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檢驗醫學

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袁長巍 北京國衛生殖醫院

精子形態學

精子形態是受孕過程中的重要參數之一，是衡量男性生育的良好指標。

嚴格精子形態分析能較好地預測受精能力及自發性受孕情況。

精子畸形率升高正是反映了睪丸生殖功能的重要指標，是睪丸損傷和功能障礙的一種臨床表現。

正常精子形態與妊娠等待時間、體內和體外妊娠率密切相關。

檢測目的

1.預測男性的生育潛能。

2.探索不育症的病因。

精子的發生

精子的發生、發育及其成熟過程較為複雜，易受各種因素影響，尤其是外來因素的影響，導致精子生成障礙或精子發育異常，造成大量畸形精子產生。

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臨床需要

1.報告單的準確性

2.病因學的相關性

對於醫生而言，一份理想的精液檢查報告，不僅能對患者的生育能力有一個初步的評估，而且對引起某些生育障礙的病因、病變發生的部位及相關機制提供參考，為確定診療方案或決定是否進一步檢查提供依據。

精子形態檢測現狀

• 精子形態的評估是項實驗室技術挑戰，雖然有 WHO 的標準，但按其嚴格實施的實驗室較少；

• 同一實驗室，不同技術人員檢測結果相差較大；

• 不同實驗室之間，檢測結果無可比性；

• 質量控制和管理意識淡薄；

• 忽視了精子形態的異常改變與病因的相關性。

原因

由於各個實驗室檢測方法不一致、染色方法不統一、人員操作不規範、判讀標準不嚴格，導致了檢測結果存在較大的差異。

雖然第 5 版手冊對各種形態異常精子給予分類、定義和圖示以供參考，但技術人員僅通過圖片及文字描述來嚴格定義正常或異常精子有實際的困難。

精子形態涉及因素較多、具有多變性、主觀性強、無量化標準。

技術人員對不育知識了解甚少。

男性不育是多因素綜合作用的結果，精子畸形率增高是主要的臨床表現。

臨床表現還有少精、弱精、無精子等。

在精液眾參數中，精子形態最為重要。

• 精子濃度、總數——基礎因素

• 精子活力——關鍵因素

• 精子形態——決定性因素

精子結構

人的精子形似蝌蚪，長約 60μm，可分頭、尾兩個部分。

頭部由高度濃縮的細胞核和頂體組成，核內含有遺傳物質，為遺傳信息的攜帶者。

頂體內含有多種酶，與精子穿越放射冠、透明帶和卵細胞膜有關。

尾部又稱為鞭毛，分為頸段、中段、主段和末段四部分，含有軸絲、線粒體鞘和纖維鞘等結構，與精子的運動有關。

正常精子的概念

通過觀察來自女性生殖道，特別是經房事後試驗從宮頸粘液或從卵子透明帶表面回收的精子有助於定義具備潛在受精能力的精子。

使用這些標準，對所有男性而言，其正常形態精子百分率的範圍大致為 0-30%，很少超過 25% 。

這個低數據自然產生一個低的臨界值（僅為 3-5%）經過「透明帶選擇」的精子，正常形態率仍然低，約 8-25%。

精子異常形態示意圖

正常形態精子

精子包括頭、頸、中段、主段和末端。

精子頭部應光滑、規則，大體呈橢圓形。

頂體區清晰可辨，無大空泡，且不超過 2 個小空泡，後區無空泡。

中段細長規則，中段主軸與頭部長軸成一直線，長度約為頭長。

殘留胞漿不應超過精子頭大小的 1/3。

主段比中段細，順滑均一，無折斷的銳利折角。

正常精子形態

異常形態精子

1.精子頭部異常：大頭、小頭、錐形頭、梨形頭、圓頭、無定形頭、有空泡頭、頂體過小(小於頭部的 40%)、雙頭以及上述缺陷的任何組合。

2.頸部和中段的缺陷：頸部彎曲，中段非對稱地接在頭部、粗的或不規則的中段。

3.主部缺陷：短尾、多尾、發卡形尾、尾部斷裂、銳角彎曲、寬度不規則、捲曲或者上述缺陷的任何組合。

4.過量殘留胞質（ERC）:殘留胞漿大於正常精子頭部的 1/3 。

異常形態精子

臨界形態精子

介於正常和異常之間。

歸屬於畸形精子。

與正常形態精子區分困難。

除了顯而易見的畸形外，真正能嚴格分清正常形態和臨界形態精子並不容易。

需要正規化培訓。

臨界形態精子

6種染色方法

染色方法:改良巴氏染色法、蘇木精-伊紅（HE）染色法、瑞氏-姬姆薩染色法、瑞氏染色法、Shorr 染色法、Diff-Quik 染色法。

染色法

不同的染色方法必定會導致不同的精子形態結果。

6 種染色方法對精子頭部大小影響不同，根據精子頭的長軸、短軸、面積和周長作為比較因素，6 種染色方法由高到低依次為：瑞氏-姬姆薩染色法、瑞氏染色法、Diff-Quik 染色法、蘇木精-伊紅（HE）染色法、Shorr 染色法和改良巴氏染色法。

考慮不同染色法對精子頭大小產生的影響與不同的化學物質特徵及滲透壓有關。

不同的染色方法精子形態如何辨別仍缺乏相應的參考標準，加強規範化技術培訓，儘早組織實施室間質評工作對精子形態標準化進程更有幫助。

畸形精子的致病因素

遺傳因素：基因突變、常染色體異常、Y 染色體微缺失。

非遺傳因素：高溫、輻射、藥物、化學物質、感染等。

兩種因素都可能導致精子畸形率增高。

精子形態學改變是發現問題的基礎，是病因學先導。

雖有某些異常精子形態與有害因素存在一定的相關性，但對於特殊形態精子仍需要藉助分子遺傳學技術來給予揭示。

畸形分類

特異性畸形：同一類型畸形比例增高，高度懷疑遺傳因素，或有害因素的特異性損傷。

非特異性畸形：多種不同類型畸形的隨機組合，病因眾多。

畸形精子往往伴隨其功能的下降，如：DNA 碎片率增加、染色體結構異常、不成熟染色質和非整倍體增加。

特異性畸形：遺傳因素

圓頭精子：

（致病基因：SPATA16、DPY19L2、AURKC等）

短尾精子：

（致病基因： Sptrx、 AKAP3、 AKAP4等）

大頭精子：

（致病基因：AURKC等）

無頭精子：

（致病基因：SUN5、 SPEM1、GAT1等）

特異性畸形

熱源性精子：

（考慮與高溫因素相關）

卷尾精子：

（考慮與雄激素分泌不足相關）

凋亡與脹亡

凋亡精子：

（考慮與精索靜脈曲張、基因、環境等因素相關）

脹亡精子：

（考慮與缺血、缺氧、毒性因子、ATP 缺乏等因素相關）

實施嚴格的標準化操作和質量控制是精子形態學發展的必然趨勢。

任何單一的精子質量參數都無法完全反應其生育能力。

高畸形率精子往往伴隨其功能的下降。

結合精子凋亡率、多重精子缺陷指數、精子功能學等多指標進行綜合分析更有意義。

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