在12%～29%之間［1］。Elia等［2］在一組SHV發(fā)生率約為26%的不育人群中，根據(jù)拉絲長(zhǎng)度將黏稠度分成3級(jí)（輕度：2～4 cm，中度：4～6 cm，重度：＞6 cm），其中輕、中和重度比例分別為13.1%、6.6%、6.4%。SHV不但使實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)和處理過(guò)程變得困難，還可通過(guò)束縛精子活動(dòng)、損傷精子結(jié)構(gòu)和功能等方式導(dǎo)致生育力降低。本文主要就SHV的誘因、危害、實(shí)驗(yàn)室診斷及處理進(jìn)行綜述，為開(kāi)展SHV研究提供資料。

1 SHV的誘因

1.1 精漿生化因子 精漿主要由附屬性腺（包括附睪、精囊、前列腺及尿道球腺）分泌的液體組成，占精液體積90%以上。精漿成分對(duì)促進(jìn)精子成熟、游動(dòng)、核濃縮/解聚、防止活性氧（ROS）攻擊以及改善宮頸粘液環(huán)境等非常重要。附屬性腺器官功能減退/障礙所致的分泌功能異常，會(huì)引起精漿生化因子水平變化或組成比例失衡，引起SHV。Mendeluk等［3］在SHV精漿中檢測(cè)到豐富的連接有二硫鍵和寡聚糖鏈的肽核（the peptide core），提示這些高度組織化蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)可能有助于精液高黏稠性形成。Emami等［4］分析精漿組織激肽釋放酶家族（KLKs）表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)液化異常組KLK2、3、13和14表達(dá)水平降低，SHV組KLK1、2、5～8、10、13和14下降，提示部分KLKs可能同時(shí)參與SHV和液化異常；有趣的是，作為降解凝膠蛋白關(guān)鍵的酶，KLK3濃度在SHV組正常，僅液化延遲組降低，與之前報(bào)道的精漿KLK3在SHV精液中降低的結(jié)果存在沖突［5］。其他精漿生化因子如鋅、果糖、堿性磷酸酶（ALP）及葉酸（folic acid）等也被報(bào)道與SHV發(fā)生有關(guān)［6-8］。但是文獻(xiàn)的研究結(jié)果并不完全一致，提示生化因子在SHV發(fā)生過(guò)程中角色的復(fù)雜性，甚至可能仍有未知的生化因子在該生理現(xiàn)象中發(fā)揮作用。

1.2 感染與炎癥 泌尿生殖系統(tǒng)感染后，微生物侵襲引起的炎癥和免疫反應(yīng)、白細(xì)胞增多可對(duì)附屬性腺功能和精液質(zhì)量產(chǎn)生損傷，并且常伴隨精液黏稠度增高或液化不良現(xiàn)象。有學(xué)者認(rèn)為這種現(xiàn)象可能與溶菌酶缺乏、炎癥因子和免疫抗體有關(guān)［9-11］。但Munuce等［12］研究未發(fā)現(xiàn)SHV和微生物種類(lèi)或數(shù)量、白細(xì)胞和抗精子抗體之間存在關(guān)聯(lián)。感染伴隨SHV的另一機(jī)制可能基于中性粒細(xì)胞胞外誘捕網(wǎng)（neutrophil extracellular traps，NETs）效應(yīng)［13］。NETs是中性粒細(xì)胞壞死或凋亡后DNA組成的三維纖維網(wǎng)絡(luò)，其既能捕獲固定精液中微生物，又能夠束縛精子游動(dòng)，使精子在擺脫NETs糾纏時(shí)消耗過(guò)多能量。當(dāng)精液NETs增多，DNA酶被大量消耗，導(dǎo)致精漿酶類(lèi)降解水平不足時(shí)，黏稠性容易增高［14］。

1.3 ROS因素 氧離子、自由基和過(guò)氧化物等活性物質(zhì)統(tǒng)稱(chēng)為ROS。生理濃度的ROS在精子獲能、頂體反應(yīng)和受精過(guò)程中發(fā)揮重要作用。當(dāng)ROS含量過(guò)高，超過(guò)精液抗氧化體系的還原能力時(shí)，引起的氧化應(yīng)激（oxidative stress，OS）反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致精子膜脂質(zhì)過(guò)氧化、DNA及線粒體損傷［15］。研究顯示SHV精漿中能夠檢測(cè)出較高的ROS水平［16-17］；同樣，作為ROS攻擊細(xì)胞膜產(chǎn)生的脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物，丙二醛（MDA）在SHV精液中也相應(yīng)升高［18］，提示ROS可能是SHV的貢獻(xiàn)因素。ROS促使SHV形成可能基于以下機(jī)制：（1）有助于精液中粒細(xì)胞形成NETs；（2）有助于精漿蛋白質(zhì)氨基酸氧化修飾，形成二硫鍵，引起蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)交聯(lián)聚合；（3）高水平的MDA導(dǎo)致蛋白質(zhì)溶解度降低，部分醛基分子與膜蛋白反應(yīng)并改變其結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)之間相互作用改變［16］。

1.4 遺傳因素 Rossi等［19］報(bào)道SHV患者囊性纖維化跨膜電導(dǎo)調(diào)節(jié)基因（CFTR）中（TG）mTn等位基因變異頻率較高，CFTR基因序列變異可能構(gòu)成該病遺傳基礎(chǔ)，SHV可被認(rèn)為是囊性纖維化“最小臨床表現(xiàn)”。Marques等［20］運(yùn)用高通量測(cè)序技術(shù)分析KLKs和WFDCs基因家族編碼區(qū)和非編碼區(qū)，發(fā)現(xiàn)2個(gè)基因家族部分位點(diǎn)單核苷酸多態(tài)性（SNP）與SHV相關(guān)。另一篇報(bào)道中，他們運(yùn)用HLA*PRG：LA軟件分析人類(lèi)白細(xì)胞抗原（HLA）變異與男性不育關(guān)系，發(fā)現(xiàn)HLAⅠ和HLAⅡ等位基因型均與SHV表型相關(guān)［21］。與其他致病因素不同，遺傳因素導(dǎo)致的SHV可能表現(xiàn)為附屬性腺功能正常，無(wú)感染或炎癥癥狀，并且藥物治療效果不佳，因此臨床治療存在一定程度的挑戰(zhàn)。

2 SHV對(duì)精子質(zhì)量的影響

精子運(yùn)動(dòng)能力是保證精子穿過(guò)宮頸黏液、精卵相互作用和受精的關(guān)鍵因素。研究顯示SHV與精子運(yùn)動(dòng)參數(shù)，如運(yùn)動(dòng)性、速度和運(yùn)動(dòng)線性呈負(fù)相關(guān)，這可能由于SHV精液中的纖維和黏塊狀物質(zhì)產(chǎn)生的捕獲效應(yīng)（trapping effect）對(duì)精子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生限制作用［14］。Mendeluk等［22］發(fā)現(xiàn)，與正常黏稠度精液相比，高黏稠度精液中活動(dòng)精子頭部側(cè)擺幅度（ALH）較小，對(duì)上游處理反應(yīng)更好，并且精子ATP含量更高，提示SHV中的精子運(yùn)動(dòng)性受到限制，受限的精子ATP消耗相對(duì)較少。另外，SHV精漿中鋅、果糖等生化因子和ROS水平的變化也可能是少弱精子癥的相關(guān)因素。除降低精子活力，SHV對(duì)精子質(zhì)量影響還體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)和功能方面，如SHV精漿中高水平ROS容易使精子處于氧化應(yīng)激狀態(tài)，導(dǎo)致精子膜脂質(zhì)過(guò)氧化、精子DNA碎片率增高、染色質(zhì)穩(wěn)定性改變及線粒體等亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)損傷［23］。

3 SHV對(duì)生育力的影響

精漿能改善精子穿過(guò)宮頸黏液的能力，并且在穿透宮頸黏液后維持精子運(yùn)動(dòng)中發(fā)揮積極作用。SHV的捕獲效應(yīng)能使精子在女性生殖道中游動(dòng)變得困難，消耗精子過(guò)多能量。另外，黏稠精液中精子表面含量豐富的糖蛋白（這些蛋白質(zhì)多數(shù)由附屬性腺合成分泌進(jìn)入精液，隨后整合入精子膜）在精卵結(jié)合過(guò)程中，能干擾精子與透明帶的識(shí)別和頂體反應(yīng)，導(dǎo)致受精率降低和胚胎發(fā)育失敗。在實(shí)施ART技術(shù)過(guò)程中，研究已表明SHV精液可引起控制性卵巢過(guò)度刺激（COH）和宮內(nèi)人工授精（IUI）的不良結(jié)局，降低IVF/ICSI的受精率、妊娠率、著床率，并損害胚胎發(fā)育［24］。這可能主要?dú)w結(jié)于以下幾種原因：（1）SHV精液處理困難，通過(guò)密度梯度離心無(wú)法獲取足夠數(shù)量的精子；（2）結(jié)構(gòu)和功能受損傷的精子導(dǎo)致不能受精或胚胎發(fā)育失??；（3）高黏稠精液中負(fù)責(zé)高黏度流變行為的糖蛋白分子影響精子獲能和頂體反應(yīng)，導(dǎo)致ART不良結(jié)局。提示SHV可以作為ART不良結(jié)局、胚胎發(fā)育異常以及妊娠失敗的預(yù)測(cè)指標(biāo)。

4 精液黏稠度檢驗(yàn)與處理

4.1 黏稠度實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn) WHO手冊(cè)第5版推薦2種簡(jiǎn)易半定量評(píng)估方法：（1）吸管法：用一次性廣口徑塑料吸管吸入精液，借助重力滴下，若形成超過(guò)2 cm的拉絲，為黏稠度過(guò)高；（2）玻璃棒法：將玻璃棒插入精液后提起，若拉絲長(zhǎng)度超過(guò)2 cm，為黏稠度過(guò)高。吸管法和玻璃棒法均為半定量的診斷方法，目前在男科實(shí)驗(yàn)室被廣泛采用。但是這2種方法均不能準(zhǔn)確測(cè)量精液黏稠度，如需精準(zhǔn)測(cè)量，應(yīng)建立一種可廣泛使用并以黏度國(guó)際單位（毫帕斯卡·秒，mPa·S）表示結(jié)果的方法。旋轉(zhuǎn)式黏度計(jì)和毛細(xì)管黏度計(jì)目前已被用于研究精液的流變學(xué)特征［16］。黏度計(jì)雖然具有快速、客觀及定量的優(yōu)點(diǎn)，但分析過(guò)程會(huì)消耗較多的精液（至少0.5 ml），作為體積有限的標(biāo)本，特別在應(yīng)用于輔助生殖技術(shù)（ART）時(shí)，推廣有所限制。為克服此缺點(diǎn)，Rijnders等［25］報(bào)道一種簡(jiǎn)便的方法，通過(guò)計(jì)算精液填充到精子計(jì)數(shù)池所需時(shí)間，定量評(píng)估黏度，此法適用于約89%的精液標(biāo)本，但仍有11%的黏稠標(biāo)本存在填充時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或精液標(biāo)本無(wú)法填充現(xiàn)象?？偟膩?lái)看，這些定量方法目前臨床運(yùn)用不多，可能與醫(yī)學(xué)界對(duì)精液黏稠指標(biāo)評(píng)估不夠重視、定量評(píng)估黏稠度耗時(shí)費(fèi)力有關(guān)。

4.2 精液黏稠度與不液化/液化延遲的鑒別 精液黏稠度與液化狀態(tài)均屬于精液外觀特征，由于WHO手冊(cè)將兩者均歸類(lèi)為初步肉眼觀察項(xiàng)目，同時(shí)對(duì)高黏稠精液和不液化/液化延遲標(biāo)本在檢測(cè)前的預(yù)處理方法相同，容易被初學(xué)者混淆。其實(shí)，兩者內(nèi)涵和實(shí)驗(yàn)室診斷方法差異很大。黏稠度用于描述精液的流變學(xué)特征，特點(diǎn)是精液表現(xiàn)為質(zhì)地均勻的外觀，黏稠度不隨放置時(shí)間變化而變化。而液化是一種蛋白質(zhì)水解過(guò)程，主要指精液凝固后在一系列水解酶等液化因子作用下將束縛精子運(yùn)動(dòng)的凝膠蛋白等物質(zhì)降解。檢驗(yàn)方法上，高黏稠度診斷主要依據(jù)為載有精液的塑料吸管或玻璃棒在提起時(shí)能形成大于2 cm的拉絲，評(píng)估時(shí)機(jī)在液化過(guò)程完成之后進(jìn)行。而液化評(píng)估有時(shí)間限制，主要憑肉眼在一定時(shí)間段內(nèi)觀察精液呈團(tuán)塊的膠凍樣物質(zhì)是否變得均質(zhì)和稀薄，有時(shí)需要在顯微鏡視野下觀察精子運(yùn)動(dòng)是否受限，評(píng)估結(jié)果可分為液化、延遲液化和不液化3種狀態(tài)。

4.3 SHV實(shí)驗(yàn)室處理 SHV對(duì)檢測(cè)結(jié)果和臨床使用均有影響，因此，需要采用合適的處理技術(shù)（包括物理和化學(xué)方法）降低黏稠性。WHO第5版推薦的方法有3種：（1）加入等體積生理培養(yǎng)液后用加樣器反復(fù)吹打；（2）精液反復(fù)緩慢地通過(guò)接在注射器上的18/19號(hào)鈍性針頭（6～10次）；（3）應(yīng)用菠蘿蛋白酶消化處理。其他已被報(bào)道的方法還包括使用α-糜蛋白酶和胰蛋白酶等水解酶緩解精液黏稠性［26］；最近，有報(bào)道對(duì)合并感染的高黏稠精液，使用外源性DNaseⅠ處理后可顯著提高精子質(zhì)量［27］。以上處理方法一方面有助于在精液分析過(guò)程中獲得準(zhǔn)確的檢驗(yàn)結(jié)果，指導(dǎo)臨床治療策略；另一方面，在實(shí)施ART技術(shù)中，對(duì)回收精子、提高體外受精率也起到至關(guān)重要的作用。需要注意的是，這些處理方法對(duì)精子結(jié)構(gòu)和功能可能產(chǎn)生影響，其潛在的風(fēng)險(xiǎn)仍需要進(jìn)一步評(píng)估。

5 SHV的臨床治療

臨床治療中，基于病因以及SHV類(lèi)型不同，SHV治療可分為抗炎、抗氧化、補(bǔ)充微量元素等治療方案。緩解黏稠性藥物包括服用如維生素、阿司匹林、胰蛋白酶等；合并生殖道/附屬性腺感染患者可聯(lián)合左氧氟沙星等抗生素治療。研究表明抗生素治療輕度SHV程度患者效果較為明顯，但對(duì)中、重度SHV的治療僅能顯示出一定的改善，治療效果不理想［2，17］。另外，隨著中醫(yī)學(xué)的發(fā)展、中西醫(yī)結(jié)合研究快速推進(jìn)，一些中藥、中成藥或中醫(yī)技術(shù)在治療精液高黏稠性方面也取得一定效果。

6 總結(jié)

SHV可由感染、炎癥、附屬性腺功能障礙、OS和遺傳等多種因素引起，并通過(guò)束縛精子游動(dòng)、損傷精子結(jié)構(gòu)和功能等方式降低受精率、妊娠率，引起胚胎發(fā)育不良。前期研究雖然取得一定成果，但SHV發(fā)生和導(dǎo)致不育的機(jī)制仍未完全闡明，部分研究結(jié)果還存在爭(zhēng)議。因此，未來(lái)有必要從新的視角開(kāi)展更深入的研究，包括發(fā)生分子機(jī)制、實(shí)驗(yàn)室對(duì)黏稠度分級(jí)的精準(zhǔn)診斷、臨床精準(zhǔn)治療等，以更清楚地闡明SHV形成過(guò)程以及損害生育力的生理機(jī)制。