精子DNA碎片(sperm DNA fragmentation,SDF)主要指单链和/或双链DNA断裂,导致精子核DNA的不完整性,影响精子的受精功能和胚胎发育潜能,增加胚胎染色体非整倍性和流产的发生概率。
什么原因导致精子DNA碎片率高?
精子发生和成熟过程中,以及精子在男性生殖道运输过程中,各种导致精子异常凋亡和成熟障碍的因素都会造成精子DNA碎片率增高。其中氧化应激产生的活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)能够激活精子细胞凋亡信号通路,诱导睾丸精子发生异常凋亡,同时造成精子脂质膜受损,进而增加精子DNA碎片率升高。既往研究发现,男性高龄、精索静脉曲张、生殖道感染、肥胖以及不良生活习惯,包括吸烟、酗酒、高温工作等均会导致精子DNA碎片率升高。
哪些人群需要筛查精子DNA碎片?
2021年,世界卫生组织WHO将精子DNA碎片列为一项新的反映精子功能的检测指标。精子DNA碎片率增高常伴少、弱精子症的发生,也可发生在精液常规指标正常的男性不育症患者。2023年精子DNA碎片检测的中国临床专家共识推荐该检测项目适用于以下人群:1,不明原因不育患者;2,不明原因复发性流产(recurrent pregnancy loss,RPL)患者的配偶; 3,精索静脉曲张患者;4,暴露于生活方式危险因素以及环境毒物的患者;5,辅助生殖治疗前检查患者。
哪些方法可以检测精子DNA碎片?
目前临床上检测精子DNA碎片的方法主要有精子染色质结构分析(SCSA)、精子染色质扩散法(SCD)、末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP缺口末端标记法(TUNEL)和彗星实验(Comet)。TUNEL和Comet方法直接检测DNA断裂,而SCSA和 SCD法通过检测双链DNA变性为单链的敏感性间接检测DNA断裂。DNA碎片率检测的方法学不同,诊断的特异性和敏感性也有所不同,但其结果相互间仍高度相关。鉴于SCSA法检测灵敏度高,室间变化小,容易标准化,目前该方法广泛应用于临床。
精子DNA碎片率的诊断阈值(cut-off值)是多少?
由于各检测方法诊断结果不同,目前临床上对于精子DNA碎片率检测仍缺乏统一的诊断阈值。对于广泛应用的SCSA方法,当精子DNA碎片率在20%-25%时,会导致不育,随着碎片率增加,ART成功率降低,同时流产率显著增加。但是高碎片率仍有成功受孕的可能性,因此临床应用时需要综合考虑其它混杂因素。
如何降低精子DNA碎片率?
改变不良生活习惯,研究表明减重可以降低精子DNA碎片率。抗氧化剂治疗可以显著降低DNA碎片率,常规的抗氧化剂包括维生素C、维生素E、左旋肉毒碱、辅酶Q10、N-乙酰半胱氨酸、叶酸、锌、硒、番茄红素和虾青素等。精索静脉曲张结扎手术可降低氧化应激水平,显著降低DNA碎片率。缩短取精前的禁欲时间,禁欲时间长虽然会增加精液量和精子数量,但是精子活动率降低,精子DNA碎片率升高,建议检测前禁欲2-5d。采用睾丸精子,睾丸精子的DNA碎片率比常规精液低,对于反复高DNA碎片率患者,可以采用睾丸精子,通过卵胞浆内单精子注射(Intracytoplasmic sperm injection,ICSI)技术助孕治疗。