本文主題:輸精管畸形專題 -- 輸精管畸形的原因 輸精管畸形的治療方案

輸精管畸形

  輸精管缺如是男性生殖系統的一種先天性畸形,是阻塞性無精子症及男性不育的一個重要病因,該病早在18世紀中葉就已發現,但由於診斷手段的侷限,直到20世紀前半葉,全世界僅報道25例。其後,隨著男性不育診治技術的提高,病例報道不斷增加。從1985年至今,國內陸續報道病例及治療研究已近170餘例,儘管如此,該病的病因仍未闡明。近10餘年來,隨著對該病病因學探討的逐漸深入,輸精管缺如與囊性纖維化病(cystic fibrosis,CF)的關係得到廣泛關注,對後者的深入研究使先天性輸精管缺如的分子生物學基礎得到了初步的揭示。

   (一)發病原因

  先天性輸精管缺如作為一種男性生殖系統的先天畸形一直被懷疑可能與遺傳因素有關,如曾發現該病在一些家族中有聚集現象,而發現囊性纖維化病與先天性輸精管缺如在臨床上密切相關則為遺傳因素的重要作用提供了有力的依據,自20世紀80年代末,囊性纖維化病的臨床和分子遺傳學研究取得了重大進展,對該病與先天性輸精管缺如關係的分子水平上的研究使先天性輸精管缺如的遺傳基礎得到了初步闡明。

  囊性纖維化病是一種常見的致死性常染色體隱性遺傳病,在白種人中發病率達1/2000活產兒,致病基因攜帶者頻率高達1/22,其臨床主要表現為慢性肺部疾患,胰腺外分泌功能不足,汗液電解質濃度增高及男性不育等,該病致病基因已於1989年被定位於7號染色體長臂3區1帶(7q31),並已克隆測序,基因全長250kb,有27個外顯子,eDNA長6129bp,編碼蛋白質稱為囊性纖維化病跨膜轉運調節物(cystic fibrosis transport regulator,CFTR),行使氯離子通道的功能,目前該基因已發現600餘種突變和變異,覆蓋整個CFTR基因區域,其中白種人中70%的突變△F508,即第10外顯子第1653~l655位鹼基對缺失了一個編碼肽鏈第508位苯丙氨酸的密碼子。

  在對囊性纖維化病的研究中發現絕大多數男性患者均因先天性輸精管缺如而不育,這表明該基因的突變與輸精管發育異常密切有關,研究已經證實第1類先天性輸精管缺如患者由CFTR基因突變引起,然而,無典型囊性纖維化症狀或身體貌似健康男性的先天性輸精管缺如是否與CFTR基因異常有關,目前尚不清楚,1983年Petit等首先報道1例無典型囊性纖維化病症狀的先天性輸精管缺如患者,其伴有7號染色體異常,即inv(7)(p15,q32),inv(9)(p11,q13),當時,由於CF基因尚未定位,未考慮到其與囊性纖維化的關係,現在知道,CFTR基因恰好定位於7q31,此例染色體臂間倒位可能破壞了7號染色體上與其相鄰的CFTR基因結構,從而引起先天性輸精管缺如的發生,此例提示第2類先天性輸精管缺如發生與CFTR基因異常可能存在的相關關係,其次,隨著囊性纖維化病的臨床與分子遺傳學的深入研究,日益顯示出囊性纖維化病臨床表現的多樣化及突變基因型與表現型的密切相關,即不同的突變基因型可能導致不同的臨床表現,同一突變基因型在不同個體中亦可能有不同的臨床表現,許多研究者就此類CBAVD患者的CFTR基因外顯子及外顯子與內含子剪下位點進行了廣泛的突變篩查,結果發現此類CBAVD確與CFTR基因突變密切相關,在這些患者中至少50%~70%,有時甚至高達86%攜帶有一個CFTR突變基因,其中還有10%是CFTR基因突變的複雜雜合子,即兩條7號染色體各有一種CFTR基因突變,這與正常人群中僅4%的CFTR基因突變攜帶者頻率及0.2%的發病率相比有極顯著性差異,此外還發現此類CBAVD患者CFTR基因中有許多新的或比較罕見的突變,與典型囊性纖維化患者攜帶的突變型別及頻率有所不同,進一步證實了囊性纖維化病的突變基因型與表現型之間的關係,即較常見的突變引起了典型囊性纖維化病症狀,而一些相對罕見的突變則更多地僅引起了CBAVD。

  綜上所述,目前比較一致的看法是:相當一部分無典型囊性纖維化病症狀的CBAVD男性是囊性纖維化病的一個獨特的遺傳群體,CBAVD與肺部疾患,胰腺功能不足同是囊性纖維化基因突變的一種重要的表現型,CFTR基因編碼區突變是第2類CBAVD最重要的遺傳病因之一。

  此外,在對CUAVD的研究中,研究者發現當患者單側輸精管缺如對側的輸精管在腹股溝或骨盆水平有非醫源性閉鎖時,其CFTR基因突變率常高達89%,與CBAVD相似,而與正常人群有極顯著差異,這證實了CFTR基因編碼區突變也是此類CUAVD最重要的遺傳病因之一。

  目前對囊性纖維化病基因表達的研究不僅涉及基因編碼區,還包含了少數的非編碼區,如第8內含子(introne 8)的poly(T),在對呼吸上皮CFTR基因表達的研究中證實等位基因5T能影響該基因第9外顯子的正常剪下,使轉錄水平下降,導致CFTR基因不完全表達,引起CFTR蛋白水平的降低,並可引發一系列臨床症狀,故目前認為,introne 8的5T突變是導致囊性纖維化病臨床表現多樣性的原因之一,為探討CBAVD與5T突變的關係,有作者在對CBAVD的研究中,根據囊性纖維化基因突變情況將結果分為3組:第1組約佔15%,為CFTR基因突變的複雜雜合子,均無5T突變;第2組約佔60%,有一個CFTR基因突變,其中60%以上伴有另一個CFTR基因上的5T突變;第3組約佔25%,未發現其他CFTR基因突變,而其5T突變攜帶者頻率約為25%,甚至出現5T純合子,由此可見當2個CFTR基因均發生突變時,CBAVD的發生可能僅與前者有關,而與5T突變無關;而後兩組5T突變攜帶者頻率均明顯高於正常人群5%的攜帶者頻率,顯示出極顯著差異,提示CFTR基因introne 8上5T突變的存在可能是先天性輸精管缺如發生的另一個遺傳病因,且一個CFTR基因編碼區突變加上另一CFTR基因非編碼區的一個5T突變可能是導致先天性輸精管缺如最常見的原因。

  對CBAVD男性CFTR基因轉錄水平的研究還表明,當一個CFTR基因突變與一個5T突變組成的雜合子時,其轉錄產物僅為正常的6%~16%,而5T突變純合子轉錄產物僅為正常的24%,這進一步為5T突變在先天性輸精管缺如發生中的重要作用提供了理論依據,並從一定程度上揭示了作為常染色體隱性遺傳的囊性纖維化病在僅有一個基因編碼區突變時也是發生先天性輸精管缺如的原因,此外,該基因的轉錄有一定的組織特異性,如呼吸上皮轉錄水平高於附睪上皮,這可能是攜帶CFTR基因突變的先天性輸精管缺如患者無其他臨床表現的原因之一。

  相當一部分的單純性先天性輸精管缺如是CFTR基因突變的結果,是囊性纖維化病的一個特殊的表現型,但在另一部分CBAVD及CUAVD患者中並未發現CFTR基因突變,其原因可能是:①CFTR基因較大,目前的聚合酶鏈反應-單鏈構象多型性(polymerase chain Reaction-single strand Conformation polymorphism,PCR-SSCP)等技術尚難檢出全部的突變;②迄今僅對CFTR基因的外顯子,剪下位點和極少數內合子進行過突變分析,尚不能排除啟動子區域或其他調節位點突變的存在,而後者的存在是可能的;③一些家系中父子,同胞攜帶同一突變時,僅其中之一發生CBAVD,這說明先天性輸精管缺如發生過程中,除CFTR基因異常外,還可能存在其他遺傳因素和環境因素的作用;④在先天性輸精管缺如合併其他泌尿系統畸形(如腎臟畸形等)及一側輸精管基本正常的CUAVD患者中,均未發現CFTR基因的突變,提示此類先天性輸精管缺如與CFTR基因無關,也支援尚有其他病因的作用。

  鑑於對先天性輸精管缺如的分子遺傳學研究尚侷限於基因編碼及少數非編碼區,因而除繼續從CFTR基因編碼區檢出更多突變外,還應將篩查的區域逐漸擴充套件到基因啟動子區及其他調控區,並研究CFTR基因外的其他與先天性輸精管缺如發生可能有關的基因,從而更加充分地揭示先天性輸精管缺如的分子遺傳基礎。

  (二)發病機制

  先天性輸精管缺如可分為:

  1.雙側輸精管缺如(CBAVD) 由於雙側中腎管均未發育或發育不全,可伴有附睪,精囊缺如,很少伴發雙腎畸形或缺如。

  2.單側輸精管缺如(CUAVD) 由單側中腎管未發育或發育不全所致,常伴發同側輸尿管芽不發育而致腎不發育,出現同側腎,輸尿管,輸精管,附睪管均缺如。

  3.部分輸精管缺如 又可分為輸精管陰囊段缺如和輸精管盆腔段缺如,可能是中腎管在衍變成輸精管過程中突然中止所致,其他輸精管畸形有輸精管某一段呈纖維索狀,管腔閉鎖不通,中腎管分支發育成重複輸精管,在所報告的重複輸精管病例中,大多數重複側有兩個睪丸,輸精管各自與一個睪丸相連,此外輸精管可偏離精索,異位開口於其他部位,1978年Kaplan報道8例輸精管異位畸形病人,其中6例合併其他泌尿生殖器官畸形,3例伴有先天性肛門閉鎖,由於睪丸自生殖嵴發育而來,故輸精管畸形時睪丸一般無異常。

  根據臨床表現及與囊性纖維化病的關係,先天性輸精管缺如可分為2類:第1類與囊性纖維化病明確相關,患者多以慢性肺部疾患,胰腺功能不足等就診,檢查時可發現汗液中電解質濃度升高等典型的囊性纖維化病症狀;第2類病因不明,臨床多以不育就診,而體檢時未見其他異常。
  1.病史 不育。

  2.體檢 雙側或單側陰囊內觸不到輸精管,附睪頭部增大,體尾部缺如。

  3.部分缺如有時在手術中偶然發現。
  (一)治療

  研究表明,先天性輸精管缺如的主要遺傳學病因CFTR基因突變並不影響精子本身的功能及人工授精的成功率。但該病的治療仍相當困難。以往可通過穿刺人工精子貯囊抽吸精子作人工授精,1955年Hanly首先用羊膜製作一個貯囊,並使患者妻子懷孕。隨後一些學者用靜脈、睪丸鞘膜以及動物試驗用矽橡膠製作貯囊均未能推廣。Cruz(1980)報道25例有4例懷孕,1例自然流產。Kelaml(1982)報道23例中2例懷孕,1例自然流產。Silber等(1985)報道24例卻無1例懷孕。實踐證明成功率太低,難以在臨床上推廣。近年Tournaye等推薦顯微外科附睪精子吸引術(microsurgical epididymal sperm aspiration,MESA)與細胞質內精子注射(intracytoplamic sperm injection,ICSI)相結合進行治療,可有效提高生育率。

  針對囊性纖維化主要是對症處理,應用抗生素,採用飲食療法以利食物消化吸收。

  (二)預後

  目前,先天性輸精管缺如本身還無法治療。但隨著輔助生殖技術(assistant reproductive techology,ART)的發展,患者的生育已成為可能。
  CBVAD者精液量少,pH低,無精子,精漿果糖缺乏或含量低(<0.87g/ml或<13μmol/1次射精)。

  1.睪丸組織檢查 其曲細精管能產生精子,附睪頭穿刺液中有活精子。

  2.影像學檢查 B超,CT,MRI等可見部分病例有精囊缺如或發育不良;腎畸形,發育不良,一側腎缺如等。