關于人類精子庫,精子冷凍保存會影響精子質量嗎?
人類精子庫(human sperm bank)是利用超低溫冷凍保存等技術,采集、檢測、保存和外供人類精子用于治療不育癥、提供生殖保險,并進行相關研究的機構。“人類精子庫”概念的提出歷史久遠。
四川省人類精子庫
1776年
意大利著名生物學Spallanzani發現冰雪凍存的精子經復溫處理能有部分精子存活。
1886年
Mouteyazza發現在低于-15℃時人類精子能夠生存,并首次提出了“精子庫”的概念。
1949年
Polge等發現甘油具有良好的細胞冷凍保護特性,使這一設想成為可能。
1954年
Bunge和Sherman報道采用保存于干冰中(-78℃)的人類精子解凍后人工授精獲得成功。
1963年
Sherman優化了精液的冷凍方法,將精液冷凍儲存于液氮(-196℃)獲得理想效果,至此,人類精子庫技術平臺基本形成。
1973年
10年間全世界約有1000例用冷凍精液人工授精出生的嬰兒,人類精子庫已發展成為常規的臨床服務機構。
1981年
原湖南醫學院(現中南大學)盧光琇等建立了我國第一家人類精子庫。
1986年
原國家計劃生育委員會科學技術研究所(現國家衛生和計育生委員會科學技術研究所)陳振文承擔了國家計生委重點項目“人類精子超低溫冷凍保存技術的研究和人類精子庫的建立”,并在WHO的培訓和資助下建立了人類精子庫,其目的在于開展生殖保險,為輸精管絕育志愿者解除后顧之憂。此外,青島、山東、上海等地也相繼建立了人類精子庫, 并將人類精子庫的精液用于供精人工授精。
2001年
原衛生部(現國家衛生和計劃生育委員會)頒布《人類輔助生殖技術管理辦法》和《人類精子庫管理辦法》,同年5月14日以衛科教發〔2001〕143號發布了《人類輔助生殖技術規范》、《人類精子庫基本標準》、《人類精子庫技術規范》和《實施人類輔助生殖技術的倫理原則》。
精子庫靠志愿者募集
精子冷凍保存是人類精子庫的核心技術內容。
成功的精子冷凍保存要求在解凍后保持精子結構和功能的完整性。為了保證正常的體內、體外受精能力,精子的細胞器必須在冷凍和解凍過程中得到保護,特別是頂體、鞭毛和中段等結構。
然而,這些細胞器對冷凍損傷(例如滲透壓)的敏感性是不同的。有時候,當精子活動率得到很好保護時,或許頂體的完整性卻受到了嚴重的損傷。因此,設置理想的冷凍解凍流程在某種程度上是一門平衡的藝術。
目前待解決的問題:如何提高冷凍技術,進一步減少冷凍對精子的損傷,提高精子冷凍復蘇率?
1、對精子活動能力的影響
冷凍可導致精子運動能力受損,實驗結果顯示,冷凍后精子的活動率會下降。不同樣本、不同冷凍方法,其冷凍復蘇率不同。
Oberoi等(2014)證實正常精液冷凍解凍后,精子的活動率會從86%下降到63%。Araki等(2015)采用微囊單精子冷凍,解凍后冷凍復蘇率在78%左右。Stein等(2015)采用冷凍環冷凍嚴重少弱精子癥精子(每環10~20個精子),93%的樣本在解凍后至少能找到一個活動精子。Saeednia等(2015)采用正常精液精子進行冷凍,解凍后的冷凍復蘇率為82%。
精子庫限制條款多而復雜
2、頂體損傷
冷凍可導致精子頂體的損傷,頂體損傷程度直接影響冷凍精子的受精能力。冷凍后部分精子會出現頂體腫脹及破損。頂體損傷主要發生于解凍時,嚴重時可致精子死亡。與新鮮精子相比,冷凍精子獲能及頂體反應提前。
3、精子質膜損傷
冷凍和解凍過程可導致精子質膜受損,進而損害精子的運動能力。膜損傷的程度可以通過測定細胞膜不飽和脂肪酸的脂類過氧化值(lipid peroxidation,LPO)確定。
4、DNA損傷
冷凍和解凍過程可引起精子DNA損傷。
Spano等(1999)使用吖啶橙對精子頭進行DNA染色,發現冷凍后精子頭熒光強度下降,表明精子DNA的完整性受損。Chohan等(2004)進一步證實上述結果,同時發現不同個體精子DNA在冷凍后的損傷程度不同,因個體差異,部分個體的精子DNA更易因冷凍受損。
有研究報道,當DNA受損的精子超過30%時精子無法正常受精,因此,Chohan等(2004)建議在使用冷凍精液進行人工授精前應檢測精子DNA的損害程度。
人類精子庫同時面向健康人群和男性不育患者兩個群體,應當承擔男性生殖遺傳資源的保存、開發和利用的研究任務。