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精子质量对胚胎发育的影响

江苏省人医生殖中心2018-05-21 08:35:43



导读:

人类的胚胎发育对妊娠至关重要,精子和卵子受精后形成胚胎,胚胎发育好与坏取决于精子和卵子。过去总是把胚胎不好的问题归咎于卵子,但是现在的研究发现,精子质量也直接或间接影响胚胎发育。


精子质量对胚胎发育的影响

江苏省人医生殖中心:杨晓玉



台湾作家三毛有一句经典的话:男人是泥,女人是水。泥多了,水浊;水多了,泥稀。不多不少,捏两个泥人——好一对神仙眷侣。人类的精子和卵子受精后8周内称为胚胎,第9周开始称为胎儿。但本文所论述的“胚胎发育”为在人类辅助生殖技术中体外培养3-6天的胚胎。胚胎学家会根据评分系统,分别在第3天和第5天评价卵裂期和囊胚期胚胎发育的好与坏。(有兴趣的可查看微信号发布的既往科普文章)


俄国作家列夫-托尔斯泰在名著《安娜-卡列琳娜》开篇言:幸福的家庭拥有同样的幸福,不幸的家庭各有各的不幸。试管婴儿过程那些发育不好的胚胎真是各有各的原因。过去总是把胚胎的问题归咎于卵子,但是现代的研究发现,精子的质量也会使胚胎发育不良。而哪些精子质量的指标会导致胚胎发育不好,一直是关注和研究的热点。


特别引起关注的是针对严重少、弱、畸精子症的ICSI治疗,虽然ICSI已在男性不育领域取得了革命性的成功,但临床观察也发现接受ICSI治疗的胚胎发育不好的比例要高于IVF,因为接受 IVF助孕的病因一般在女方,且精子指标大多正常。这也部分证实了精子质量可能影响受精后3~5天的胚胎发育。


(图:人类胚胎发育时间示意图)

哪些精子质量的指标影响胚胎发育

 

目前,评价精子质量的指标主要有精子浓度、活力、形态、精子 DNA 损害的指标(DFI)等。


1、精子的常规指标


大多数研究认为精子浓度、活力和前向运动精子总数(TMC)与 ICSI 周期的胚胎质量无明显关系,正常形态率过低则可能对胚胎发育有负面影响。


(图:不同形态率精子在显微镜下的表现)


在一个纳入666个患者的国外研究中,研究者观察1456个ICSI周期,发现前向运动精子总数对卵裂期的胚胎发育无明显影响。但国内有学者回顾性分析4756个IVF/ICSI周期,按精子正常形态率分为>15%,4%~15%和<4%三组,发现无论IVF还是ICSI,<4%这一组的优质胚胎率明显下降(P<0.05)。


2、精子的DFI碎片率


有些研究认为精子DFI影响IVF/ICSI周期的胚胎质量,但亦有研究认为IVF/ICSI的早期胚胎发育与精子DFI并没有明显的相关性。目前IVF/ICSI的胚胎质量与精子DNA损害的指标尚没有公认相关性,虽然有半数发表的研究认为精子DNA损害影响胚胎质量,但研究多为回顾性的。


3、精子的头部形态


精子头部空泡是潜在的指标之一,IMSI 系统可以将精子放大6500倍后挑选没有头部空泡的精子进行ICSI注射,发现可以提高囊胚形成率。但目前没有充分的循证医学证据说明IMSI可以改善活产率和自然流产率,仍需进一步研究。


4、精子遗传和表观遗传因素对胚胎发育的影响


(1)由于胚胎基因表达要在胚胎第二次分裂时(4细胞~8细胞阶段)开始,早期的研究认为精子核没有DNA转录产物(RNA),所以都认为只有卵子的转录产物才发挥作用,没有精子的事(精子先生好郁闷)。近十年的研究结果已经挑战或颠覆这个传统观点,发现精子核里转录产物不仅有mRNA、tRNA、rRNA,还有大量的小RNAs,这些小RNAs包括miRNA、siRNA、piRNA等,精子受精后将这些RNA带入卵子。


来自国内的学者研究发现精子miRNA-34C的水平和ICSI 后的胚胎质量有显著的相关性,胚胎质量较好的患者精子miRNA-34C水平高于胚胎质量较差的患者。提示精子miRNA-34C未来可能成为预测胚胎发育的因子。还有学者报道精子DNA 甲基化模式同样影响胚胎发育。这些分子生物学研究正在如火如荼地展开,更多的精子调控基因正在被逐步发现,最终会拼接出一幅完成的机制图谱,来解释胚胎发育的奥秘。


(2)男性染色体末端的小片段的平衡易位,常常悄悄地引起胚胎染色体的小缺失和重复,导致不育、胚胎发育不良和复发性流产,而在孕前常规的染色体G显带核型检查很难发现,这些隐藏的“杀手”,如果没有胚胎材料作为线索,例如不育、胚胎发育不良、反复种植失败,常常搞得医生们“一头雾水”,有时不得不借助更先进的检测和分析手段才能暴露“元凶”。


(图:甲基化示意图)

    

总结,人类的胚胎发育对妊娠至关重要,卵子质量对胚胎发育的发挥关键作用,而精子同样影响胚胎质量。目前研究证实的是,精子畸形率过高可能对胚胎发育有一定影响,另外精子miRNA和DNA 甲基化模式有潜力成为预测胚胎发育的指标。  


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