抗精子抗体介导不育的再认识

作者:朱伟杰 单位: 来源:中华生殖与避孕杂志 编者:
2017-5-10 阅读

精子的抗原性早在100多年前已被科学家所发现。奥地利学者Landsteiner和俄国学者Metchnikoff于1899年各自独立试验,将豚鼠精子同种免疫,证实了精子具有抗原性并能诱发出特异性抗体,而且抗体能够抑制精子运动。1959年荷兰学者Rümke和Hellinga首次发现不育男性血清中有抗精子抗体(antispermantibody,ASA),这些阳性血清使精子自发凝集。继而,Franklin和Dukes在1964年报道不孕妇女血清的精子凝集阳性率明显偏高,ASA与人类生殖的关系逐渐受到重视。业已证实,精子抗原可以在男性引起自身免疫(autoimmunization),在女性引起同种免疫(isoimmunization),在生殖道还存在局部免疫(localimmunity),ASA降低生育力,导致不育已为人们所认同。另一方面,尽管发现ASA已逾百年,世界卫生组织(WHO)于1987年的精液分析手册(第2版)就建议不育症夫妇作ASA筛查,但目前对ASA在机理、检测、应用等诸多方面仍知之不多。


例如,在生育领域,精子抗原引发ASA产生的确切机制尚未充分了解,个体受到(全)精子免疫,为什么诱发的抗体只针对精子头或颈部、尾部甚至尾尖等多种类型;精子免疫也可能有细胞免疫参与,但相关研究甚少。在节育领域,虽然1937年美国就对精子为抗原的“精子毒性疫苗”授予了专利,几十年来亦报道了不少精子蛋白具有抗生育效应,但迄今还没有动物实验显示一个单独的精子抗原能导致动物受孕率100%下降,目前尚未有精子成分研制成的避孕疫苗可在临床应用。在不育领域,虽然检测了ASA几十年,但实际上并不知道ASA处于何水平介导了不育,WHO于2010年颁布的精液分析手册(第5版)给出ASA阳性的“临界值”仍待证据。本文基于笔者三十多年的ASA检测实践及以往文献审读,对ASA介导不育的现状进行评价,以期增进ASA与生殖效应相互关系的深入认识。


1、ASA的检测


ASA的检测及其结果是认识精子免疫介导不育的前提。理想的ASA检测应该检出ASA存在与否、抗体类型、滴度水平以及抗体在精子表面的结合位置,而且检测方法须有高特异性、敏感度和重复性。尽管近三十多年发展的ASA检测方法甚多,但每种方法均有一定的局限性。不同的检测会有不同的结果判读以及相应的临床意义。此外,应用不同试剂厂商的产品,也会有不同的检测结果。


WHO手册推荐ASA检测采用混合抗球蛋白反应试验(mixedantiglobulinreactiontest,MAR试验)或免疫珠试验(immunobeadtest,IBT),以50%活动精子黏附有乳胶颗粒(或处理过的红细胞)或免疫珠作为ASA阳性的临界值。应注意的是,①WHO手册建议ASA阳性的临界值为50%活动精子黏附有乳胶颗粒或免疫珠,为什么不是40%或60%,实际上手册中抗体阳性的临界值仅是观点而巳,尚待广泛资料支持或修改;②WHO手册的ASA阳性临界值,1987年(第2版)的是10%,1992年(第3版)的是20%,1999年(第4版)和2010年(第5版)的是50%,抗体阳性临界值如此递增有何实验和临床依据?③男性的精子直接法检测的临界值是50%,女性的血清间接法检测的也是50%,精子免疫在男、女体内诱发抗体的机制并不相同,而采用一样的临界值是否合理尚需证实;④ASA为两类免疫球蛋白:IgG和IgA。这两类抗体对精子功能的干扰是不相同的,那么,IgG抗体的临界值是50%,IgA抗体的也采用50%,是否合理尚需实验支持;⑤ASA可以存在于精子膜表面,或者存在于血清、睾网液、精浆、宫颈黏液、卵泡液,但它们的抗体来源或途径并不相同,是否采用一样的临界值尚需研究;⑥虽然MAR试验和IBT都是一样的临界值,但是,MAR试验采用新鲜精液标本,而IBT采用洗涤过的精子,两者的方法学不同,检测结果并不总是一致的。故此,上述这些尚待认识的问题使得对ASA检测结果与患者的生育障碍的关系仍需进行大量研究,而且应结合其它相关临床和实验室检查作出慎重的解释。


2、ASA对生殖的可能效应


ASA可以通过多种机制在不同环节干扰正常的生殖过程,造成免疫不育,但是,ASA抑制生殖活动的具体机制尚未真正了解。


2.1ASA对睾丸精子发生的影响


上世纪50年代以来,对以免疫机制破坏睾丸功能进行了研究,实验性变态反应睾丸炎(experimentalallergicorchitis,EAO)可造成豚鼠、小鼠、兔等多种动物的精子生成缺乏,亦有采用睾丸匀浆加Freund佐剂注射于前列腺癌患者诱导出精子生成缺乏的报道,依此有观点认为ASA损伤睾丸精子发生。但是,男性体内ASA对生精上皮的效应,与睾丸炎对精子发生的作用机制并不相同。在血清或精子表面检出ASA阳性的不育男性,目前积累的资料包括本实验室结果显示,ASA不显著干扰曲细精管内精子发生。有3方面的证据:①先天性双侧输精管缺如患者,青春期启动精子发生,即由于精子输出通道缺乏而产生ASA,ASA在机体存在至成年生育期,这些患者的睾丸组织活检多显示正常或亚正常的生精上皮,睾丸取精后可使配偶建立妊娠,这表明ASA长期存在并没有显著抑制精子发生;②双侧输精管结扎的男性,ASA通常在数周后就出现,而且会有较高的抗体滴度,但输精管结扎的男性如果做复通术,可以检出不低的精子总量,同时显示较高的抗体水平但也没有严重干扰精子的发生;③本实验室检测了多例双侧输精管结扎超过30年的男性,结果其血清仍显示有ASA(未发表资料),这说明睾丸仍有精子产生,亦间接表明即使ASA存在了30年也没有导致精子生成缺乏。


2.2精索静脉曲张与ASA


精索静脉曲张症可降低男性生育力。研究表明,精索静脉曲张是男性不育的首位病因,发病率超过40%。精索静脉曲张可造成多项精子参数异常,有报道认为,精索静脉曲张不育患者会检出高的ASA发生率,国内文献甚至报告精索静脉曲张患者的ASA发生率超过80%。本实验室对精索静脉曲张不育患者的大样本检测结果显示,精索静脉曲张不会引致ASA产生,而且对一组精索静脉曲张患者长达20年的追踪检测亦表明,这组患者没有检测出ASA(未发表资料)。本实验室对ASA检出与其它文献报道的不同,或许涉及不同的检测方法学。


2.3流产与ASA


流产是妊娠常见的一种并发症,病因复杂,与免疫因素有关。成功妊娠与否不仅取决于母-胎之间的免疫平衡,还涉及机体一系列免疫学机制参与调节。精子对女性是一个同种异体抗原,以往研究对ASA介导流产有不同见解。有报道认为,女性受精子免疫后,体内有ASA可增加流产的风险,国内一些文献报道流产包括复发性流产者的ASA阳性率高于30%。另一方面,多项研究显示,流产与ASA无关。本实验室对流产者的ASA水平进行了检测,62例发生了早期流产妇女的ASA均为阴性,大样本及反复性流产者的ASA亦均为阴性(未发表资料),表明了流产不涉及ASA因素。可以推测:如果抗体能够对宫腔内的胚胎(如此大的细胞团)发生效应,使得胚胎发育异常,导致胚胎死亡、妊娠终止,抗体水平需非常高,而抗体水平确实如此高,抗体则在胚胎发生之前的生殖活动就该起效了,即受精不会发生,不至于在形成了胚胎,而且胚胎发育了这么久(数十日)后,抗体才对胚胎内的精子成分作攻击。


2.4ASA对宫腔内人工授精(IUI)的影响

 

IUI可以避免ASA对精子穿透宫颈黏液环节的影响,是治疗ASA不育患者的一种疗法。实际应用时,须考虑ASA的源性:男方的精子表面有ASA,还是女方宫颈黏液有ASA,或者是女方仅血清检出ASA。不同的抗体源性会有不同的疗效。女性局部尤其是宫颈黏液有ASA,可妨碍精子穿透宫颈黏液。这一效应取决于精子活力、精子浓度、抗体分子与精子表面抗原的亲和力,以及抗体在精子上的附着部位(精子头、尾,或两者)。对这类患者的治疗,采用IUI方式,将洗涤过的活动精子注入宫腔内,可以避开宫颈黏液对精子穿透的制约,但是,宫颈黏液若检出较高水平的IgA抗体,需检测血清循环抗体的状态,后者也是制约IUI疗效的因素。不育男性的精子表面结合有高水平的IgG抗体,亦多能检出IgA抗体,精子在穿透宫颈黏液时会发生颤动现象,精子不再迁移,采用IUI是可尝试的处理。然而,有些患者精子膜IgA抗体仍可干扰精子获能、精-卵识别等其它生殖环节,部分患者的精子还合并其它影响受精的结构或功能缺陷,故采用IUI治疗的效果也可能不大。本实验室观察到(未发表资料)仅血清检出ASA的不育女性,排除了内分泌、输卵管等因素外,处在阳性水平者施行IUI的疗效不高,很可能生殖道腔内也有较高的抗体水平,从而抑制了精子功能,导致授精失败。

 

2.5ASA对体外受精(IVF)的影响

 

IVF技术可以避开抗体的效应环节,是治疗ASA不育患者的有效方法。女方体内有ASA,IVF避免了体内抗体对精子功能包括运动、存活、受精等的不良效应,而且还可以避免抗体对胚胎早期发育的影响,IVF有较好的疗效。男方精子表面有ASA,既往大量文献和本实验室对ASAIVF相互关系的研究显示:①ASA阳性组的受精率低于正常对照组;②膜表面抗体阳性的精子极少达到100%,总有部分精子没有抗体或结合的抗体水平较低,这些精子可具有正常授精能力,也能使卵子受精,即仅ASA的原因,一般情况下不会出现受精率为0。这2点提示:施行IVF疗法不能完全避免精子膜抗体对一些受精事件的影响,不过仍可以获得一定受精率以达到治疗的效果。

 

2.6ASA对卵胞质内精子注射(ICSI)受精的影响

 

ICSI治疗ASA不育患者可以获得较好的效果,受精率较IVF的高。值得注意的是,对精子表面有ASA(例如,双侧输精管先天性缺如患者或精道后天梗阻患者,这些患者体内有一定水平的ASA,其附睾精子表面会有ASA),ICSI注射精子的同时,实际上也将精子膜表面结合的IgAIgG抗体带入了卵胞质内,可能引致ICSI受精后的胚胎碎片增多、胚胎发育不良。涉及的原因是多方面的,其中与某些精子膜蛋白抗体不影响受精却影响受精后胚胎发育有关,也可能原先附着在精子膜上的抗体蛋白随着精、卵原核融合而分布在合子核膜或合子细胞膜,或在合子细胞内,抗体蛋白与合子表达的蛋白发生相互作用,逐渐干扰了合子细胞或胚胎的正常代谢,导致发育异常。

 

若女性体内存在高滴度ASA,尤其是女性生殖道存在分泌型IgA抗体,即使经IVFICSI获得了受精卵,但胚胎移植后,女性体内高滴度的ASA在理论上还可能干扰胚胎发育:①在着床前胚胎发育过程,胚胎可能表达有一些与精子有交叉反应的胚胎抗原,女性体内的ASA会与这些胚胎抗原相互作用,导致胚胎发育异常和着床失败;②已被精子致敏的妇女,其体内ASA可以通过刺激活化的淋巴细胞释放出细胞毒性淋巴因子,间接影响胚胎发育。故此,这类不孕妇女实施辅助生育治疗前,宜先降低其体内ASA水平,或者延长体外胚胎的培养时间,至胚胎发育晚些阶段再移植回体内,或许可以改善IVF成功率。

 

3、当前对ASA介导不育的认识偏差


 

ASA介导免疫不育的关系非常复杂,目前认识仍然有限。当前对ASA介导不育的认识偏差主要有以下问题:

 

3.1未认识ASA产生的前提

 

男性于青春期才开始在睾丸曲细精管管腔内有精子产生,故精子蛋白对男性机体免疫系统来说是外来抗原”;女性发生性交可受到精子免疫,多次性交则可视作反复注入异体抗原的过程。但是,正常情况下,精子在男性体内不引起自身免疫反应,女性也不会因性交而对精子抗原产生抗精子的免疫反应,这是由于男、女性体内有多重免疫防御机制,避免了精子自身免疫或同种免疫反应的发生。如果免疫防御机制受到破坏或失平衡,使得精子及其可溶性抗原暴露于机体免疫系统,而且精子抗原是大剂量、持续地刺激免疫系统,才可能激起对精子发生免疫反应,产生一定水平的ASA。所以,存在足量精子、免疫防御机制异常、精子持续作用于免疫系统,这三者是产生ASA的前提。有些研究未清晰认识ASA产生的前提。例如,有几项报道对1~8岁的男孩可检出不低的ASA发生率,实际上这些幼龄男童远未进入青春期,睾丸是没有精子生成的,检出的ASA是何来源尚待证实。还有一些文献报道,吸烟、非生殖系统炎症、海拔、气候等也会引致ASA阳性,而且发生率高。似乎很多因素都可以导致抗精子抗体产生,并且介导了不育,事实上并非如此。

 

3.2夸大了ASA对生殖环节的抑制作用

 

从发表的文献来看,似乎ASA在生殖过程的各个环节都可以干扰生殖活动,而且很多不育问题亦与ASA有关。实际上,ASA抑制生殖活动的具体机制尚未真正了解。有必要设计研究方案,严格控制标本性状和实验条件,阐明ASA对生殖活动的具体作用。本实验室的研究表明,精子参数异常、睾丸结石、隐睾史、血精、多囊卵巢综合征、子宫内膜异位症等与ASA无关,月经期经常接触精子、慢性输卵管炎患者存在ASA产生的风险。

 

3.3夸大了ASA阳性率

 

ASA的检出与检测方法有直接关系。近5年国内发表的一些文献显示,不育患者的ASA阳性率多在15%~60%,甚至近90%都有报道。实际上,在一般的不育人群,是否存在男性超过5%、女性超过15%ASA阳性率值得广泛的验证。开展不育夫妇ASA检测的实验室,应建立WHOIBTMAR方法进行ASA筛查,而且应购买可靠试剂商的免疫珠或包被了抗体的乳胶颗粒用于试验,以避免检测出现假阳性。

 

3.4夸大了ASA水平

 

WHO手册的IBTMAR试验,ASA阳性的临界值是50%活动精子黏附有乳胶颗粒(或处理过的红细胞)或免疫珠。有些报道检出标本的ASA水平很高,有必要采用IBTMAR试验进一步验证,毕竟高水平抗体阳性标本并不常见。若男性精子表面抗体阳性水平高,或女性的血清、宫颈黏液的阳性水平高,应同时检测IgGIgA抗体,并进一步了解受检者的泌尿生殖道损伤史、感染史和体征,以及他们的性交习惯(口交或肛交史),以认识高水平抗体阳性产生的可能原因,以便为下一阶段选择治疗方案作参考。

 

3.5夸大了一般治疗的效果

 

精子免疫不育的治疗策略主要有5:①避免或减少精子抗原反复刺激,使体内ASA滴度逐渐减退(如避孕套疗法);②免疫抑制ASA的产生(如类固醇激素疗法);③清除或减少精子表面结合的ASA(如应用物理、化学或生物方法处理精子);④避开ASA的效应环节,辅助受精(IUIIVFICSI);⑤中医中药的治疗。当前文献报道的ASA介导不育疗法有多种多样,疗效不一。应用IVFICSI治疗ASA不育患者有较好的疗效。有些报道采用一般的治疗获得了高的抗体治愈转阴率。是否简单疗法即可应用于精子免疫不育患者的治疗和获得好的疗效尚需:①采用标准化的ASA试验对受检者进行筛查;②诊断是否确为抗体阳性;③应评价该疗法针对哪一类抗体阳性患者,以及抗体处于什么滴度水平有疗效;④患者的治疗纳入标准,治疗前、后的对照均要严格设计,以增进对ASA治疗方法的认识。

 

4、结语


 


男、女性体内抗精子抗体可以降低生育力。ASA检测应作为不育症夫妇免疫学病因诊断的一项常规筛查。需建立WHO推荐的标准化ASA试验,解释ASA的结果及其与不育的关系要谨慎,不是所有的ASA都抑制了精子功能,而且ASA处于何水平对何生殖活动或环节起负效应尚需深入评价。有条件的实验室宜建立ASA亚阳性指标,为进一步的检查和治疗提供辅助参考。ASA与生殖的相互关系,现时仍有很多认识肤浅及尚待解决的关键问题,深入研究ASA发生和抑制生殖活动的具体效应,有助于阐明精子抗体介导不育的机理和发展有效的治疗方法。


 


来源:中华生殖与避孕杂志,2017,37(1):5-9

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