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精子形態(tài)學分析內(nèi)容

精子形態(tài)學分析內(nèi)容:一、精子形態(tài)學Morphology of spermatozoa 目前許多醫(yī)院的化驗室,精液檢查常常是一個弱項,即或是專科的試驗室,確定精子畸形也是在不染色精子計數(shù)時,通過粗略估計而確定的,這是非常不正確的方法,誤差很大,往往不能反映精液的質(zhì)量和真實情況,遺憾的是已經(jīng)形成傳統(tǒng)的習慣,影響了對畸形精子的正確判斷,往往是人為的大大的降低了畸形精子的百分率。畸形精子的檢查與醫(yī)學全.在線確定,都應當依照世

一、精子形態(tài)學Morphology of spermatozoa

  目前許多醫(yī)院的化驗室,精液檢查常常是一個弱項,即或是?频脑囼炇遥_定精子畸形也是在不染色精子計數(shù)時,通過粗略估計而確定的,這是非常不正確的方法,誤差很大,往往不能反映精液的質(zhì)量和真實情況,遺憾的是已經(jīng)形成傳統(tǒng)的習慣,影響了對畸形精子的正確判斷,往往是人為的大大的降低了畸形精子的百分率。畸形精子的檢查與醫(yī)學全.在線確定,都應當依照世界衛(wèi)生組織《WHO人類精液及精子—宮頸粘液相互作用實驗室檢驗手冊》特別是第四版對分類進行了修改,來確認更便于臨床應用。如圖1所示。



 
精子缺陷類型圖

1.WHO手冊人類精子異常(缺陷)形態(tài)圖解

(A)頭部缺陷:(a)錐形頭;(b)梨形頭;(c)圓形頭,頭小且頂體存在或缺如;(d)無定形;(e)頭部有空泡;(f)頂體小;(g)頸部彎曲;

(B)頸部和中段缺陷:(g)頸部彎曲;(h)中段非對稱插入;(i)中段粗;(j)中段細;

(C)尾部缺陷:(k)尾部短;(l)尾部彎曲;(m)尾部卷曲;(D)胞漿小滴缺陷:(n)小滴大于正常精子頭的1/3。

其手冊強調(diào)了精子形態(tài)學分類要以頭、頸中段和尾部三部位分類原則。

二、瑞—姬氏染色.缺陷(非典型)精子形態(tài)

精子的形態(tài)分類,各家的染色方法和觀察、研究的深度不同,對形態(tài)描述和介紹的情況也不一,Thomas報告正常精子:采用Papanicolaou(帕帕尼古拉)染色新鮮標本,在顯微鏡下檢查正常與異常形態(tài)。David也報告了畸形精子分類方法。日本松田公志也根據(jù)文獻提出了精子的正常與異常分類方法。各家雖然報告各有千秋,但也都圍繞著頭、頸中部和尾的基本分類位點,為此,筆者經(jīng)瑞—姬氏染色,也根據(jù)上面的觀點,進行了頭、頸中部和尾部缺陷精子的形態(tài)描述。

1.頭部缺陷精子形態(tài)

(1)長頭精子:其頭部長度明顯增長,超過5.95μm,長者可達12μm,頭長寬之比均超過1.86,長頭畸形多種多樣,又可分為:①單純性長頭精子:精子頭部長度增加,寬度仍然正常,輪廓規(guī)則,頭基部及頂體端呈圓形;②梨形長頭精子:精子頭部前寬后窄,并變長;③錐形長頭精子:精子頂體部位纖細,而在頭核部位較寬;④啞鈴形長頭精子:特征是精子頭部長,頂體和頭核部較寬,赤道部變窄,在赤道最窄部折角;⑤纖細形長頭精子:精子頭部增長,寬度減小,呈現(xiàn)兩端尖;⑥手榴彈樣長頭精子:長頭精子于赤道板后逐漸變窄,;⑦球拍樣長頭精子:頭前部橢圓,后部變細,形態(tài)呈乒乓球拍樣。異常赤道板精子常見于長頭精子

(2) 大頭精子:是指精子長和寬均超過正常參考值,常分兩種類型:①有頂體大頭精子,②無頂體型大頭精子,此類精子不但長和寬失常,并且無頂體或明顯深染呈凋亡精子。

(3) 圓頭精子:頭部為圓形,一般大都無頂體,長寬之比在1.00~1.12之間。有大、中、小之分。

(4)小頭精子:精子長和寬均小于正常參考值,頂體小于40%,甚至缺少頂體或出現(xiàn)凋亡精子(Apoptosis spermatozoon)。

(5)雙頭或多頭型精子:精子頂體不一,頭核深染、固縮(凋亡精子)。

(6)凋亡精子:在瑞—姬氏染色下,頭核深染成深藍色固縮狀態(tài),頭部多缺失頂體。常可見到其它異常形態(tài)頭精子。

(7)缺失頂體和小頂體精子:頭核前端無淡紅色區(qū)域或淡紅色區(qū)域小于頭部的40%,常見于小頭精子。

(8) 頂體部分缺如或全部缺如精子:只見頭核基部,頂體明顯缺如或部分缺如。

(9) 頭顯示赤道板精子:少數(shù)正常精子頭可見赤道板,具精子的輪廓,可為正常形態(tài)精子;但如果赤道板出現(xiàn)變窄就為異常,常出現(xiàn)在長頭精子或梨形頭精子。

(10)頭部具有赤道板精子統(tǒng)計:筆者測量:275例生育組(116例)赤道板顯現(xiàn)為26.88±18.27;不育組(159例)赤道板顯現(xiàn)為35.07±23.68。赤道板顯現(xiàn)與精子頭正常和異常有關(guān)。


 

11) 頭具空泡精子:正常精子頭可有較小的空泡,但空泡占頭部的20%以上屬頭部缺陷;另外,如空泡位置在頂體的前端或使頂體部分缺失,屬頭部缺陷精子。

(12)頂體呈斑狀或斑塊狀精子:精子頭前端淡染,此為頂體蛋白酶變性所致,屬于頭部缺陷。

(13 )其他頭形缺陷精子: 梨形頭、瘦型頭、錐形頭、扁頭、三角形、梭形頭、偏位頭。

2.頸中段缺陷精子形態(tài)

(1) 頸中段缺陷精子含有殘體(胞漿小滴):正常情況下,精子由睪丸曲細小管運行到附睪中殘余胞漿應消失,如殘余胞漿仍然存在,說明睪丸生精細胞和附睪功能問題,如果超過精子頭部面積的1/2者屬異常。

(2) 頸中段缺陷折角精子:中段折角形成的角度大于頭部和中段長軸的90度,甚至出現(xiàn)180度折反角。折角的部位不同,有頸部折角、中段中部折角和中段未折角。

(3) 頸中段增粗精子:中段寬度大于1μm,常為睪丸曲細精管受有害物損傷,生精細胞凋亡,精子形成出現(xiàn)障礙,精子頸部核、線粒體腫脹,導致精子頸部發(fā)生畸變。

(4) 頸中段細精子: 頸中段細變,有時可見間斷現(xiàn)象,有絲相連。

3.尾部缺陷精子形態(tài)

(1)尾缺陷精子(短尾):精子其尾部短粗,為化學性藥物中毒造成,尤其是農(nóng)藥中毒,精子表現(xiàn)特別明顯。

(2)尾缺陷精子(卷曲尾):精子其尾部卷曲粘連或部分卷曲,并且不含有胞漿樣物質(zhì)。

(3) 尾缺陷精子(粗尾):尾部整體增粗,頸中段缺失。

(4) 尾缺陷精子(雙尾): 雙尾和多尾精子。

(5) 尾缺陷精子(卷尾):精子頸中段缺失,尾卷曲呈多樣化。

(6) 尾缺陷精子(斷尾) :頭尾脫離或只有頸中段成為無頭精子。

(7) 尾缺陷精子(伸長精子細胞):此型精子頭部已經(jīng)形成,但精子尾部未發(fā)育形成,或可看見不太清晰的精子尾溶合在少量的胞漿樣物質(zhì)中。此類精子頭可被尾及少量胞漿樣物質(zhì)所包繞。Ababi認為:這類形態(tài)的人類射出的精子,是由于吸煙產(chǎn)生的尼古。∟icotine)對人類精子的效應(Effect),顯示了精子頭的頂體區(qū)和頂體后區(qū)、精子頸中段的收縮區(qū)和尾部的有嚴重的破裂與高級職稱考試網(wǎng)囊泡化。電子顯微鏡照片顯示頂體后膜破裂和尾部卷曲。

三、精子分類組別與參考值

目前,筆者設(shè)置五組:1、正!‘惓#2、正常 凋亡;3、成熟 幼稚;4、赤道板有 無;5、精子尾正!‘惓?筛鶕(jù)科室發(fā)展與自身認識和掌握形態(tài)知識進行分類計數(shù)。

1.精子形態(tài)分類(瑞-吉染色法)參考值

(1)曹興午(1993)測定:正常頭精子: 生育組(30例)92.60±4.89%;不育組(189例)78.94±24.41%; t=3.05 ,P<0.01, 具顯著差異。

(2)曹興午疾病組 :精索靜脈曲張(varicocele)組(26例),71.38±18.62%;解脲脲原體培養(yǎng)陰性(51例)75.18±15.41%;脲原體培養(yǎng)陽性(25例)71.44±24.86% 。

(3)高世光測定:精子正常形態(tài)生育組(26例)91.8% ;不育組(82例)77.23%,P<0.01。具顯著差異。

(4)劉益民測定:生育組(30例),正常形態(tài)精子86.8%;異常形態(tài)精子為13.2%;精索靜脈曲張組(65例)正常形態(tài)精子為66.0%;異常形態(tài)精子為34.0%, t=11.2 ,P<0.01。具顯著差異。

(5)精子頭核固縮  曹興午測定:頭核雕亡(固縮)精子>15%,則可能為精子成熟障礙,尤其是精索靜脈曲張具有一定的特異性。

(6)永光測定:精子笨胺藍染色:正常生育組( 12例)核藍染精子數(shù)為27.82±9.73%;精索靜脈曲張組不育組(21例)40.62±11.73%,t檢驗p<0.01, 具顯著差異。

染色機理:酸性的笨胺藍能與精子核蛋白中的賴氨酸殘基(lysine remainder)特異性的結(jié)合,精子核顯示為藍色。核藍染的精子數(shù)目越多,表明精子核的成熟性越低。核的濃縮異常可以導致男性不育。

精子核的濃縮主要發(fā)生在兩個階段,一是精子形成階段(精子變態(tài)期);二是精子從附睪頭向附睪尾的轉(zhuǎn)移過程中,如果在哪個時期發(fā)生障礙,都可以影響精子核的濃縮并濃染,實際是精子凋亡的一種狀態(tài)。
 

四、計算多重精子缺陷指數(shù) multiple teratozoospermia index of calculation[9]

形態(tài)異常的精子經(jīng)常有多種缺陷,F(xiàn)在WHO手冊,采用畸形指數(shù)方法(teratozoospermia index,TZI)或多種異常指數(shù)(multiple anomalies index,MAI)即用缺陷總數(shù)除以畸形精子數(shù)目,以及用精子畸形指數(shù)(sperm deformity index ,SDI),即缺陷總數(shù)除以精子總數(shù)。這些參數(shù)預示精子在體內(nèi)和體外的功能情況。

下面介紹多種精子缺陷指數(shù)的計算示例:

計數(shù)的精子數(shù): 200

正常精子數(shù): 78

正常精子百分比:(78/200×100) 39%

缺陷精子數(shù):(200-78)  122(61%)

頭部缺陷精子數(shù):  110(55%)

中段缺陷精子數(shù):   18(9%)

尾部缺陷精子數(shù):   16(8%)

缺陷總數(shù):(110+18+16)  144

畸形精子指數(shù):(缺陷總數(shù)/缺陷精子數(shù))=144/122  1.8

精子畸形指數(shù):(缺陷總數(shù)/所數(shù)精子數(shù))=144/200  0.72

畸形精子指數(shù)的數(shù)值介于1.00(每個異常精子只有一種缺陷)和3.00(每個異常精子都有頭、中段及尾部缺陷)之間。以前的報道提示,TZI(畸形指數(shù)方法)>1.6與高級職稱考試網(wǎng)未經(jīng)治療不育夫婦的低生育率有關(guān),而且SDI(精子畸形指數(shù))1.6是體外受精失敗的閾值。筆者贊同臨床采用這種方法,提高實驗診斷質(zhì)量。

五、正常(健康)形態(tài)精子的受孕率

精子的受孕能力和精子的正常形態(tài)和結(jié)構(gòu)密切相關(guān),正常形態(tài)和結(jié)構(gòu)的精子數(shù)量越多,受孕的機率就越大,說明生育的能力越好。有學者對129人,作了190次精液的評估,證明了正常形態(tài)和結(jié)構(gòu)的精子與受精能力的關(guān)系:

①  1%~4%正常形態(tài)結(jié)構(gòu)的精子組:  接受試驗卵子104個   受精率37%;

②  15%~30%正常形態(tài)結(jié)構(gòu)的精子組:接受試驗卵子324個   受精率81%;

③  31%~45%正常形態(tài)結(jié)構(gòu)的精子組:接受試驗卵子309個  
 

受精率82%;

④  46%~60%正常形態(tài)結(jié)構(gòu)的精子組:接受試驗卵子 64個 受精率91%。

結(jié)論:畸形(缺陷)精子越多,受精率越低。

應當指出:健康人(有生育能力者)精液中也有一定量的異常精子,一般不應該超過20%~40%,如果正常精子形態(tài)小于30%(畸形精子超過70%),則成為畸形精子癥(WHO),這樣的結(jié)果嚴重影響生育能力,出現(xiàn)不育癥。因此,畸形(缺陷)精子的檢查與醫(yī)學全.在線zxtf.net.cn分類,已是臨床上鑒別生育能力的一項重要內(nèi)容,切莫小視。

六、缺陷精子檢查的臨床意義

1.評價睪丸功能

畸形精子的出現(xiàn)首先考慮的應該是睪丸的生殖功能,在從生精細胞的發(fā)育到精子的成熟,最容易產(chǎn)生精子畸形,尤其在精母細胞產(chǎn)生凋亡現(xiàn)象,特別突出和明顯。這可能是一系列有害因素造成的后果,包括化學因素、物理因素、生物因素、藥物因素等都可以造成精子畸形,特別目前全球的環(huán)境污染變得更為普遍和日益加重的今天,情況更是顯見。為此,2001年11月出版的《新英格蘭雜志》報道,建議醫(yī)學界修改男性不育癥的檢查診斷標準,提出要以精子的形態(tài)來反映男性的生育力。報告指出:由世界衛(wèi)生組織于半個世紀以前所定的標準對男性生育能力作了規(guī)定。該手冊特別強調(diào)了精子形態(tài)學是最能夠反映男性生育力的一項指標,強調(diào)精子形態(tài)學需要經(jīng)過染色鑒別,正常的精子應該含有一橢圓形的頭端和鞭子一樣的尾部,頭端呈圓形或者過大,尾部曲縮的精子都是異常精子。非常遺憾的指出:目前只有很少的實驗室,進行認真、仔細地對精子形態(tài)學分類的常規(guī)檢查。我們必須重視精子形態(tài)學用染色方法的檢查和報告結(jié)果,藉以評價睪丸功能。

2.根據(jù)缺陷精子的形態(tài)確定病因:

(1)精索靜脈曲張患者精液中凋亡精子增多:凋亡(頭核固縮)精子>15%可考慮精索靜脈曲張;

(2)化學性中毒精子缺陷:畸形精子超過70%時就要考慮到毒物的作用和影響,尤其是短粗尾精子增多,農(nóng)藥(化學性)中毒的可能性極大;

(3)感染性精子缺陷:折頸精子和無動力精子,常常是睪丸曲細精管和附睪支原體感染的可能性極大,因為支原體易感染部位為頸中部,這樣就可以造成精子畸形、彎曲或精子發(fā)育成熟障礙,可能出現(xiàn)殘余胞漿小體。

(4)氧化系統(tǒng)平衡破壞易出現(xiàn)畸形精子:男性生殖系統(tǒng)中存在氧化系統(tǒng)和抗氧化系統(tǒng),氧化系統(tǒng)主要是氧自由基,富含長鏈不飽和脂肪酸等,很容易受到自由基的攻擊,這對精子的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能都可以造成損害,引起精子發(fā)生畸形;另一方面在男性生殖系統(tǒng)也存在著抗氧化系統(tǒng),如一系列清除酶系統(tǒng),包括超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶等,對氧自由基起拮抗作用。在正常生理情況下,氧化系統(tǒng)和抗氧化系統(tǒng)保持著一種相對平衡狀態(tài),如果環(huán)境污染在有害因素或感染等因素的作用下,常常造成這兩個系統(tǒng)失衡,也可能是氧自由基產(chǎn)生過量,也可以是抗氧化系統(tǒng)的減弱,從而導致精子的形態(tài)和功能發(fā)生改變。必須考慮環(huán)境污染的抗生育效應(Environmental contamination Anti-fertility Effect)。

(5)睪丸內(nèi)環(huán)境改變造成精子缺陷:睪丸內(nèi)環(huán)境對精子成熟、發(fā)育有重要作用,而睪丸的局部的微環(huán)境發(fā)生改變或形成障礙,對精子的畸變,尤其是在精子的變態(tài)期,有很大影響,畸形精子率增加。

(6)染色體因素:高畸形率精子癥也應考慮染色體的因素,如圓頭精子增多或100%,應進行染色體檢查。

(7)雙尾或多尾精子增多:與吸煙量和吸煙史有關(guān)。


 
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