【佳學基因檢測】圓頭精子癥的臨床表現(xiàn)及基因檢測

圓頭精子癥（Globozoospermia）是一種罕見的男性不育癥，主要特征是精子頭部呈球形，缺乏正常的橢圓形或尖形。圓頭精子癥會導致精子功能的嚴重障礙，進而影響生育能力。以下是該病的不同名稱和臨床表現(xiàn)。

不同名稱：

1. 圓頭精子癥（Globozoospermia）：最常用的名稱，指的是精子頭部呈球形或接近球形，嚴重影響精子的正常功能。
2. 精子球形癥：有時也稱為精子球形癥，強調精子頭部為球形的特征。
3. 球形精子癥：有些文獻中也稱為球形精子癥，意指精子的頭部失去正常形態(tài)，變?yōu)閳A球狀。
4. 無頂體精子癥：有些情況下，圓頭精子癥會伴隨精子缺乏頂體（Acrosome），這可能被稱為無頂體精子癥。

臨床表現(xiàn)：

1. 不育癥：

   • 圓頭精子癥最明顯的臨床表現(xiàn)是男性不育癥。精子由于頭部形態(tài)異常，失去了正常的頂體（acrosome），這使得精子無法正常與卵細胞結合，導致受精障礙。
   • 這種疾病通常與嚴重的精子形態(tài)異常有關，即使精子數(shù)量正常，也無法完成受精過程。

2. 精子形態(tài)異常：

   • 在精液分析中，圓頭精子癥的精子大多呈球形頭部，缺乏正常的精子頭部結構。精子頭部的形態(tài)異常直接影響其穿透卵細胞的能力。
   • 精子在顯微鏡下呈現(xiàn)為圓形或近乎圓形的頭部，沒有正常的橢圓形或尖頭。

3. 其他精液異常：

   • 除了頭部形態(tài)異常外，患者的精液中可能還會有精子數(shù)量減少或精子活力差等問題，進一步影響生育能力。
   • 也有部分患者可能伴隨有精子尾部發(fā)育不良、精子運動性差等癥狀。

4. 遺傳因素：

   • 圓頭精子癥通常是由遺傳性因素引起的，尤其與染色體異?；蛱囟ɑ蛲蛔儯ㄈ缗c頂體形成相關的基因突變）有關。大多數(shù)病例為常染色體隱性遺傳。

5. 生育困難：

   • 由于精子無法正常受精，圓頭精子癥患者通常面臨較大的生育困難，尤其是不能自然懷孕。

診斷方法：

1. 精液分析：通過顯微鏡觀察精子形態(tài)，診斷是否存在大量球形或異常的精子。通常通過精子形態(tài)學檢查，發(fā)現(xiàn)精子頭部完全呈球形或接近球形，缺乏正常的頂體。
2. 基因檢測：為確診是否由遺傳性因素引起，通常建議進行基因檢測，特別是檢測與頂體發(fā)育相關的基因變異。
3. 超聲檢查：在一些病例中，超聲檢查可以用于排除與睪丸或生殖系統(tǒng)其他結構相關的潛在異常。

治療方法：

1. 輔助生殖技術：

   • 由于精子的形態(tài)異常，圓頭精子癥的患者通常無法通過自然受孕懷孕。最常用的治療方式是單精子注射技術（ICSI），將一枚精子直接注射到卵細胞中，從而繞過精子頭部的缺陷進行受精。
   • 體外受精（IVF）結合ICSI技術是治療圓頭精子癥常見的方案。

2. 遺傳咨詢：

   • 由于圓頭精子癥可能具有遺傳性，進行遺傳咨詢是必要的，以評估遺傳模式和對后代的潛在影響。
   • 對于有家族史的患者，遺傳檢測可以幫助評估是否有遺傳風險，并為患者提供相關的生育建議。

3. 其他輔助治療：

   • 雖然圓頭精子癥患者的精子存在形態(tài)問題，但有時仍會嘗試采取一些藥物或激素治療，以提高精子的質量或數(shù)量，但效果相對較差。

總的來說，圓頭精子癥（Globozoospermia）是一種影響男性生育能力的嚴重疾病，主要通過精子形態(tài)異常來表現(xiàn)。盡管其影響生育，但現(xiàn)代輔助生殖技術為患者提供了希望，通過體外受精和單精子注射技術可以實現(xiàn)受孕。
 

圓頭精子癥精液采集和分析

在禁欲 4 天后采集精液。將樣本儲存在 37℃ 的溫度下，直到凝塊液化。由一位經(jīng)驗豐富且訓練有素的精液分析生物學家對樣本進行分析。精液分析根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）2010 年標準進行。簡而言之，不斷評估樣本的液化程度，直到達到液化程度。液化后，對精液的外觀、體積和 PH 值進行評估。在宏觀評估結束時，將樣本徹底混合，取 10 μL 樣本在 10 倍放大鏡下評估是否存在粘液絲、圓形細胞以及精子凝集或聚集區(qū)域。在采集后 60 分鐘內，在 20 倍放大鏡下，對若干個 10 μL 充分混合的精液樣本進行精子活力評估。最終值由計數(shù)的不同速率的平均值給出。采用Neubauer小室測定精子濃度，制備精液涂片、染色，在40倍放大鏡下觀察，根據(jù)嚴格的Kruger標準進行形態(tài)學評估。
 

圓頭精子癥流式細胞分析

流式細胞術用于分析以下生物功能精子參數(shù)：染色質致密性、凋亡/存活精子百分比、線粒體膜電位 (MMP)、DNA 碎片化。所有分析均使用流式細胞儀 CytoFLEX（Beckman Coulter，IL，米蘭，意大利）進行，該儀器配備兩個氬激光器和六個熒光通道（四個 488 nm 和兩個 638 nm），每個樣本測量 100,000 個事件，并通過軟件 CytExpert 1.2 進行分析。

具體而言，染色質致密性評估是在細胞膜透化以使熒光團滲透到細胞核后進行的。將 1×10 6 /mL 精子等分試樣與 LPR DNA-Prep 試劑 (Beckman Coulter, IL) 在室溫下避光孵育 10 分鐘，然后在室溫下進一步與含有 50 µg/mL 碘化丙啶 (PI) (<0.5%)、RNase A (4 KUnitz/mL)、<0.1% NaN 3、生理鹽水和穩(wěn)定劑 (Beckman Coulter, IL) 的 Stain DNA-Prep 試劑一起孵育。30 分鐘后進行流式細胞術分析。

通過將精子與 PI 和用異硫氰酸熒光素 (FITC) 標記的膜聯(lián)蛋白 V 同時孵育，評估存活精子和晚期或早期凋亡精子的百分比。

將含有 0.5×10 6 /mL的等分試樣懸浮在含有 10 µL 膜聯(lián)蛋白 V-FITC 和 20 µL PI（膜聯(lián)蛋白 V-FITC 凋亡；意大利米蘭 Beckman Coulter IL）的 0.5 mL 緩沖液中，并在黑暗中孵育 10 分鐘。孵育后，立即分析樣品。不同的染色模式使我們能夠識別出 3 種不同的細胞群：活細胞（FITC 陰性和 PI 陰性）；細胞質膜仍完整的早期凋亡細胞（FITC 陽性和 PI 陰性）；晚期凋亡細胞（FITC 陽性和 PI 陽性）。

通過能夠滲透到線粒體的親脂性探針 5,5′,6,6′-四氯-1,1′,3,3′四乙基-苯并咪唑基羰花青碘 (JC-1；DBA Srl，意大利米蘭) 來評估 MMP。簡而言之，將含有 1×10 6 /mL 精子的等分試樣在 37℃ 的黑暗條件下與 JC-1 一起孵育 10 分鐘。孵育結束時，用磷酸鹽緩沖溶液 (PBS) 清洗細胞并進行分析。因此，當線粒體膜變得更加極化時，熒光會可逆地從綠色變?yōu)槌壬?。在具有正常膜電位的活細胞中，JC-1 以聚集體的形式存在于線粒體膜中，發(fā)出橙色熒光，而在具有低膜電位的細胞中，它以單體形式保留在細胞質中，發(fā)出綠色熒光。

使用 Apoptosis Mebstain (DBA Srl) 試劑盒，通過 TUNEL 檢測法評估 DNA 碎片，該試劑盒使用末端脫氧核苷酸轉移酶 (TdT)，該酶可在 DNA 斷裂水平上聚合與熒光染料結合的修飾核苷酸。為了獲得陰性對照，從反應混合物中省略了 TdT；陽性對照是在染色前用 1 mg/mL 脫氧核糖核酸酶 I（不含 RNAse）在 37℃ 下預處理精子（約 0.5×10 6 /mL）60 分鐘。
 

圓頭精子癥基因分析

為了評估畸形精子癥的遺傳病因，要求患者提供血液樣本進行基因檢測。使用商業(yè)試劑盒（Samag 血液 DNA 提取試劑盒；Sacace Biotechnologies Srl，意大利科莫）從外周血中提取 DNA，并在 MiSeqIllumina 儀器上用專為畸形精子癥設計的定制基因組進行 NGS 分析。通過 Illumina Nextera 快速捕獲富集試劑盒（Illumina，美國加利福尼亞州圣地亞哥）富集目標區(qū)域。該面板由以下基因組成：DPY19L2（OMIM：613893）、SPATA16（OMIM：609856）、PICK1（OMIM：605926）和ZPBP（OMIM：608498）。這些序列被映射到人類參考序列 GRCh28 上。在人類基因突變數(shù)據(jù)庫（HGMD professional； http://www.hgmd.cf.ac.uk/ac/index.php）和MASTERMIND（https://www.genomenon.com/mastermind/ ）中搜索致病變異。使用Sanger測序確認NGS變異，并研究家庭成員中的變異分離。
 

圓頭精子癥基因突變分析

變異按如下方式過濾：1) 考慮 1,000 Genomes ( http://www.1000genomes.org/home )、EVS ( https://evs.gs.washington.edu/EVS/ ) 和 GNOMAD ( https://gnomad.broadinstitute.org/ ) 數(shù)據(jù)庫中次要等位基因頻率 (MAF) 小于 1% 的變異；2) 評估重點是沿側翼 ±15 內含子堿基的編碼外顯子；3) 對于 GMAF/MAX MAF 低于已知疾病頻率的同義和剪接變異，已在數(shù)據(jù)庫中驗證其存在，例如 HGMD。變異的解釋由美國醫(yī)學遺傳學和基因組學學院 (ACMG) 指南評分系統(tǒng)提供。除良性或可能是良性的變異外，所有與患者表型相關的變異均會報告。突出顯示的變異被分為致病性、可能致病性和意義不明。生物信息學工具用于計算機預測致病性（例如 SIFT、MutationTaster、PROVEAN、Polyphen2）并評估錯義變異的進化保守性。