康中论坛(第12期-Ⅱ):单中心非梗阻性无精子症: 从基础理论研究到临床诊疗的回顾和展望

康中会(Cornell-China Circle)

<h1 style="text-align: center;"><b style="color: rgb(237, 35, 8); font-size: 22px;">演讲嘉宾</b></h1><h1 style="text-align: center;"><br></h1><h1 style="text-align: center;"><b style="color: rgb(237, 35, 8); font-size: 22px;">安 庚 副教授</b></h1><h1 style="text-align: center;"><br></h1><p class="ql-block" style="text-align: center;">生殖医学中心副主任</p><p class="ql-block" style="text-align: center;">男科主任</p><p class="ql-block" style="text-align: center;">广州医科大学附属第三医院</p><p class="ql-block"><br></p> <h5><i><font color="#b06fbb">(温馨提示:在文章结尾处,欢迎关注和观看安庚教授本次演讲的精彩视频)</font></i></h5> <h1 style="text-align: center;"><b><font color="#167efb">单中心非梗阻性无精子症:从基础理论研究到临床诊疗的回顾与展望</font></b></h1> 人类生殖医学是目前研究的热点方向之一。从精子与卵子的受精到形成胚胎以及到胚胎发育的整个过程,从生殖嵴的分化到睾丸发育,从原始生殖细胞到成熟的精子,再到与卵子的受精形成一个循环的过程,这也是生命形成的整个过程,其中每一个环节都有可能成为我们的研究方向。<div><br></div><div>安庚教授团队主要针对原始生殖细胞增殖及向精子分化过程开展了一系列研究工作。<font color="#167efb">将从以下四个方面展开论述:</font><div><ul><li>单细胞测序与精子发生相关研究;</li><li>性激素调控与内分泌治疗方案;</li><li>睾丸显微取精ICSI数据集随访;</li><li>睾丸组织培养及展望。</li></ul></div></div> <h5 style="text-align: center">从精子发生到睾丸发育</h5> <div style="text-align: center;"><b><font color="#167efb">单细胞测序与精子发生相关研究</font></b></div><div style="text-align: center;"><b><font color="#167efb"><br></font></b></div><font color="#167efb">1.精子发生</font><br> 精子发生的过程是从原始生殖细胞、精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、精子细胞到精子,在这个过程中需要经过两次的减数分裂。在精子发生的过程中需要生精微环境,包括生殖细胞,间质细胞(Leydig cells)和支持细胞(Sertoli cells)等。 <h5 style="text-align: center">精子发生的过程</h5> 人类精子发生可分为三个阶段,首先是减数分裂前期、减数分裂期、减数分裂后期(包括减数分裂后期精子的成熟)。在减数分裂前期主要涉及精原细胞分化的过程以及精原细胞在进入减数分裂期前完成最后一轮的DNA复制。减数分裂期可细分为细线期、偶线期、粗线期和双线期,在此过程中包括了同源染色体的排列、减数分裂重组以及交叉形成、精母细胞通过两个连续的减数分裂形成单倍体的精子细胞,这是精子发生过程最为复杂的阶段。临床上观察到的非梗阻性无精子症患者的生精过程多数停滞于减数分裂前期和减数分裂期。在减数分裂后期阶段圆形精子细胞还需发生广泛的形态学变化,包括染色质压实、细胞质和细胞器的重组、鞭毛的发育到最终形成成熟的精子。 <h5 style="text-align: center;"><font color="#333333">人类精子发生的三个阶段</font></h5> <font color="#167efb">2. 研究与突破</font><br> 随着对人类精子发生过程以及动物实验的深入研究,我们目前可对精子发生阶段的Marker基因进行标记,可做到相对精准的定位,但是由于动物的精子发生与人类精子发生还存在诸多区别,使得我们尚不能全面了解人类精子发生的过程。基于这个局限性,2018年安庚教授团队联合乔杰院士、赵小阳教授完成了对男性人类精子发生整个过程的单细胞测序工作,阐明了人类精子发生过程中的细胞命运转变和标记基因的动态变化,研究结题提示三种精原细胞亚型、七种精母细胞亚型和四种精子细胞亚型。 <h5 style="text-align: center;">人类精子发生过程的单细胞测序图谱</h5> 2020年,安庚教授联合南通大学医学院院长孙斐教授进一步对健康人、梗阻性无精子症以及非梗阻性无精子症睾丸组织进行单细胞测序,发现梗阻性无精子症患者睾丸细胞亚型与健康人相同,其睾丸精子比例明显降低,早期初级精母细胞比例明显升高,这说明梗阻性无精子症患者的精子发生功能受损;此外,研究表明非梗阻性无精子症的支持细胞与梗阻性无精子症的支持细胞基因表达存在一定差异性。 <h5 style="text-align: center;">健康人、梗阻性无精子症以及非梗阻性无精子症睾丸组织的单细胞测序</h5> 目前,安庚教授团队在上述两项研究的基础上,正进一步针对非梗阻性无精子症的病因进行深入研究,鉴别出不同类型的非梗阻性无精子症所关联的表型,描绘出非梗阻性无精子症相较于正常睾丸组织存在的基因突变图谱。这部分结果正在数据整理阶段。 <h5 style="text-align: center;">不同类型的非梗阻性无精子症的单细胞测序</h5> <div style="text-align: center;"><b><font color="#167efb">性激素调控与内分泌治疗方案</font></b></div><div style="text-align: center;"><b><br></b></div><font color="#167efb">1. 男性生殖内分泌</font><br> 精子发生的过程离不开性激素的调控。女性生殖内分泌学的基础是两促性腺激素两细胞学说;男性生殖内分泌学的针对下丘脑-垂体-睾丸性腺轴的研究同样较为完备,但是对于在临床中利用内分泌对促进精子发生的治疗方面仍有许多工作需要完善。<div><br> 安庚教授简单介绍了激素是如何在精子发生过程中发挥调控作用的。卵泡刺激素(FSH)的主要作用是增加精原细胞和减数分裂前精母细胞的数量、参与减数分裂启动和维持生殖细胞的数量、刺激精原细胞和前细线期精母细胞的有丝分裂和减数分裂。黄体生成素(LH)可刺激睾酮的产生,对于精子发生必不可少,这可在动物实验中观察到的敲除LH受体后导致无精子症得以印证。睾酮(T)的作用包括参与完成减数分裂、促进长头精子Steroli cell的粘附、促进精子的释放、维持血睾屏障(BTB)。而睾丸内睾酮(ITT)是激素调控精子发生的关键环节,其浓度是循环系统中睾酮浓度的100-1000倍,参与构成了睾丸内生精微环境,并且参与了精原细胞A型向B型的转化。激素调控精子发生的深入阐述可为我们进一步对内分泌治疗促进精子发生以及体外睾丸组织培养提供更为深厚的理论依据。</div> <h5 style="text-align: center">激素调控精子发生</h5> <font color="#167efb">2. 内分泌治疗非梗阻性无精子症的方案</font><br> 2013年Hussein等通过术前进行包括克罗米芬、hCG和hMG在内的激素预处理,希望提高显微取精的获精率,其结果提示496例接受上述内分泌治疗预处理的患者的获精率较116例选择直接进行显微取精手术的获精率高(61.7% vs 33.6%)。而日本学者Shiraishi等人提出利用hCG、FSH促进精子发生来提高二次显微手术取精的成功率。安庚教授团队根据现有的治疗方案基础上提出改良方案并进行临床数据分享。 <h5 style="text-align: center;">内分泌治疗方案</h5> 安庚教授团队针对高促型NOA推荐的治疗方案是hCG序贯治疗方案,首先采用hCG进行预处理,根据患者对hCG的反应性来判断睾丸储备功能,并根据FSH和T的水平变化,后续是否加用FSH、hMG等,抑或是继续延续hCG治疗。2020年安庚教授在Fertility and Sterility发表了关于hCG在非嵌合型克氏综合征中的应用及其ICSI结局的成果,提出非嵌合型克氏综合征患者接受hCG治疗的睾酮反应可能预测micro-TESE的手术结局。安庚教授表示该工作得到了康奈尔大学李石华教授的支持和指导。<div><br>安庚教授团队随后对2015年至2019年就诊的NOA患者(除外克氏综合征)内分泌治疗的数据进行总结和分析,通过倾向性评分逆概率加权并调整混杂后提示促性腺激素治疗对显微手术取精有积极影响。目前数据整理并拟投稿Fertility and Sterility杂志。</div> <h5 style="text-align: center">非嵌合型克氏综合征患者接受hCG治疗的睾酮反应可能预测micro-TESE的手术结局</h5> <h3 style="text-align: center"><b><font color="#167efb">睾丸显微取精ICSI数据及随访</font></b></h3><h3 style="text-align: center"><br><div style="text-align: left;"><span style="color: inherit;">安庚教授团队建立了术中冰冻快速病理技术。通过术中快速病理可短时间内对睾丸组织病理进行诊断,有助于明确睾丸组织的组织成分、有利于标本进入生物样本库以及后续开展睾丸组织体外培养。</span></div><div style="text-align: left;"><span style="color: inherit;"><br></span></div><div style="text-align: left;"><span style="color: inherit;">安庚教授团队对2015年至2019年就诊的968例接受micro-TESE的NOA患者的ICSI结局进行了随访,分析了不同病因NOA的ICSI结局、不同冷冻精子数量的ICSI结局、新鲜精子与冷冻精子的ICSI结局以及随访新生儿数据。该文章已投稿Fertility and Sterility,目前处于修稿阶段。</span></div></h3> <h5 style="text-align: center;">接受micro-TESE的NOA患者的ICSI结局随访数据</h5> <div style="text-align: center;"><b><font color="#167efb">睾丸组织的培养及展望</font></b></div><div style="text-align: center;"><b><font color="#167efb"><br></font></b></div>睾丸组织的培养和分化是世界性的难题。早在2014年Nature Communications发表了一篇突破性的文章,提示冷冻睾丸组织可在体外完成培育并实现子代生育;2019年Science的一篇文章证实可通过睾丸组织的自体移植生育子代。并对体外2D和3D培养体系的现状进行了分享。<div><br> 安庚教授团队2020年利用3D打印技术实现了全球首例“3D打印海绵体支架”修复阴茎缺损并使其恢复生殖功能生育子代,从而为建立3D培养体系奠定了基础,以期后续利用3D技术构建睾丸组织体外培养体系,实现精子发生的体外研究以及进行生育力保存。团队相关工作仍在进行中,目前正在进行利用水凝胶3D打印构建曲细精管的前期工作,下一步尚需利用微流控技术解决细胞接种的问题。</div> <h1 style="text-align: center;"><b style=""><font color="#ed2308">总 结</font></b></h1><div><font color="#167efb"><br></font></div><ul><li><font color="#167efb">单细胞测序分析作为一种研究工具对NOA的病因学研究具有重要意义。</font></li><li><font color="#167efb">NOA患者术前内分泌治疗对SRR及ICSI结局具有积极影响,患者可从中获益。</font></li><li><font color="#167efb">冷冻睾丸组织与新鲜取精相比较的ICSI结局无显著性差异。</font></li><li><font color="#167efb">睾丸组织的体外培养和自体移植具有重要的研究价值。</font></li></ul> <b>精彩专题报告结束后,康中论坛的各位专家就上述话题展开了深入和激烈的讨论。</b> <h3 style="text-align: center"><font color="#b06fbb">安庚教授本次演讲视频</font></h3> <h1 style="text-align: center;"><b style="color: rgb(237, 35, 8); font-size: 15px;">2021年第2期-Ⅱ(总第12期)资料整理</b></h1><h1 style="text-align: center;"><b style="color: rgb(237, 35, 8); font-size: 15px;">安 庚 潘 峰</b></h1><h1 style="text-align: center;"><br></h1><h1 style="text-align: center;"><b style="color: rgb(237, 35, 8); font-size: 15px;">本期视频录制、编辑</b></h1><h1 style="text-align: center;"><b style="color: rgb(237, 35, 8); font-size: 15px;">周 梁 潘 峰 李石华</b></h1><h1 style="text-align: center;"><br></h1><h1 style="text-align: center;"><b style="color: rgb(237, 35, 8); font-size: 15px;">2021年第2期-Ⅱ主审校</b></h1><h1 style="text-align: center;"><b style="color: rgb(237, 35, 8); font-size: 15px;">潘 峰 周任远 田 龙 李石华</b></h1><p class="ql-block"><br></p> <h1><div style="text-align: center;"><span style="color: rgb(237, 35, 8);"><b>Care · Discover · Teach</b></span></div><font color="#ed2308"><b><div style="text-align: center;"><br></div><div style="text-align: center;">关爱 · 探索 · 教导</div><div style="text-align: center;"><br></div><div style="text-align: center;"><br></div></b></font></h1>