一、HBV存在于精液中
HBV潜伏期为45-160天,平均120天,HBV通过表皮粘膜接触有传染性的血液和体液而感染。虽然HBsAg可以在很多体液中检测到,但是只有血液、精液和唾液被证明其传染性。HBV在乙肝男性不育者的精液中的研究相对少,以往的研究主要集中在HBV的垂直传播,对其因感染导致不育中所占的比例没有确切的数据。
HBV在不育的研究主要是对精液中HBV的标志物的检测,而精液HBV-DNA拷贝数远较血清的低,说明HBV感染者精液的传染性低,但没有研究其对不育的影响。唐云献等[2]对不育男性精液进行了HBV标志物测定,同时与血清、精子HBV标志物进行比较,精浆HBV标志物阳性率9.62%(38/395),血清标本阳性率10.4%(41/395),研究发现男性感染乙肝病毒时,不一定精浆中HBV标志物都是阳性,这有可能解释了不是所有的乙肝患者都是不育患者;同时也发现一个精浆阳性而血清阴性的现象,可能是血睾屏障的原因;而在精子中没有发现HBV的标志物,这与其他研究结果不同[10、15、16]。周勤等[3]用实时荧光定量PCR(FQ-PCR)法检测血清HbsAg阳性患者精液中HBV-DNA,HBV-DNA阳性率24%(15/62),并采用Percoll非连续梯度离心及上游法分离,也不能完全去除精液中的乙肝病毒,提示有可能通过精子将HBV带入受精卵,发生HBV垂直传播;也发现经过抗病毒治疗后精液HBV-DNA可以转为阴性,可能抗病毒治疗不仅可以降低血清病毒载量,也有可能会减少精液包括精子中的HBV载量,是否抗病毒治疗可以使部分乙肝不育患者的生育得到改善,有待进一步探讨。
精液主要由精子(5%)和精浆(95%)两部分组成,精浆是男性性腺分泌的混合物,前列腺是男性生殖器官中最大的性腺,前列腺液约占精液总量的30%,前列腺液是精液的主要成分,精液与前列腺液有非常大的同源性。孙振亚等[4]用FQ-PCR技术测定血清学检测诊断为男性HBV携带者血清、前列腺液和精液中HBV-DNA含量,结果显示血清中HBV一DNA含量与精液和前列腺液中HBV一DNA的正相关,提示男性性腺是HBV感染者肝外复制场所之一,可作为传播HBV的媒介物,为HBV进入精细胞奠定基础。
二、HBV对精液参数的影响
精液参数一般包括精液量、PH值、液化时间、精子密度、前向运动、精子形态和存活率等,精液参数中与生育力关系最密切的是精子密度与活动力,精液分析是评估男性生育力的重要依据,结果异常提示存在生育能力的减退。VicariE等[5]对因HBV及丙肝病毒(hepatitis C virus ,HCV)感染的原发性不育患者的精液参数及HBV-DNA拷贝数进行比较,发现HBV患者的精子密度、计数、前向运动、精子形态和存活率比HCV患者显著性的差,而HBV-DNA的拷贝数与精子的形态之间存在负相关(r=-0.59)。而Moretti等[6]对乙肝患者及丙肝患者的精子质量进行研究,发现精子浓度正常及精子的前向运动降低,经透视电镜(transmission electron microscopy TEM)显示35.7%患者的精子质量是正常的,认为HBV及HCV不会对精子的质量产生损伤。国内王安莲等[7]研究表明乙肝男性不育患者的精液量、精子密度、精子数目、畸形率、精子活率和果糖含量与非乙肝患者之间统计学上无明显差异,这有可能是样本量的问题,需要进一步的加大样本研究。
Percoll梯度离心法是一种精子体外处理技术,可有效去除精液中存在的白细胞等成份,最早报道于80年代初,目前已广泛应用于人工授精和体外受精-胚胎移植(IVF-ET)等生殖医学领域中[8],研究发现对不育患者的精液标本经Percoll梯度离心法处理后,各项精子功能指标均较处理前有明显改善[9],周勤等[3]采用Percoll非连续梯度离心及上游法分离HBV患者精液,对其前后精子参数变化,发现洗涤后精子活力、活动率及畸形率均明显改善,精子密度较洗涤前下降约2/3,差异有统计学意义。可能是HBV粘附在精子膜上,影响精子的运动,或活动力好的精子分布于密度较高的Percoll层中,同时Percoll本身的碱性环境对精子活力也具有一定的促进作用,从而使精子的运动速度得到提高。但有研究利用阳离子转染剂介导HBV-DNA转染小鼠精细胞,精子经转染剂处理后活力稍有下降,但转染前后精子活力差异无统计学意义[10]。
一般认为5%-15%的男性不育是由免疫因素引起,虽然发生免疫不育的机制尚不清楚,但是腮腺炎病毒感染、睾丸外伤等机体内、外环境异常刺激都会导致机体免疫反应,产生抗精子抗体(antisperm antibody ,AsAb),AsAb会影响精子凝集、运动能力、穿越宫颈粘液的能力、顶体反应、结合与穿越透明带的能力、精卵结合、(精、卵)原核的形成等[11]。乙肝病毒和其他病毒一样为多种蛋白质结构的复合体,也具有免疫源性,不仅可以作为抗原诱发免疫应答,也可以主动地感染侵入免疫细胞及器官,改变和破坏正常的免疫系统,并表现出多重的免疫应答的特性,产生抗原抗体复合物,导致免疫相关性疾病的发生,如HBV肾炎等。有研究用ELISA法检测乙肝不育男性的AsAb,阳性率21.6%(21/97),其中有患乙肝前已检测过AsAb阴性,显示HBV感染后,引起不育者免疫应答反应表现出AsAb水平上升现象[12],但是观察病例数相对较少和研究水平受限,乙肝与免疫不育关系的发生机制有待进一步研讨,是否与腮腺炎等病毒一样损伤睾丸的生精细胞,破坏血睾屏障和引起精子或精子膜抗原诱发特异性抗体AsAb导致免疫不育[13],乙肝病毒是否有交叉免疫反应引发AsAb增高,有待继续实践和观察。
三、HBV对精子染色体的影响
一般认为病毒感染可以导致宿主细胞染色体畸变,Ghosh PK等[14]对乙肝患者体细胞(外周血细胞) 培养研究发现染色体畸变率和姊妹染色单体互换(SCE)率明显增高,证实乙型肝炎病毒能诱发人类体细胞染色体畸变,说明乙型肝炎病毒可能是一种强烈的诱变因子,诱发人类体细胞染色体异常,同时病毒基因组在宿主细胞中整合,会增加宿主细胞染色体的不稳定性。1985年Hadchouel等[15]检查17例HBV感染者的精液,从3份急性肝炎患者精液中查到HBV-DNA,其中2份为整合状态,首先提出了HBV可能经生殖细胞垂直传播的假设。研究经生殖细胞垂直传播,首先要明确精子作为垂直传递的媒介物是否能够携带HBV-DNA,也就是精细胞是否具有俘获外源HBV-DNA的能力。赵连三等[16]研究显示了人的活精子能俘获外源性HBV-DNA,而死精子则不能,提示这种俘获过程是精子主动性的。而高慧婕等[10]利用用阳离子转染剂介导HBV-DNA转染小鼠精细胞研究,也进一步的说明正常人活精子能主动俘获HBV-DNA。
人活精子主动俘获HBV-DNA,从而HBV基因组能够在宿主细胞中整合,不仅会增加宿主细胞染色体的不稳定性,还可导致生殖细胞的遗传损伤,在男性主要表现在精细胞的染色体的改变,如精子畸形率升高,导致流产等。Divisor等[17]从HBsAg慢性携带者精细胞中检出了分子量为3.2kb或大于3.2kbHBV-DNA,朗振为等[18]研究发现不同发育阶段的生精细胞如精原细胞、初级精母细胞和精子细胞的胞浆内均可见HBsAg和HBeAg阳性颗粒。他们对6例睾丸组织进行原位杂交,发现HBV-DNA分布于各级生精细胞核内,认为HBV-DNA可能以整合状态的形式存在于人精子基因组中。黄建民等[19]研究发现乙肝患者精子染色体畸变率均显著高于健康对照者精子畸变率,表明HBV对精子染色体明显的致畸变遗传学效应,此类精子如受精,其后代将难免成为遗传病的受累者;也发现无HBV-DNA整合的感染者中,精子染色体畸变显著增多,显示非整合型HBV对精子染色体同样具有畸变作用,同时进一步行FISH显示HBV在精子染色体上整合特点:整合位点是随机的、非特异性的,且大多为多位点整合。而JM Huang等[20]研究表明HBV感染者可以导致精子染色体的突变,病毒DNA可以多位点,非特异地整合到精子染色体上,与黄建民等研究结果相似,从而增加精子染色体的不稳定性。
HBV对生殖细胞的遗传损伤,不仅会导致精细胞染色体的变化,也会影响精细胞核病理改变,使染色体的凋亡等病理变化增加。王安莲等[6]首次用核异常分析引入人类生殖细胞的研究,对由于HBV诱发的男性不育症患者精液精细胞核异常进行分析,患乙型肝炎组的精细胞核异常率、核碎解率其它核异常率明显高于不患乙型肝炎组;而精细胞微核率,核空泡率及核桥率,两组间无显著性差异。说明在男性不育症患者精液精细胞核异常指标中,核碎解、核染色不匀一、鼓槌等对HBV比较敏感,而微核、核空泡和核桥则较不敏感。Moretti等[7]利用荧光原位杂交观察精子细胞核,表明HBV及HCV不会对精子的质量产生损伤,但是精子细胞核的调亡和坏死比对照组明显,超出正常范围,同时利用透视电镜(TEM)所计算出的生育指数比对照组显著的低。HBV-DNA与精子染色体整合或非整合状态,引起精子的畸形率增高,同时会影响受精后胚胎的发育,导致流产、死胎及新生儿死亡率增高,从而导致男性不育的发生。
四、HBV在精液的检测方法
HBV感染的病原诊断及抗病毒疗效判断主要依赖于血清特异性抗原抗体和HBV-DNA的检测,HBV-DNA是复制活动最直接和可靠的指标,而血清检查结果常不能反映其精液的状况。1985年以来,众多研究者采用不同技术在HBV患者精液、精子内检测到HBV-DNA,生殖细胞(包括精子)内发现HBV-DNA,带有HBV-DNA的生殖细胞还可能通过受精将病毒核酸传给子代[21]。主要的检测方法有:酶联免疫吸附试验(ELISA):ELISA法成本低,不需要特殊设备,易开展,但存在一定的假阳性,对乙肝的诊断可能有漏诊;‚多聚酶链反应(PCR):PCR技术是临床基因诊断的新方法,采用封闭扩增实时荧光定量检测结果,特异性强、灵敏度高,阳性结果不但表明HBV 的感染,还能反映病毒复制情况;ƒ荧光定量多聚酶链反应(FQ-PCR):FQ-PCR技术融汇了PCR高灵敏度和DNA杂交的高特异度优点,在完全闭管的状态下完成实验,操作简便不易受污染。周勤等[22]首次用FQ-PCR技术定量检测57例HBV感染者精液中HBV-DNA,阳性率为21.1%,吕小平等[23]采用常规定性PCR检测90例HBV 感染者精液HBV-DNA ,精液HBV-DNA检出率为55.56%,其阳性检出率与周勤等结果差异较大。刘蓉等[24]建立的竞争性荧光定量聚合酶链反应(CFQ-PCR)检测血清HBV-DNA,部分解决了PCR假阳性和假阴性的问题,但还未在精液检测中应用。而对精子一般用荧光原位杂交(FISH)检测HBV-DNA在精子的整合及在精子的表达[18、19],而这技术要求比较高,不易在基层开展。
五、存在的问题和展望
对因HBV导致的男性不育的研究,英、美等国由于HBV流行率低,所以关于乙肝男性不育的资料比较少,我国是HBV的高感染区,HBsAg阳性率基数大,危害我国人民身体健康,目前的研究集中在HBV的垂直传播上,对其与男性不育的研究相对少,而我国大多数乙肝患者进入婚育期,对HBV与不育的研究须引起有关部门的重视。对于抗病毒治疗是否可以降低HBV-DNA在精液的阳性率及与精子整合?是否可以降低精子的畸形率?是否可以改善精液参数?患乙肝后为什么会发生AsAb上升导致不育?等等,这些问题都要进一步的探讨。
乙肝不育深入研究离不开分子生物学技术,借助目前的分子生物学手段及随着分子生物学的发展,会逐步揭开HBV与男性不育的谜。
关键词:肝炎病毒,乙型;男性不育;精液