29歲的黃先生結婚一年妻子的肚子都沒有動靜,夫婦雙雙到醫院檢查,結果女方一切正常;男方做精液常規檢查時顯微鏡下看不到精子,是典型的無精子症。
黃先生查過的資料說,即使是最差的情況——完全沒有精子,也可以作睪丸穿刺,只要找到一顆正常活精,都有生育的希望,而這對於動輒數以億計的精子來說,應該不難吧。醫生卻建議他先做一個Y染色體微缺失的分子診斷。帶著疑惑,黃先生完成了檢查,並證實他Y染色體上AZFa缺失。醫生說,這應該就是他無精的原因,並且不建議再進行睪丸穿刺,而應儘快考慮做供精人工授精。
「我身體一直很好,性功能也不差,為什麼只憑這幾個讀不通的英文字母就判我『死刑』呢?」黃先生心有不甘地向醫生發問。
Y染色體的自我修復缺陷
染色體是遺傳物質的載體,記載機體所有秘密的「天書」,合成各種結構的模版。人的染色體有23對,其中22對男性和女性都一樣,餘下的一對是性染色體,男性由一個X染色體和一個Y染色體組成,女性則由兩條X染色體組成。對哺乳動物來說,Y染色體裡許多基因控制著睪丸的發生和發育,因此決定了雄性性狀。
常染色體和女性的性染色體都是由兩條很相近的染色體組成一組,一條來自父親,一條來自母親,隨著世代交替,子代的各條染色體的來源不斷變換,若其中一條有錯誤,多數不會表現出病態,並有50%的機會不遺傳給子代,錯誤因此得以在子代中修復。
但Y染色體只有一條,從父親到兒子,會被原樣繼承。正是這種特性,令Y染色體在數千萬次的單純複製中,偶然會發生少量的錯誤或突變或片段缺失,就不能像其他染色體那樣得到修復,錯誤不斷累積。
不過,Y染色體並非完全沒有修復機制,基因測序發現,Y染色體包含著大量結構完全相同、方向相反的片段,就像「京九線」裡面廣州-九龍和九龍-廣州這兩段接起來一樣,這被稱為「迴文結構」。 迴文結構可以讓基因得以修復,但太多這種重複的結構也使基因更易丟失。因此,有的父親本身正常,但某些精子在分裂過程中Y染色體某些片段丟失,這種缺陷傳遞給兒子,兒子便有可能不育;有的父親正常,精子也正常,但在胚胎發育期間,染色體複製出現錯誤,Y染色體某些片段缺失,也會導致成年後不育;而現代人工輔助生育技術也可能將父親Y染色體中的缺陷遺傳給兒子。
一成半不育源自Y染色體
據世界衛生組織2011年的統計,全世界約有15%的夫婦遭受不孕不育的困擾,男性不育患者中大約有10%~15%存在Y染色體片段缺失的情況,表現為無精子症或少精子症。
目前已知在Y染色體存在著控制精子生成的基因,並將其稱為無精子症因子(AZF),其中可分為a、b、c三個互相獨立的區域,任何一個出現缺失都會導致不育。由於這些區域都非常小,所以被稱為Y染色體微缺失。
a區的基因主導精母細胞的增生,缺失較為少見,約占3%,通常表現為無精子症和小睪丸症,生精小管內沒有生殖細胞,即使進行睪丸穿刺,也很難取到精子。
b區缺失占9%左右,表現為生精阻滯,精子停留在幼稚階段,沒有成熟精子生成。同樣,AZFb缺失者也不能在睪丸獲得可用的精子。
c 區缺失是臨床上最常見的類型,占總缺失率的79%,一般來說,AZFc 缺失患者尚存精子生成能力,可以通過輔助生育手段進行治療。
除了以上3 個區,一些研究者認為還存在d 區,但因缺乏證據,還存在爭議。
而有的患者不止一個區域有缺失,其中a+b占6%,三個區域都有缺失的也占3%。這些基因的微缺失將不同程度地導致精子發生障礙,少精,弱精,無精直至不育。
Y染色體微缺失檢查有助分析和治療
無論是a區缺失還是b區缺失,或者b+c缺失、a+b+c缺失,通過睪丸穿刺等手段獲取可用精子的機會幾乎為零,所以醫生一般不建議患者進行睪丸穿刺和開始試管嬰兒,以減少無謂的經濟負擔和各種併發症。
AZFc缺失情況相對比較樂觀,給予促進精子生成的藥物治療,有機會提高患者的精子數量和質量,甚至治癒,即使採用試管嬰兒,效果一般也比較好,但可能會將這種缺陷遺傳給男性後代,兒子成年後同樣發生不育的情況。
目前,在歐美發達國家,Y染色體微缺失已成為男性不育的常規檢查項目,我國不少大型、專科醫院都已經廣泛開展Y 染色體微缺失的臨床診斷。不育症患者檢查Y染色體微缺失,一方面可以為不明原因的患者找出病因,另一方面可以為臨床診療提供依據和指導,預防盲目地進行睪丸穿刺活檢等創傷性檢查,或者一些不必要的檢查,還能夠防止將有缺陷的基因遺傳給下一代。
隨著分子生物學技術的發展,Y 染色體微缺失的檢測技術有了很大的發展,方法多種多樣,也很簡單,準確率也不斷提高,只需要採集2毫升外周血即可。
需要檢查Y染色體微缺失的人群
據資料顯示,目前我國Y染色體微缺失檢測率只有7~30%,跟患者對之不了解,以及缺乏必要的宣傳有關。
由於AZFc缺失者的精子計數可以從無精到正常,所以精液常規檢查中精子數量、形態正常不一定就代表沒有Y染色體微缺失;由其他病因引起的無精子症和少精子症,如腮腺炎後睪丸纖維化、輸精管阻塞、精索靜脈曲張等患者中亦有檢測到Y染色體微缺失的情況。近年來國外醫學界指出,無精症、少精症、弱精症、原因不明的不育症患者以及不明原因配偶習慣性流產的男性,都應該進行Y染色體缺失檢查,特別是準備實行試管嬰兒和其他人工輔助生殖治療時,也最好做該項檢查。必要時,還應應用第三代試管嬰兒技術,對植入子宮的胚胎進行基因篩選或性別篩選,以防這種缺陷遺傳給後代。
小連結:Y染色體遺傳病
Y染色體遺傳病是指遺傳病的致病基因位於Y染色體上,X染色體上沒有與之相對應的基因,所以這些基因只能隨Y染色體傳遞,由父傳子、子傳孫世代相傳,也被稱為「全男性遺傳」。
由於致病基因只位於Y染色體上,所以無顯隱性之分,後代中男性全為患者,女性全正常。除了Y染色體微缺失,常見疾病還有人類外耳道多毛症、鴨蹼病、箭豬病等。