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1、精液脱落细胞学在男性不育中的应用 曹兴午教授精液脱落细胞学分析在临床中的应用 李翠英 精液脱落细胞学分析包含以下 一 精子形态学二 生精细胞学三 评估睾丸功能 对临床提供的意义 主要意义 1评估患者睾丸的生殖功能 2探索不育的病因 病因定位3给临床提供疗效评估 根据凋亡率 胀亡率 7个首创 1 首创建了以分子生物学进行精子凋亡分类新方法 2 首次提出 依据缺陷精子形态学特点进行病因定位 3 首次提出睾丸生精障碍的靶区 靶细胞 靶点 三靶学说 学术新观点和新观念 4 首次提出以精液脱落细胞学分析取代替睾丸活检新方法 5 首次提出通过精液检出生精细胞脱落 为评估睾丸生精功能以及治疗方法 6 首次提
2、出精液中检出含铁血黄素结晶 7 首次提出细菌性阴道病男性是携带和传播者的 四口循环 传播方式 提高本病新认识及预防措施 睾丸功能和结构 睾丸是产生精子和分泌雄激素的器官 睾丸由间质组织和生精小管两部分组成 间质组织 包括结缔组织 毛细血管 淋巴管 成纤维细胞 巨噬细胞和能分泌雄激素的间质细胞 生精小管 包括基膜 生精上皮 支持细胞 间质细胞 支持细胞 睾丸结构 精子生成与生精细胞 生精细胞 包括精原细胞 初级精母细胞 次级精母细胞 精子细胞和精子 从精原细胞到精子细胞的分裂过程 称为精母细胞生成 转变 过程 精子细胞向精子的形成过程 称为精子形成过程 精子发生周期 精原细胞增值需要27天 初级
3、精母细胞第一次减数分裂需要23天 次级精母细胞第二次减数分裂需要1天 精子形成需要23天 总计 27 23 1 23 74天 一个精原干细胞产生256精子 因此一个睾丸24小时工作 每天产生几亿精子 生精细胞与精子生成模式图 精液脱落细胞学 1 睾丸生殖细胞 间质细胞 支持细胞 生精细胞 精原细胞 初级精母细胞 次级精母细胞 精子细胞 和精子 支持细胞骨架 微管 微丝 2非生殖细胞 中性粒细胞 嗜酸细胞 嗜碱细胞 淋巴细胞 巨噬细胞 肥大细胞 异常淋巴细胞 红细胞 3 生殖道上皮系统 前列腺上皮 精囊上皮 附睾上皮 尿道上皮 肾上皮 阴道上皮 来自女性 4 睾丸内结晶 含铁血黄素结晶 精胺酸结
4、晶 5 微生物 加德纳菌 线索细胞 病毒脂质体和包涵体 6 其他有形成分 颗粒残渣 脂滴 组织纤维等 总之 精液中的所有的有形成分都可以作为考证睾丸的生殖功能状态和病理性损伤的指标 为此 不应轻视和忽略任何精液内容 都应该看做是检出内容和检查的指标 尤其生精细胞凋亡的检测已经应用 我们必须认真检测与辨识 提高实验诊断水平 为临床提供有利的诊断和治疗依据 精子形态学 目前 精子动态学 精子形态学和生精细胞学的分析已成为临床上评价男性生育功能的重要手段 精液动力学分析 包含精液量 PH 精液液化时间 精子密度 精子活力 单纯的精液动态学分析 存在着不足和缺陷 不能确诊不育的病因 精液脱落细胞分析
5、包含精子形态学分析和生精细胞学分析 精子形态学分析 根据头部缺陷精子 颈部缺陷精子 尾部缺陷精子来病因定位 生精细胞学分析 生精细胞的脱落来分析生精细胞功能存在与否 生精细胞存在停滞在哪个阶段 精子形态学分析评估睾丸与生精功能关系 精子畸形率增加正是反映了睾丸生殖功能的重要指标 是睾丸损伤和发生障碍的一种临床表现 我们检测的目的就是根据精子形态学特征和畸形率的多寡 有效的评价睾丸的生殖功能 为临床提供诊断和治疗信息 观察精子畸形的目的是为了满足临床诊断和治疗的需要 是根据精子形态的特征阐述 尽可能明确与睾丸生精障碍的关系 应该是病因学的诊断 精子凋亡形态学分类普及及推广具有临床意义 病因定位
6、根据精子形态学 缺陷 分析进行病因学定位 通过缺陷精子的形态去探索与疾病的关系 精索静脉曲张 或高温环境 头部精子凋亡率高 或头部缺陷精子增多 雄激素缺乏 幼稚精子 尾部缺陷 增加 微生物感染 颈部缺陷精子增多 吸烟 尼古丁效应精子化学物质中毒 农药 短尾精子增多 精子畸形率发展趋势 1993年 2013年 1993年 N 177 21 1 1997年 N 189 40 1 2006年 N 254 40 2 2008年 N 263 36 4 2010年 N 2599 45 13 2011年 N 243 55 86 2012年 N 425 65 76 2013年 N 356 79 79 正常精子
7、 瑞 吉染色 精索静脉曲张对生育的影响 精索静脉曲张 在男性不育症中占50 80 1 精液病理 主要精子数量减少 甚至无精子症 精子活力下降 精子畸形率增高 精子畸形在精子头部缺陷明显 常表现为小头 圆头 锥形头为主 并头部凋亡率高 精子核的浓染和固缩是精子DNA损伤的结果和表现 2 睾丸病理 主要表现在生精上皮细胞的脱落 严重时仅残留支持细胞导致唯支持细胞综合征 精子生成障碍主要发生在初级精母细胞和精子细胞阶段 生精小管界膜增厚 间质水中 变性 小血管淤血等 最后导致生精功能丧失 甚至睾丸萎缩 3 附睾病理 主要表现在间质水中 上皮细胞萎缩 小血管扩张淤血 附睾功能有不同程度的损伤 精索静脉
8、曲张与精子凋亡 精子凋亡 核固缩 浓染 凋亡精子 核凸出 畸变 头部凋亡精子 头部凋亡精子 头部凋亡精子 热效应精子 VC生精细胞脱落 高峰期 有精子 胀亡 胞质桥连接 19 腮腺炎生精细胞检查 精子细胞凋亡为主 精索静脉曲张者 VC 与非精索静脉曲张者 NVC 缺陷精子统计 幼稚精子 雄激素缺乏 因为雄激素缺乏导致精子在生成过程中分化不良 以幼稚状态就排出体外 因为精子凋亡常常发生在成熟过程中的始发期和终末期 与支持细胞的功能有关 如果在老年人的精液中出现 属于老年人雄激素缺乏引起的生理 幼稚精子 尾部凋亡子 精子胀亡与ATP 精子出现胀亡 说明在精子发育的过程中 由于三磷酸腺苷 ATP 缺
9、乏或供应不足 精子凋亡过程中由于能量不足 精子凋亡转化为精子胀亡 出现精子头核膨胀 溶解 浆肿胀 精子尾显现2 条 生精细胞同样出现胀亡 圆头精子 遗传因素 100 圆头精子 可能与遗传因素有关 也可能是环境有害有关 头部圆形 一般无顶体 在瑞 姬染色中 头核显示深蓝色 充实 浓染 尚可以看到双头核 三头核凋亡精子 遗传方式包括 常染色体隐性 常染色体显性以及多基因遗传 邵永等报道在一例患者Y染色体短臂多一条带 其父亲也同样出现Y染色体短臂上这条多余带 其圆头精子是与其有关 化学污染与精子损害 化学物质对精子形态的影响 主要是精子短尾的异常形态 一般缺陷精子超过50 70 就要考虑到毒物的作用
10、和影响 尤其是短尾精子增加 农药 化学性 中毒的可能性极大 支原体感染精子 支原体感染生精细胞凋亡 核固缩 核破碎 凋亡小体 尼古丁效应精子 这一类精子是由于烟草的影响 造成精子畸形 出现的特征性变化 有可能是自己吸烟也可能是二手烟的影响 造成精子特征性畸变 已经证明吸烟者的精子中内源性DNA链断裂增加 精子核内有较高水平的氧化性DNA合成物 如8 羟基脱氧鸟嘌呤 这可能是基因损害的信号 接触尼古丁可导致大鼠睾丸萎缩与生精功能损伤 精液中检出尼古丁和其代谢产物可替宁以及其他成分进入精液而影响精子发育 已经证实 氧化应激 OS 影响精子染色质的完整性 并常引起单股和双股DNA断裂 双头 双尾精子
11、 精液中出现双头 双尾精子 常常提示患者有基础疾患 多数精索静脉曲张患者 精液中精子缺陷率明显增高 出现尾部呈双 精子头或头部核成双 上述情况常常是由于精子细胞分化不良 导致精子发育不良造成的 小睾丸症精子胀亡形态 小睾症精子常常是多种多样 畸形怪状的 尤其胀亡的精子检出率比较高 这是由于精子凋亡过程ATP供应不足造成精子凋亡转变胀亡 生精细胞学 精原细胞初级精母细胞次级精母细胞精子细胞数量异常 比例异常 形态异常 睾丸生殖功能障碍导致无精子 睾丸生精障碍 非梗阻 289 362例占79 83 生精细胞检出类型生精细胞减少型 210 289例72 66 生精细胞阻滞型 42 289例14 53
12、 生精细胞缺乏型 37 289例12 80 生精细胞检出率 252 289例87 2 精子检出率 离心 染色 油镜 53 289例18 34 生精细胞学3大优势 1 精液中生精细胞的检查能有效地区别精液中的其他细胞 如白细胞 避免误诊 2 精液中生精细胞的检查结合精浆生化可鉴别梗阻性无精子症和非梗阻性无精子症 并可反应睾丸的生精功能 3 动态观察精液中生精细胞的变化 可以作为男性不育症疗效观察和判断预后的指标之一 互证诊疗 生精细胞学与睾丸活检区别 传统 睾丸活检弊端1 创伤性2 局限性3 破坏性4 恐惧性5 重复性 生精细胞学优越性1 随意性2 全面性3 无损伤4 无恐惧5 可重复 睾丸支持
13、细胞 支架 精子镶嵌 保姆细胞 支持细胞形态 支持细胞在曲细精管的内表面 多呈长锥形或不规则 是高柱状细胞 各级生精细胞均镶嵌在上面 形成血 睾屏障 构成曲细精管的微环境 瑞吉染色核常常浓染 紫红色 可见核微体 胞浆淡染 粉红色 不规则 支持细胞6功能 1对生精细胞的支持 营养 保护 2参与生精细胞向管腔移动精子向管腔释放 3吞噬精子形成时脱离的残体4分泌抑制素 抑制FSH 5合成雄激素结合蛋白 ABP 6形成血睾屏障 生精细胞发育的内环境 精子抗原不外溢 支持细胞检出 应用评估 支持细胞的功能减退或数量减少 可导致生精细胞过度凋亡 进一步精子生成减少 支持细胞与基膜发生脱离则发生明显的凋亡
14、说明基底膜受到损伤 必须进行控制 否则会进一步发展造成睾丸的不可逆损伤 精液中支持细胞骨架残余 睾丸间质细胞 间质占睾丸体积的36 间质细胞占睾丸体积12 20岁睾丸大约含有70亿个 随年龄递减0 1亿 年 为什么老年人雄激素降低的原因 间质细胞为雄激素分泌细胞 圆形或多边形 直径15 20 m 细胞核圆形居中 淡染 见核微体 细胞质嗜酸性 含脂滴和脂褐素 间质细胞临床意义 间质细胞的基本功能是合成和分泌雄激素 男性95 雄激素由间质细胞分泌 分泌量正常成人为175 470nmol 24h 精液中检出多量的间质细胞 说明睾丸界膜受到损伤 睾丸生殖功能发生障碍 生殖细胞可大量脱落并伴随间质细胞脱
15、落 如果在无精子患者精液中检出 说明有可能形成唯支持细胞综合征 间质细胞脱落到精液 在精液中甚至可以看到间质细胞的骨架 12岁与62岁睾丸细胞涂片比较 精液中正常精原细胞 精原细胞为睾丸的干细胞胞体直径5 5 9 m 圆形或稍椭圆形 胞核较大 呈圆形 居中或稍偏一侧 占细胞2 3以上 胞浆染浅紫色 呈均匀 平坦薄膜 无浓集颗粒 核内含深紫色细或粗颗粒状的染色质 偶见颗粒块与空泡 典型初级精母细胞 胞体直径为7 0 16 5 m 胞核7 63 m 胞体呈圆形或椭圆形 胞核常偏于一侧 大小不一 占细胞1 6 2 3以上 胞浆染浅紫色 有时有细颗粒沉着和空泡 胞核染紫色细颗粒状或粗颗粒状 由于初级精
16、母细胞 经过有前细线期和休止期 细丝期 接合丝期 粗丝期和复丝期等阶段 精液中细胞形态可多种多样 核染紫色颗粒 粗细致密和大小完全不一 分色好的细胞 核内可见粗颗粒状的核微体 核仁 有时核呈膨大状态 正常次级精母细胞 胞体直径6 5 13 85 m 呈圆形或椭圆形 胞核为6 75 m 呈球形或椭圆形 单核时常居中或稍偏于一边 双核时常对称排列 贴于胞浆 三核或多核时呈重叠排列 胞浆染浅紫色 常与初级精母细胞相似 胞核呈分裂相 着深紫色 粗大颗粒有时堆成块状 胞浆内偶有空泡 正常精子细胞 胞体直径为4 0 8 6 m 多数呈圆形 偶有椭圆形 胞核为4 1 m 大多呈球形或椭圆形 可见单核 双核 或更多 常贴于胞浆边缘 也有居中胞浆染浅紫色 可见到空泡 胞核染深紫色 形成浓厚 结实精子头雏形 核内颗粒浓集 不易分辨 精液中可以看到不同发育阶段的多形态的精子细胞 甚至出现伸出尾鞭毛的精子细胞 凋亡与胀亡 环境因素 3种途径 1 直接作用睾丸生精上皮 导致精子生成的暂时性或永久性障碍 2 通过影响下丘脑 垂体 性腺轴 干扰体内正常性激素的平衡 间接影响精子生成 3 作用于附睾及副性腺 影响精子
