精子DNA碎片率与精液质量、胚胎质量的相关性研究

【摘要】

目的  探讨精子DNA碎片率(DFI)与精液质量的关系以及对IVF周期胚胎质量的影响。

方法  回顾性分析2021年6月至2023年4月于我院行IVF助孕的343对不孕不育夫妇的临床资料，按精子DFI分为A组（DFI＜25%）和B组（DFI≥25%），分析精子DFI与精液常规参数的关系，以及不同精子DFI组胚胎质量的差异。

结果  两组间男女方年龄、不孕年限、女方生殖激素水平、体质量指数（BMI）、获卵数比较均无统计学差异（P>0.05）；A组优质囊胚形成率显著高于B组(P<0.05)，而组间受精率、卵裂率、优质胚胎形成率、囊胚形成率比较均无统计学差异（P>0.05）。相关性分析显示，精子DFI与精子前向运动百分比（r=-0.239，P=0.000）、精子正常形态率（r=-0.254，P=0.000）呈负相关。 

结论 精子DFI与精液质量相关，并影响到IVF周期中优质囊胚的形成。

生育年龄的推迟伴随着更多的生育问题，不孕不育症已成为我国的新问题。辅助生殖技术（ART）是解决不孕不育问题的重要治疗手段。

精子DNA是男性遗传物质的载体，影响胚胎的形成和ART助孕的成功率。世界卫生组织(WHO)人类精液检查与处理实验室手册(第6版)将精子DNA碎片率（DFI）列为精子功能检测的主要指标之一，并成为各生殖中心关注的焦点。

男性年龄是影响精子DFI的主要因素。随着男性年龄的增加，精子DFI也会增加，从而影响体外受精-胚胎移植（IVF-ET）中胚胎的质量。男性年龄增高，其伴侣的年龄往往也会增高，卵巢功能会随着年龄增长而下降。

我们拟通过回顾性分析2021年6月至2023年4月于我院行IVF助孕的不孕不育夫妇的临床资料，探讨精子DFI与精液常规的关系，并在努力排除男方年龄、女方影响因素的情况下探讨精子DFI对IVF-ET周期胚胎质量的影响。

一、资料与方法   

1.研究对象：选取2021年6到2023年4月于我院行IVF-ET助孕的不孕不育夫妇作为研究对象。

纳入标准：（1）不孕不育因素：女方输卵管盆腔因素、男方因素，反复夫精人工授精（AIH）助孕失败；（2）女方：年龄≤38岁，基础卵泡刺激素（bFSH）＜15 U/L，基础窦卵泡计数（AFC）＞7，抗苗勒管激素（AMH）≥1.1 ng/ml，体质量指数(BMI）≤29 kg/m2；（3）男方：年龄≥30岁，助孕前行精液常规及精子DFI分析，精子浓度＞2×10⁶/ml，前向运动精子总数＞5×10⁶。

共纳入符合标准的343对不孕不育夫妇，参考文献方法，按照男方精子DFI值分为A组（DFI＜25%；n=294）、B组（DFI≥25%；n=49）。

2.助孕周期回顾：（1）精液常规分析及精子DFI检测：精液常规分析执行《WHO人类精液检查与处理实验室手册》(第5版)的标准。男方禁欲3~7 d，手淫采集精液标本并置入广口瓶中，待精液液化后测量精液量和pH值；采用计算机辅助精子分析（CASA）系统来分析和记录精子浓度、前向运动精子百分比等参数；精液标本洗涤后涂片，采用DIFF-Quik法染色并行精子形态学分析。精子DFI的检验方法是精子染色质结构分析（SCSA），所用试剂为深圳博锐德生物有限公司生产的SCSA试剂盒，按照说明书操作步骤处理精液样本后，置于流式细胞仪检测荧光，并结合流式图形软件分析精子DFI。

（2）控制性促排卵及胚胎培养：根据女方情况及临床需求，酌情选用卵泡期长方案、黄体期长方案、拮抗剂方案行控制性促排卵。根据生殖激素水平及阴道B超监测卵泡发育，调整促性腺激素（Gn）用量及用药方案，直至至少1个卵泡直径≥18 mm或至少2个卵泡直径≥17 mm，给予5 000~10 000 U HCG肌肉注射扳机，36~38 h后取卵，取卵后4~6 h常规IVF，24~72 h内观察受精、卵裂及胚胎情况。将取卵日列为D0，根据D3胚胎情况酌情行囊胚培养。其中，D3卵裂球7~9个、细胞大小相对均匀、碎片≤10%的胚胎为优质胚胎；D5、D6囊胚评级为3期以上，内细胞团及滋养层细胞评分均在B级或以上(≥4BB)为优质囊胚。

3.分析指标：患者夫妇一般资料；不同精子DFI分组的获卵数、胚胎培养结局。

4.统计学处理：采用SPSS 24.0软件进行数据处理。计量资料表述为均值±标准差(x±s)，组间比较采用独立样本t检验；计数资料表述为频数（率）[n(%)]，组间比较采用方差分析。相关性分析采用Pearson相关系数。P<0.05为差异具有统计学意义。

二、结 果

1.患者一般资料：本研究共纳入了343对不孕不育夫妇，按照男方精子DFI值分为A组（DFI＜25%；n=294）、B组（DFI≥25%；n=49）。两组间男女方年龄、不孕年限、女方BMI、女方基础FSH、LH水平、AMH水平、获卵数比较均无统计学差异（P>0.05）（表1）。

（表1）

2.胚胎发育情况：A组优质囊胚形成率显著高于B组(P<0.05)，而两组间受精率、卵裂率、D3优质胚胎形成率、囊胚形成率比较均无统计学差异（P>0.05）（表2）。

（表2）

3.精子DFI与精液常规参数的相关性：精子DFI与精子前向运动百分比（PR）、精子正常形态率呈负相关（P<0.05），与精液量、精子浓度无显著相关性（P>0.05）（表3）。

（表3）

三、讨 论

精子DNA碎片是指在精子生成和运输过程中受到内源性和外源性的因素影响导致精子单链或双链DNA断裂。氧化应激是男性不育和精子DNA损伤的最常见因素。精液中的活性氧（ROS）是主要存在于精液中的白细胞和有缺陷的精子产生。正常人体内活性氧的产生与抗氧化能力之间存在动态平衡，当这种平衡被破坏时，就会导致ROS增加，精子DNA就有可能受损伤。热损伤、化疗药物、吸烟、生殖道炎症感染、精索静脉曲张和体内激素失调是引起人体内氧化应激动态失衡的常见因素。

精液分析常作为评估男性生育力的首选指标，因其操作简便、性价比高，在国内外各大医院广泛开展。精子携带有形成胚胎一半的遗传物质，其染色质的完整性对胚胎的形成至关重要，精子DFI可评估精子染色体的稳定性和完整性。精液分析结果与精子DFI具有一定的相关性。本研究显示，随DFI升高，前向运动精子百分比和精子正常形态率下降，与文献报道一致。

 精子活力低或精子正常形态率低的精液标本，其凋亡精子或有缺陷的精子的比例也相对较高，凋亡的精子或缺陷的精子将产生活性氧（ROS），降低线粒体膜电位和ATP的产生，导致精子DNA碎片率增高。目前DFI检测是检查整份精液标本中含有精子DNA碎片的精子占比，不动精子或凋亡的精子具有更高的DFI。

冯娜等采用密度梯度离心联合上游法优化精液，依据DFI分为低碎片组与高碎片组，行精液优化处理后两组DFI均明显下降；按妊娠结局分为妊娠组与非妊娠组，妊娠组精液优化处理后DFI下降更明显。目前这方面的研究较少，期待更大样本、双盲的对照试验，并提供可达成更好临床结局的优化处理后精子DFI阈值，以更好地指导临床。

精子DNA完整性在胚胎的形成中扮演着重要角色，越来越多的研究表明精子DFI影响辅助生殖技术临床结果。受精卵的形成依赖于卵母细胞和精子DNA的完整匹配，精子DNA的损伤可能会对胚胎的发育过程产生负面影响。然而，大多数轻微的DNA损伤可以通过卵母细胞的修复系统修复，但能否成功修复取决于卵母细胞的质量。如果精子DNA损伤超过卵母细胞修复的阈值，精子DNA损伤无法修复。女方的卵巢功能及卵母细胞质量是精子DNA损伤能否修复的重要影响因素，高质量的卵母细胞对精子DNA损伤的修复作用更强，研究精子DFI与胚胎质量的相关性需要考虑女方因素。

本研究选取不孕不育因素为女方输卵管盆腔因素、男方因素且反复AIH助孕失败者，在排除男女方年龄、不孕年限、女方BMI、生殖激素激素水平、获卵数等因素后，以精子DFI 25%作为分割点分组比较，结果表明两组间受精率、卵裂率、D3优质胚胎形成率及囊胚形成率均无统计学差异P>0.05），但DFI≥25%组的优质囊胚形成率显著低于DFI＜25%组（P<0.05）。

本研究结果表明，精子DFI仅对优质囊胚形成率有显著影响，推测受精后的胚胎早期受母源性基因组调控，父系的基因表达未激活或未完全激活，对囊胚形成前的胚胎质量影响较小。有研究表明，精子DFI升高会导致自然流产率及出生缺陷率增高，可能与较高的精子DFI影响囊胚之后的发育，尤其是优质囊胚形成有关。

综上所述，精液常规参数与精子DFI具有相关性，其中前向运动精子百分比、精子正常形态率与精子DFI呈负相关；精子DFI影响优质囊胚的形成。因此，建议在行IVF助孕前行精子DFI检查，对精子DFI较高尤其是配偶有多次流产病史的患者，通过临床治疗或技术措施将精子DFI降到阈值内，可能有助于提高胚胎质量并降低流产率。

文章来源：成校，谢章平，何韶坚，等.精子DNA碎片率与精液质量、胚胎质量的相关性研究[J].生殖医学杂志，2024,33(6):809-812.