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精子DNA碎片指数对卵胞质内单精子显微注射周期助孕结局的影响

 明醫 2020-10-16
摘要

精子DFI是评估男性生育力的一个重要指标,男方年龄增高可能会导致DFI升高。精子DNA损伤可能会影响胚胎发育及辅助生殖的结局,DFI≥30%可能降低ICSI周期的累积活产率,但还需更大样本的研究。


关键词

精子DNA碎片指数;累积活产率;卵胞质内单精子注射;精子DNA完整性;受精率;可移植胚胎率

男方因素是不孕的一个重要原因,在不孕夫妇中占30%~40%[1-3]。对男方少弱精子症者行卵胞质内单精子显微注射(ICSI)助孕是帮助不孕夫妇获得活产的一个重要手段。目前临床上评估精液的指标主要是参照世界卫生组织(WHO)的人类精液检查与处理实验室手册,即精液体积、精子浓度、总活力、前向运动率、存活率和精子形态学,虽然精液常规检查比较简便,但却不能完全反映精子的质量[4-5]。近几年,精子DNA碎片指数(DFI)作为一个体现精子DNA完整性的指标,用于临床来评估精子的内在质量,但其与活产率的关系还不确切[6-9]。精子的染色质具有一种独特的结构,大部分组蛋白被精蛋白替代,精子染色体的组装是其生物和发育功能的基础,对保护基因的完整性和早期胚胎发育时正确的基因表达起至关重要的作用,精子DNA完整性下降可能会影响ICSI助孕结局。本研究以每取卵周期的累积活产率作为评估ICSI助孕结局的最终指标,通过回顾性队列分析,根据精子DFI的检测结果将所有周期分成3组,探讨精子DFI对每取卵周期的受精率、卵裂率、可用胚胎率、优质胚胎率和累积活产率的影响。


资料与方法

一、研究对象

回顾性队列研究分析2016年1月—2017年12月期间于南京医科大学第一附属医院生殖医学科因男方因素行ICSI助孕的临床资料。纳入标准:①采用拮抗剂灵活方案促排卵的初次取卵周期者;②女方年龄20~36岁。排除标准:①女方诊断为卵巢功能减退;②女方诊断为III~IV期子宫内膜异位症;③胚胎植入前遗传学诊断/筛查(PGD/PGS)周期;④卵子冷冻、体外成熟(IVM)和生育力保存周期;⑤从取卵日开始随访18~42个月直至2019年6月30日,随访期间内未获得活产但仍有冻存胚胎的周期;⑥失访的周期或取卵术后自然妊娠的周期。所有临床资料均来自于本中心CCRM临床生殖医学管理系统数据库。本研究符合《赫尔辛基宣言》。

二、研究方法

1. 精子DFI检测方法及分组:男方禁欲3~7 d,留取精液样本,分析精液参数,冷冻精液(-20 °C),择期采用精子染色质结构分析试验(SCSA,流式细胞仪计数)进行精子DNA碎片检测分析[10-11]。根据精子DFI的检测结果将所有周期分成3组,A组:精子核DNA完整性良好(DFI≤15%);B组:精子核DNA完整性中等(15%<DFI<30%);C组:精子核DNA完整性差(DFI≥30%)。

2. 促排卵方案:均采用拮抗剂灵活方案于月经第3日开始启动促排卵,根据女方的年龄、体质量及体质量指数(BMI)、窦卵泡计数(AFC)、抗苗勒管激素(AMH)水平及既往促排卵病史等,以重组卵泡刺激素(r-FSH,果纳芬,75 IU/支,德国默克公司)75~225 IU/d±人绝经期促性腺激素(hMG,75 IU/支,珠海丽珠制药厂)75 IU/d 启动。在促性腺激素(Gn)应用4~5 d后检测血清激素水平和阴道B超监测卵泡,在优势卵泡直径≥12~13 mm时开始注射醋酸西曲瑞克(思则凯,0.25 mg/支,德国默克公司)0.25 mg/d至人绒毛膜促性腺激素(hCG)注射日。

3. 诱导排卵时间:当至少3个卵泡直径达18 mm时注射重组hCG(艾泽,250 μg/支,德国默克公司)250 μg扳机,若hCG注射日的血清雌二醇水平≥5000 ng/L或hCG注射日直径≥14 mm的卵泡数>15枚时,酌情选择醋酸曲普瑞林(达菲林,0.1 mg/支,天津益普生公司)0.2 mg注射扳机。扳机后36 h经阴道超声监测下取卵,进行ICSI授精。

4. 体外培养:ICSI授精后16~18 h观察受精情况,第3日观察卵裂情况。根据胚胎的发育及形态进行分级[12],I级:胚胎发育速度正常,卵裂球均匀、数目均等,细胞质均一、无空泡,碎片<5%;II级:细胞发育速度正常,卵裂球均匀或大致均匀、数目均等或大致均等,细胞质均一,无空泡,碎片5%~10%之间;III级:细胞发育速度大致正常,卵裂球不均匀/均匀、数目不均等/均等,细胞质中有少量空泡,碎片10%~15%;IV级:细胞发育速度异常,卵裂球不均匀、数目不均等,细胞质不均一、有大量空泡,15%~50%碎片。I~II级为优质胚胎,I~III级为可移植胚胎。

5. 胚胎移植:新鲜周期在取卵后第3日选择评分较好的胚胎1~2枚,在腹部B超引导下进行移植术,术后常规予地屈孕酮片(达芙通,荷兰苏威制药公司)10 mg,bid口服 黄体酮软胶囊(安琪坦,法国博赏公司)200 mg,bid 阴道用进行黄体支持。如果患者有卵巢过度刺激风险、hCG注射日孕酮水平≥8 pmol/L或其他不适宜移植的情况如发热、腹腔内出血等,进行全部胚胎冷冻;如有高评分胚胎≥4枚,建议患者行囊胚培养。有冷冻胚胎或囊胚者,包括新鲜周期移植后未孕者,择期行冻融胚胎移植。采用自然周期、促排卵周期或人工周期准备内膜,优先选择高评分胚胎行移植术。

6. 妊娠结果随访:胚胎移植2周后测血清β-hCG,若血清β-hCG≥25 IU/L为生化妊娠,若血清β-hCG<25 IU/L为未孕。如未孕停用黄体支持。移植4~6周后阴道超声检查,观察到宫内孕囊和胎心搏动为临床妊娠。临床妊娠者黄体支持用至移植7~8周。活产定义为孕周满28周,至少有1个存活新生儿分娩。

7. 主要观察指标及定义:①按照胚胎实验室关键指标质控专家共识[13],ICSI正常受精率=第1日(D1)出现双原核(2PN)或2个极体(2Pb)的卵子数/注射MII卵子总数×100%,卵裂率=第2日(D2)卵裂胚胎数/正常受精卵子数×100%,优质胚胎率=优质胚胎数/2PN卵裂胚胎数×100%,可移植胚胎率=可移植胚胎数/2PN卵裂胚胎数×100%。②累积活产率=每个取卵周期中形成的胚胎(新鲜 冻融胚胎)移植后获得的活产周期总数/取卵周期总数×100%;双胎或多胎活产周期只计算为1次活产。

三、统计学分析

采用SPSS22.0软件,计数资料用率(%)表示,组间比较采用χ2检验;计量资料如符合正态分布,以均数±标准差(Mean±SD)表示,组间比较采用方差(AVOVA)分析,两组间均数比较采用t检验,P<0.05为差异有统计学意义。


结果

一、不同DFI组的基本资料比较

本研究共纳入387个取卵周期。其中,A组共167个周期,B组共145个周期,C组共75个周期。三组间女方的年龄、BMI、FSH、AMH和双侧AFC的差异均无统计学意义(P>0.05)。C组的男方年龄高于A组(P=0.002)和B组(P=0.003),详见表1。

二、不同DFI组的临床及实验室指标比较

3组间促排卵的Gn使用总量、Gn使用时间、获卵数和移植次数差异均无统计学意义(P>0.05)。A组ICSI的正常受精率和可移植胚胎率均显著高于B组(P=0.024 5;P=0.012 1)和C组(P=0.005 6;P=0.022 7),A组的卵裂率高于B组,但和C组比较差异无统计学意义(P=0.022 4;P=0.073 2)。3组间优质胚胎率差异均无统计学意义(P>0.05)。C组单次取卵周期的累积活产率为74.7%,低于其他2组,但差异无统计学意义(P>0.05)。3组间每移植周期的早期流产率差异无统计学意义(P>0.05),详见表2。


讨论

精液质量分析是评估男性不孕的基本检查,但是目前还缺乏评估精液内在缺陷对生育影响的有效指标。自然受孕或常规IVF授精时,精子进入卵子时存在自然选择,而在ICSI周期,却缺少了这一过程,可能会导致异常精子被选择进行受精。因此在因男方因素行ICSI助孕周期开始前,需要更好地评估精子的质量。研究表明,DFI的检查对于发现一些精液常规正常的特发性不育男性精子的内在质量有重要意义,尤其是拟行ICSI的患者,对于DFI较高的患者能够部分预测ICSI的助孕结局[10]。Bungum等[13]的研究报道,不明原因不孕的患者中有高达40%的男性存在精子DNA碎片增加。我们的研究结果提示对于DFI≥30%的患者行ICSI助孕时正常受精率和可移植胚胎率下降,提示精子DNA完整性与胚胎的发育密切相关。

既往一些研究显示DFI高者的活产率下降,但这些研究中大部分混杂了IVF和ICSI的受精方式,且只评估了单次移植周期[7,14-15]。我们的结果提示虽然随着DFI增高,ICSI周期的累积活产率下降,但差异无统计学意义,原因可能是本研究纳入的人群均是年轻且卵巢功能较好的女性,获得的卵子质量较高,而高质量的卵子与精子结合后可能部分修复了精子的DNA完整性,从而形成质量较高的胚胎,这也导致DFI不能作为一个能够完全预测ICSI妊娠结局的独立指标[16-17],当然目前对于受精的卵子如何修复精子DNA完整性的机制还不清楚[18]。但是我们的研究结果提示虽然DFI高者的受精率和可移植胚胎率下降,但优质胚胎率在不同DFI组间差异无统计学意义,也部分支持了上述机制。也有研究者提出,对于精液常规正常但DFI升高的男性是否需要选择ICSI助孕来改善妊娠结局,但目前证据并不充分且值得商榷[19]。因为IVF是一种更接近自然的授精方式,而在ICSI授精时,虽然可以选择外观相对正常的精子,但是无法确认所选择的精子DNA的完整性是正常的,也无法知道精子的内在质量。同时目前仍缺乏研究证实卵子的修复能力在ICSI和IVF过程中是有差异的。

研究显示DFI高者的流产率升高[20-22],其原因可能是DFI高者精子非整倍体和其他染色体异常的发生率增高[6]。近期的一项研究纳入近5000个IVF/ICSI周期,获得超过1600个周期妊娠,结果显示DFI超过15%的患者ICSI周期早期流产率较DFI低的患者增加近5%[23]。但是也有小样本的研究显示DFI高者流产率仅在IVF周期中升高,ICSI周期中未见这种相关性[24-25]。我们的结果也提示DFI高者流产率并未升高。因此DFI高与流产的关系还需要更进一步的研究。

男方年龄是影响DFI的一个重要因素,我们发现随着男方年龄增大DFI升高,推测其原因可能与年龄高者氧化应激系统失衡和染色体端粒酶的改变有关[26]。建议对于精子DNA完整性下降的男性可以通过改善生活方式、控制饮食、使用抗氧化剂或矫正精索静脉曲张来改善[27-28]。对于拟行ICSI助孕的男性建议常规检测DFI,发现异常升高者给予提前干预。

综上所述,精子DFI异常升高会降低ICSI的正常受精率和可移植胚胎率,可能降低ICSI单次取卵周期的累积活产率,但还需要更大样本的研究。DFI是一个能够更好地评估特发性不育患者精子内在质量的重要参数,但目前还不能成为一个完全预测ICSI妊娠结局的独立指标。


参考文献(略)

本文来源:《中华生殖与避孕杂志》2020年第40卷第9期

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