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无头精子症是个什么鬼?

蒲荷孕育2019-01-09 11:55:15


无头精子症是一种罕见的特殊类型畸精症。1981年被首次报道,发病率极低。其特征为精液中大量活动的精子尾部,由没有精子头部无法和卵子结合从而导致原发性不育症。通过对无头精子症的深入认识,我们可进一步解开人类精子生成和变形的奥秘。


无头精子症是个什么鬼?



正常精子和无头精子的区别


图1:左图为正常精子;右图为无头精子


在高倍光镜和电镜下,可以非常直观显示二者的差异。正常精子形态染色后顶体呈淡淡的红色,细胞核呈紫色。正常精子呈卵圆形,长:宽为1.3:1.8,长度3.7-4.7um,宽度2.5-3.2 um。

 

  图2:左图显示光镜下精子头部与尾部呈不规则折角连接;右图显示电镜下发现精子植入凹和基板的缺失


无头精子症的第一个显著特征是光镜下仅可见大量活动的分离的精子尾部或头部,头部形态基本正常;或者精子头部与尾部呈不规则折角连接。无头精子症第二个显著特征是电镜下发现精子的植入凹和基板的缺失,而尾部的中心粒和轴丝正常存在。这些陌生的词语,下面会详细解释。


正常精子的超微结构


图3:人类精子头部超微结构示意图


成熟精子由头部和尾部组成,精子头部的微观结构可参见微信号前期刊登的关于“圆头精子症”的科普文章。精子尾部又称为鞭毛,长约55 um,从头至尾可分为颈段、中段、主段和尾段4个节段。颈段为精子尾和头的连接部位,故又称连接段,由前端的基板和中心粒组成。


植入凹和基板构成了精子头尾相连的关键结构,植入凹的核膜与颈段近端中心粒通过穿越基板的细纤维连接。植入凹位于精子头部后端,基板则在精子尾部颈段的前端。植入凹与基板缺失导致头尾不相连或错误连接,导致精子颈部脆弱,从而在曲细精管,输出小管,附睾产生断离。由此可见,颈端的基板和头部的植入窝是关键的连接结构,颈段异常是导致无头精子症的“罪魁祸首”。


无头精子症的遗传学原因


人们很早就意识到无头精子症是遗传病,因为发现不少无头精子症近亲婚配家系,家系成员中多人发病,高度提示无头精子症为常染色体隐性遗传疾病。迄今为止,已经发现Hook1,Prss21,Oaz3,Cntrob,Ift88,Odf1,and Spata6等基因敲除小鼠表型为无头精子症,但没有发现这些基因突变导致人类无头精子症。直到2016年才由国内学者利用全外显子组测序技术首次发现第一个导致无头精子症的致病基因SUN5。


SUN5纯合突变或复合杂合突变才能导致无头精子症,使之符合常染色体隐性遗传的单基因遗传病特征。我们近期收集的无头精子症测序又发现新的SUN5突变位点。SUN5原先称之为SPAG4L,SUN5在圆形精子细胞阶段定位于面向颈部的精子核膜。SUN5基因缺陷导致无法形成精子的植入凹和基板导致无头精子。


无头精子症的辅助生殖治疗结局


图4:通过ICSI技术实现无头精子症的体外授精


如果在无头精子症中发现存在活动的精子,虽颈部畸形,可以通过单精子卵胞浆注射(ICSI)实现妊娠。2012~1016年有3例无头精子症患者已在我院完成ICSI治疗,ICSI受精率与优质胚胎率均比较理想,均已活产健康婴儿,但不能忽视无头精子症的遗传风险。


本文作者:

杨晓玉

医学博士,主治医师

江苏省人民医院生殖中心



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