為精子「畫像」,男性生育力在這些年下降了嗎?
來源:倍可親(backchina.com)
實驗室檢測人員集體觀察精子形態圖片。受訪者供圖
賈燁菻在製作精子形態片。受訪者供圖
與公眾想象不同,精子不只有教科書里的「蝌蚪」形態。在四川大學華西第二醫院生殖男科檢驗主管技師賈燁菻眼裡,精子有更細微的結構和特徵:有的像梨子;有的像麥穗;有的精子沒有頭,只剩尾巴;有些精子的尾巴是捲曲的。
她的日常工作,是在顯微鏡下觀察精子的生命力。最近兩年,她所在的實驗室開始使用人工智慧系統觀察精子。他們花了兩年時間收集了1856個精子,再導入人工智慧系統里,一一測量長短、周長、橢圓擬合度等。
2023年12月1日,華西二院生殖男科團隊在《亞洲男科學雜誌》上首次發表亞洲男性精子頭部尺寸的參考值,其中包括14個具體的形態參數。
華西二院生殖男科主任李福平說,以往醫學界對精子的研究和了解太少了,社會對男性不育的關注度也遠遠不夠。「精子形態是臨床評估男性生育力的重要指標,但長期以來,衡量精子形態的標準卻很模糊。」
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華西二院男科實驗室組長余林還看過「沒頭沒尾」的精子。「許多精子是不規則形狀的,歪七扭八,有的尾巴像發卡一樣捲曲,有的尾巴像摺尺折了一半。」精子有獨特的遊動方式和路徑,按照世界衛生組織的標準,評級為A的精子會以25微米每秒的速度向前遊動。
但不是所有精子都能齊頭並進,賈燁菻見過有些動力不足的精子,像小區大爺一樣遛彎,或是在原地轉圈圈。
人類的精子是自然界最具多樣性的細胞之一,它的活動性加大了檢驗人員的觀察難度。目前,我國判斷精子形態主要參照《世界衛生組織(WHO)人類精液檢查與處理實驗室手冊》第6版,但不少檢驗人員告訴中青報·中青網記者,WHO手冊對精子形態的描述很模糊,比如「大致橢圓」「表面光滑」。
什麼才算「大致橢圓」,如何界定「表面光滑」?東南大學附屬中大醫院生殖醫學中心副主任陸金春發現,當精子處於正常和不正常的臨界點時,一線實驗人員很難用WHO手冊去判斷,這使檢驗結果具有主觀性。甚至檢驗結果和實驗檢測人員的性格有關,「越嚴謹的人觀察到畸形精子的比例越高」。
他向中青報·中青網記者補充說,評估精子質量包括精子數量、形態、活力3個維度。其中,精子形態的判斷最具主觀性,一直是臨床診斷的難點。
還有檢驗人員說,一些患者去不同醫院做精子質量檢測,得到的檢驗結果也不同。有時,同一個患者的精子樣本,今天被評估為正常,過幾天就被評估為異常。
結果正常與否對進一步的診療至關重要。賈燁菻說,精子形態關係著不育患者選擇輔助生殖的方式,如果精子形態差,患者就不能選擇IVI(陰道內人工受精)方案,改選IVF(體外受精和胚胎移植技術)方案,「判斷精準能幫助患者省錢、省時間」。而且,既往研究對精子形態的描述最多僅有3個參數,難以描述有複雜特徵的精子。
李福平說,他想通過研究建立測量精子形態的判斷標準,統一精子形態評估的「度量衡」。
於是,從2022年年底開始,華西二院生殖男科的團隊用人工智慧系統捕捉精子的照片,放大數千倍投射到屏幕上,再組織七八個檢驗人員坐在實驗室,集體標記數萬個精子,以訓練人工智慧系統更好地判斷精子的形態。
余林說,人工智慧的識別準確率在95.5%以上,只有少數誤識的情況需要人工複核。「以前實驗室也想大規模測量精子形態,但是沒有硬體支持。」
而且,以往在顯微鏡下,賈燁菻只能一個一個測量精子的長寬,測量項目有限,測量精子的數量也有限。人工智慧系統能幫助檢驗人員看到肉眼看不到的精子輪廓,比如頂體佔頭部面積的比重,且兩分鐘就能完成一個樣本的測量。
最後導入人工智慧系統的1856個精子,是李福平團隊花了兩年時間收集的,只有一年內有過正常生育經歷的男性的精子才能入選。
他們設計的14個參數包括:精子的大小,如長、寬、長寬比;精子的形狀,如橢圓擬合度、周長擬合度;精子的面積,如頂體面積、頭部面積;均勻度,如觀察頂體表面的坑坑窪窪、內容物。
這個團隊還特意給精子的不同形態參數設計區間值。余林說,以往檢驗人員對精子的標準嚴苛,檢測結果有70%至80%的精子是異常的,「就像在一群人中挑選模特身材,但人家1.59米也是一個正常人。有時,稍微沒那麼橢圓的精子也能發揮正常功能」。
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關於精子的研究是如此「姍姍來遲」,以至於許多研究結果至今沒有定論。
賈燁菻舉例,早期文獻普遍認為精子形態是評估男性生育能力和生殖潛力的重要指標,但近幾年,有學者提出,精子形態與生育結果沒有相關性,精子形態的正常率與最後受孕成功率、活產率無關。2017年一項研究發現,在「完全沒有正常形態精子」的男性中,有30%的人依然能自然受孕。
她認為這和精子形態檢測的主觀性相關。在完成形態參數研究后,她未來還想研究精子形態和生育結局的相關性,她想弄清楚「究竟什麼形態的精子能生,什麼形態的不能生」。
為精子「畫像」后,華西二院生殖男科開了14期培訓班,給三甲、二甲醫院100多位從事生殖醫學的醫生、檢驗人員講述他們研究的「度量衡」,並倡導檢測報告同質化,這帶來的好處是,患者在不同醫院不需要重複做精液檢查。
「生殖醫學研究本來就發展得晚,精子研究就更晚了。」余林未來還想做精子活力的研究,分析精子的運動狀態,「就目前而言,各家人工智慧廠商在精子活力的參數上也不統一,有的用路徑速度,有的用直線速度」。
陸金春介紹,2023年,中國性學會生殖檢驗分會發布了3個與精子相關的專家共識,其中就包括《精子形態學分析中國專家共識》。這是在《世界衛生組織人類精液檢查與處理實驗室手冊》第5、6版的基礎上,結合臨床實踐和已發表文獻,根據我國國情制定的。
該共識提到,精子形態學分析存在主觀性強、質量控制困難、實驗室結果互認度差的問題,檢測結果受製片技術、染色方法、技術人員判斷形態標準把握不同影響,因此,精子形態學分析操作標準化是首要任務。
此外,男性生育力在這些年下降了嗎?研究人員並未得到確切結論。精子質量變差的說法主要來自20世紀90年代一篇論文。「以前的研究結論比較火,給大眾留下這個印象。」陸金春說。
2023年,《臨床檢驗雜誌》發表了山東大學生殖醫學研究中心2013年至2022年對接受常規精液分析的男性人群的質量檢查,發現男性不同精子濃度、活動率、前向運動精子百分比人群佔比變化不大,近10年不育男性精液質量變化不明顯。
陸金春認為,男性不育發生率比以前高,很大原因是育齡變大。
余林也說,男性精子質量下滑的結論還有待醫學界進一步研究,因為如今的精液檢測標準和以往不同。
南京大學醫學院附屬鼓樓醫院男科實驗室主任石亮告訴中青報·中青網記者,當前對精子的研究結論有爭議,也與地域性差異有關,單看一個醫院的研究結論不夠精準。比如,近三四年,鼓樓醫院每年約3萬個做精液檢測的患者,精子質量下降不明顯。
「反而在新冠疫情暴發初期,精子質量有所好轉。」石亮認為,這隻能看出不同的生活方式對精子質量有影響,如果想要更權威的關於精子質量的結論,需要有全國性、全球性大規模人群的研究。
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據世界衛生組織估計,全球每6個成年人中,就有一個受不孕不育影響。所謂男性不育,是指育齡夫婦有規律的性生活且未採取避孕措施,因男方因素導致女方12個月內未能自然受孕的情況。
余林介紹,臨床上因不明原因不育的比例很高,這和檢測手段不足有關。
「男性不育是身體出狀況的信號。」李福平在臨床發現,若無外在癥狀表現,男性一般不會輕易走到生殖男科的診室,就診畏難。有些患者質疑檢驗報告,一直複查、拖延,直到最後完全無精了。
李福平說,不僅精子研究滯后,長期以來,社會對男性不育的關注度也低,男科的發展和女性生殖專科差距大。這也讓患者對不育有誤區:有人用「月考」形容他的性生活,李福平說,每月只過一兩次是不夠的,正常來說,一對夫妻每周要過三四次性生活。
有的夫婦計算排卵期安排同房,男方平常過性生活沒問題,一到妻子排卵期就發揮失常,而且隨著備孕時間延長,發揮失常的發生率可能升高,這是心理因素造成的。
石亮介紹,有的患者看到精子形態檢查報告,寫著「畸形精子症」,誤以為畸形精子會生出畸形胎兒。這時候,醫生需要科普,精液異常不代表這個患者不能正常生育。還有患者確診「無精子症」后沮喪,放棄治療,但在臨床上,有50%-60%機會能找到精子。
「網上流傳的錯誤知識不少。」陸金春舉例,有些夫妻備孕時,以為男方要提前禁慾一段時間,再在排卵期發生性生活更容易孕育孩子,但其實,禁慾時間越長,精子質量越差。此外,天氣冷了,電熱毯、溫泉、桑拿會對精子有負面影響。
余林認為,應該把更多醫學知識科普給大眾。比如,人類精子庫不只有年輕大學生捐出的精子,腫瘤患者在化療前可以做自精保存,還有慢性腎病、糖尿病、自身免疫性疾病、非腫瘤血液疾病的患者可保存精子。一些從事危險職業的工作人員也可以保存精子。「精子的保存冷凍比卵子簡單,復甦后存活率比卵子高。」
石亮發現,國內不少團隊已針對精子做出有突破性的研究,比如南京醫科大學成功實現了睾丸組織的體外培養,並把以這種方式培育的精子用於輔助生殖生產健康的小鼠後代。
他認為,就目前發展而言,我國的生殖醫學並不落後。過去生殖中心歸屬婦產科,以女性為主,男性大多去泌尿外科,但泌尿外科又不以治療不育為主。「未來,男科應該在更多醫院成為獨立科室,轉變人的思想觀念。」