近年來,WHO列出精蟲的受孕指標有逐版放寬的趨勢,反應男性精蟲品質,逐年下滑的狀況,狀況不佳的精蟲除了降低自然懷孕的可能性之外,就算受孕也可能使胚胎發育不良,甚至停止發育,如何篩選精蟲是門重要的學問。現行精蟲篩選分離的技術,是將精液置於不同濃度的培養液中,以離心及游離的方式,將活動力良好的精蟲篩選出來,,胚胎師再從中挑選外型正常的精蟲,進行單一精蟲顯微注射技術(ICSI),然而以外型作為挑選方式,是無法篩選出內部品質不良的精蟲,如何挑選內外品質俱佳的精蟲,也成了目前的課題。

精蟲製造的過程中,睪丸製造出的精細胞會運送至附睪,在附睪的三個腔室caput (頭部)corpus (體部)cauda (尾部)中逐步分化為成熟的精蟲,而其成熟的機制為2018年臺灣團隊首度發表,研究指出蛋白硫氫氧化 QSOX (quiescin Q6/sulfhydryl oxidases protein)的兩種亞型QSOX1QSOX2會表現於附睪,並在精蟲的成熟過程中扮演重要角色。其實驗首先以免疫染色與西方墨點法觀察QSOX1QSOX2於附睪中表現的狀況。

A. 以免疫螢光染色觀察QSOX1(綠色)大量表現在體部和尾部,少量表現於頭部,QSOX2(紅色)則大量表現在頭部和體部,並無表現於尾部。

B. 以西方墨點法定量附睪中QSOX1蛋白質確實大量表現在體部和尾部。

C. 以西方墨點法定量QSOX2大量表現在頭部和體部。

接著觀察QSOX1QSOX2與精蟲成熟過程中的關聯性,研究團隊將精蟲由附睪的三個腔室個別分離出來。

A.透過免疫螢光染色發現頭部與體部的精蟲其頂體(acrosome) 的部位附著大量的QSOX1(綠色箭頭)QSOX2(紅色箭頭)則附著於精蟲其頭頸交接處(implantation fossa)

B.由半定量分析結果同樣看頭部與體部精蟲的頂體存在大量的QSOX1

C.由半定量分析結果同樣看見頭部與體部精蟲的頭頸交接處(implantation fossa)存在大量的QSOX2


以上研究如下卡通圖表示,可得知QSOX1QSOX2在附睪的分佈及作用:

  1. 當精蟲從睪丸製造運送至附睪,首先在頭部及體部與附睪上皮細胞分泌到管腔的QSOX2結合,後續在體部及尾部與QSOX1結合。
  2. QSOX1能緊密黏附在精子頂體,使附睪精子去活化,抑制精卵結合前所產生的非特異性頭帽反應。
  3. QSOX2作用於精蟲的頭頸交接處,主要調控精蟲結構及尾巴的擺動。

同年於生殖年會中,亦有團隊發現QSOX1除了在附睪表現,在異常形態的精蟲上也能檢測到QSOX1的存在,而正常形態的精蟲中則幾乎檢測不到QSOX1;進一步將人類與小鼠的精液與QSOX1進行培養後,發現有部分的精蟲產生凝聚的現象,且產生凝聚現象的精蟲無法進行頂體反應,並帶有大量的硫醇自由基,其細胞凋亡相關蛋白質的活性也增加。由實驗中顯現QSOX1可以凝聚凋亡及受損的精蟲,這也暗示在未來的研究當中,若能運用QSOX1凝聚品質不良的精蟲的特點,篩選出良好品質的精蟲,可能增加精卵受精率及囊胚率。


參考文獻

1. The mechanism underlying the QSOX1-agglutinated sperm and the possible clinical practice. Sheng-Hsiang Li, Yuh-Ming Hwu, Ming-Huei Lin, Ling-Yu Yeh, Robert Kuo-Kuang Lee, Department of Medical Research, Department of Obstetrics and Gyneocology, Mackay Memorial Hospital. 2018 TSRM annual meeting.

2. Mouse quiescin sulfhydryl oxidases exhibit distinct epididymal luminal distribution with Segment-Specific sperm surface associations. Wang TE, Li SH, Minabe S, Anderson AL, Dun MD, Maeda KI, Matsuda F, Chang HW, Nixon B, Tsai PJ.Biology of Reproduction 2018, 99(5);1022-1033.


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  1. 已有許多研究找出影響精蟲品質的分子,但大部分都無法應用在臨床上,因分析後的精蟲已非存活可用,可以告訴我們why,而不是howQSOX1除了可以排除細胞凋亡的精蟲,還可篩選精蟲受精能力,期許未來在臨床上的助益,靜待後續對於特異性、敏感性、穩定性及實際培養成績的研究。
  2. 在顯微受精(ICSI)時輔助篩選精蟲的方式,目前最常見為PICSI,原理是利用精蟲受精需會與卵殼上玻尿酸結合的特性,操作ICSI時加入玻尿酸,能與玻尿酸結合的精蟲會聚集,推論此類精蟲應屬品質較佳族群。但實際上臨床結果不一,此種挑選方式並未普遍運用,僅提供另一種除了外觀挑選之外的方式。
  3. 研究統計,試管嬰兒療程中,完全受精失敗及極低受精率占自然受精(一代試管嬰兒)5~10%、顯微受精(二代試管嬰兒)2~3%。各種案例中無法受精的原因很多,來自精子的部份可能是結構性的問題,如精蟲型態不佳、精蟲無頂體、活動力不足等;也可能是功能性的問題,如頂體無法活化、無法與卵子結合、缺乏某些蛋白質......當嘗試多次失敗,且確定為精子問題,最終作法大多是「借精」,期待未來能有更精準的篩選方式,從眾多精蟲中找到「對的蟲」,讓求子夫婦免走太多冤枉路,更加盡快、愉快畢業。