無頭精子癥是個(gè)什么鬼？從人類精子生成和變形說起

無頭精子癥是一種罕見的特殊類型畸精癥。1981年被首次報(bào)道，發(fā)病率極低。其特征為精液中大量活動的精子尾部，由于沒有精子頭部無法和卵子結(jié)合從而導(dǎo)致原發(fā)性不育癥。通過對無頭精子癥的深入認(rèn)識，我們可進(jìn)一步解開人類精子生成和變形的奧秘。

左圖為正常精子；右圖為無頭精子

在高倍光鏡和電鏡下，可以非常直觀顯示二者的差異。正常精子形態(tài)染色后頂體呈淡淡的紅色，細(xì)胞核呈紫色。正常精子呈卵圓形，長：寬為1.3：1.8，長度3.7-4.7um，寬度2.5-3.2 um。

左圖顯示光鏡下精子頭部與尾部呈不規(guī)則折角連接；右圖顯示電鏡下發(fā)現(xiàn)精子植入凹和基板的缺失

無頭精子癥的第一個(gè)顯著特征是光鏡下僅可見大量活動的分離的精子尾部或頭部，頭部形態(tài)基本正常；或者精子頭部與尾部呈不規(guī)則折角連接。無頭精子癥第二個(gè)顯著特征是電鏡下發(fā)現(xiàn)精子的植入凹和基板的缺失，而尾部的中心粒和軸絲正常存在。這些陌生的詞語，下面會詳細(xì)解釋。

成熟精子由頭部和尾部組成，精子頭部的微觀結(jié)構(gòu)可參見微信號前期刊登的關(guān)于“圓頭精子癥”的科普文章。精子尾部又稱為鞭毛，長約55 um，從頭至尾可分為頸段、中段、主段和尾段4個(gè)節(jié)段。頸段為精子尾和頭的連接部位，故又稱連接段，由前端的基板和中心粒組成。

人類精子頭部超微結(jié)構(gòu)示意圖

植入凹和基板構(gòu)成了精子頭尾相連的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，植入凹的核膜與頸段近端中心粒通過穿越基板的細(xì)纖維連接。植入凹位于精子頭部后端，基板則在精子尾部頸段的前端。植入凹與基板缺失導(dǎo)致頭尾不相連或錯(cuò)誤連接，導(dǎo)致精子頸部脆弱，從而在曲細(xì)精管，輸出小管，附睪產(chǎn)生斷離。由此可見，頸端的基板和頭部的植入窩是關(guān)鍵的連接結(jié)構(gòu)，頸段異常是導(dǎo)致無頭精子癥的“罪魁禍?zhǔn)住薄?/p>

人們很早就意識到無頭精子癥是遺傳病，因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)不少無頭精子癥近親婚配家系，家系成員中多人發(fā)病，高度提示無頭精子癥為常染色體隱性遺傳疾病。迄今為止，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)Hook1，Prss21，Oaz3，Cntrob，Ift88，Odf1，and Spata6等基因敲除小鼠表型為無頭精子癥，但沒有發(fā)現(xiàn)這些基因突變導(dǎo)致人類無頭精子癥。直到2016年才由國內(nèi)學(xué)者利用全外顯子組測序技術(shù)首次發(fā)現(xiàn)第一個(gè)導(dǎo)致無頭精子癥的致病基因SUN5。

SUN5純合突變或復(fù)合雜合突變才能導(dǎo)致無頭精子癥，使之符合常染色體隱性遺傳的單基因遺傳病特征。我們近期收集的無頭精子癥測序又發(fā)現(xiàn)新的SUN5突變位點(diǎn)。SUN5原先稱之為SPAG4L，SUN5在圓形精子細(xì)胞階段定位于面向頸部的精子核膜。SUN5基因缺陷導(dǎo)致無法形成精子的植入凹和基板導(dǎo)致無頭精子。

通過ICSI技術(shù)實(shí)現(xiàn)無頭精子癥的體外授精

如果在無頭精子癥中發(fā)現(xiàn)存在活動的精子，雖頸部畸形，可以通過單精子卵胞漿注射（ICSI）實(shí)現(xiàn)妊娠。2012～1016年有3例無頭精子癥患者已在我院完成ICSI治療，ICSI受精率與優(yōu)質(zhì)胚胎率均比較理想，均已活產(chǎn)健康嬰兒，但不能忽視無頭精子癥的遺傳風(fēng)險(xiǎn)。