中国多中心研究揭示弱精子症患者精子超微结构缺陷特征

本研究利用透射电子显微镜（TEM）系统分析了中国弱精子症患者的精子超微结构缺陷。研究发现患者组在精子尾部（线粒体和轴丝）及颈部存在显著超微结构异常，且基于尾部缺陷的分组（正常超微结构、单纯轴丝异常、单纯线粒体异常、两者兼有）均显示精子运动参数显著降低。TEM技术可弥补常规光镜的局限，为个体化诊疗提供重要依据。

　　

在男性不育的众多因素中，弱精子症（asthenozoospermia）是一种常见却令人困扰的疾病，其特征是精液中精子运动能力降低甚至完全缺失。这不仅仅是一个数字游戏——当大量精子“原地踏步”或行动迟缓时，它们成功抵达并受精卵子的机会就大大降低。传统上，医生们通过光学显微镜观察精子的外形和运动情况，但这种工具就像是用肉眼观察星空，只能看到星星点点，却无法分辨行星表面的坑洼与环系。

问题的核心在于精子尾部——那条让精子能够游动的“发动机”。现代生物学已经告诉我们，这个发动机由两大核心部件构成：轴丝（axoneme）和线粒体（mitochondria）。轴丝是精子的运动装置，采用独特的“9+2”微管结构，如同精密的螺旋桨；而线粒体则围绕在轴丝周围，提供运动所需的能量，好比发动机的燃油系统。当这两个部件出现问题时，精子的运动能力就会大打折扣。然而，常规的光学显微镜无法看清这些亚细胞水平的精细结构，使得医生难以准确诊断弱精子症的具体成因，也无法为患者提供针对性的治疗建议。

在这种背景下，来自西安交通大学等多个研究中心的研究团队开展了一项覆盖全国多个中心的研究，利用透射电子显微镜（Transmission Electron Microscopy, TEM）这一“超级显微镜”，对弱精子症患者的精子进行了深入观察。他们的研究成果发表在《Biomarker Research》上，为我们理解弱精子症的超微结构基础提供了宝贵的全国性数据。

研究人员采用了几个关键技术方法：从全国多个中心招募了139名参与者（106名患者和33名健康对照）；使用透射电子显微镜（TEM）对精子超微结构进行详细观察和分类；同时通过常规光镜和计算机辅助精液分析（CASA）系统评估精子的常规参数和运动学特征；并采用适当的统计方法对数据进行分析比较。

研究结果方面，通过“超微结构性能表现”分析发现：与对照组相比，弱精子症组在精子尾部的多个部位表现出显著更多的超微结构缺陷。在中段，正常轴丝（46.2% vs 72.7%）、致密纤维（43.4% vs 72.7%）和线粒体（20.8% vs 57.6%）的比例显著降低；在主段（25.5% vs 60.6%）和末段（9.4% vs 36.4%）的正常轴丝比例也显著减少。在颈部区域，弱精子症组有更多的胞质残留（87.7% vs 72.7%）和更少的中心粒（30.2% vs 57.6%）。在头部，虽然形状和顶体没有显著差异，但正常染色质的比例明显较低（34.9% vs 63.6%）。

通过“超微结构与精液参数的关系”分析发现：基于尾部超微结构，参与者被分为四组：正常超微结构（NU）、单纯轴丝异常（SAA）、单纯线粒体异常（SAM）以及两者兼有（BAAM）。所有三个异常组在精子参数上都显示出比NU组显著降低的值。BAAM组在总精子活力（TSM）、前向运动精子活力（PSM）、平均路径速度（VAP）和摆动性（WOB）方面显著较低；SAA组在TSM、PSM和侧摆幅度（ALH）方面显著较低；SAM组在TSM、PSM、直线速度（VSL）、VAP和ALH方面显著较低。然而，三个异常组之间的精子参数没有统计学显著差异。

研究结论与讨论部分强调，这是中国首项全国性的多中心研究，报告了弱精子症患者中严重的精子超微结构缺陷，与其他人群的研究一致。研究表明，TEM能够识别光镜无法区分的特定细胞器缺陷，特别是能够区分轴丝和线粒体的缺陷类型。尽管三种异常类型（SAA、SAM、BAAM）都导致精子运动参数相似程度的降低，但既往研究表明，线粒体缺陷（而非轴丝缺陷）与临床妊娠率相关，这意味着TEM分析可能对预测辅助生殖技术（ART）结局具有重要价值。虽然本研究未直接评估ART结局，但它突出了TEM在个性化诊断和治疗规划中的潜力，以及其在临床可及性方面的重大价值。

研究的局限性包括缺乏临床生殖结局数据、精子功能参数和成本效益分析，以及横断面设计固有的限制。未来的研究应该补充全国性数据，阐明超微结构缺陷与ART结局的关联，并建立更详细的诊断和治疗标准。

这项研究为我们提供了深入了解弱精子症超微结构基础的重要窗口，为未来开发更精准的诊断方法和个性化治疗策略奠定了坚实基础。随着技术的进步和研究的深入，我们有望帮助更多受不孕问题困扰的夫妇实现生育梦想。