Y 染色体微缺失是严重少精子或无精子症的重要原因,是导致男性不育的第二大遗传因素,其发生率仅次于Klinefelter 综合征( 克氏综合征) 。
从1999 年开始,欧洲男科学协会和欧洲分子遗传实验质控网(EAA/EMQN为提高诊断质量,出版了色体微缺失分子诊断指南,并提供了客观的实验质量评价方法。
最新版的实验室指南是2013年9月EAA/EMQ根据12年的临床积累和专家共识,在1999版和2004 版的基础上修订而成。
新指南重点阐明:在少精子症或无精子症男性中发现的色体微缺失区域,主要是无精子因子(azoospermia factor , AZF)区域仅包含AZFa AZFb AZFbc、AZFc和AZFabc区,独立的AZFd区并不存在;AZFc区中gr/gr 缺失是影响精子生成的一个危险因素,但临床意义尚存争议,不作为常规检查指标;检测位点增加并不能提高检测灵敏度,反而可能使结果复杂化;基于两管多重PCR的检测方法仍适用于整个AZF缺失检测。
EAA/EMQN2年国际质量评估计划(EQA计划)的实施表明,参与实验室通过规范实验操作,改善报告质量,可有效降低诊断错误率。
Y染色体微缺失在中国不育男性中的发生频率为%处于较高水平,我们建议将AZF检测作为男性严重少精子或无精子症的常规检测项目,呼吁国内AZF 检测实验室加入EQA 计划,完善中国Y 染色体微缺失检测实验操作规范。
Y染色体微缺失分子检测在中国已幵展多年,国内专家对AZF缺失模式、检测序列标签位点(sequenee - tagged site, STS) 的数量、检测方法和内部质量控制等临床问题未达成共识。
各实验室的诊断操作方法有很大不同,导致不准确或错误诊断时有发生,迫切需要建立Y染色体微缺失诊断标准和质量控制标准。
EAA/EMQ更新的2013版指南对以上问题都给出了明确的专家共识,对我国建立自己的检测指南有重要的指导意义。
、 Y 染色体微缺失发生频率Y 染色体微缺失在健康人群中发生率约为 1/4 000 ,但在不育男性中显着升高,微 缺失发生频率为2%-10%甚至更高)。
2013版指南指出Y 染色体微缺失在中国不育 男性中发生频率为 %,处于较高水平。
2006年朱晓斌等 [1] 针对中国不育男性染色体的研究表明 AZF 微缺失在非梗阻性无精子症患者中的发生率为%,严重少精子症患者中发生率为 %,与国内外其他学者的研究基本一致。
随着微缺失分子机制的阐明和 Y 染色体男性特异区域的结构(MSY )测序完成,结合 十多年临床数据分析,EAA 专家总结沿用Repping 等[2]对Y 染色体微缺失区域的定 义模式,分为:AZFa 区缺失、AZFb 区缺失、AZFbc 区缺失和 AZFc 区缺失,认为只有该微缺失模式有明确的临床表现。
国内外学者对 AZFd 区缺失是否存在一直存有 争议。
尽管发现在AZFb 与 AZFc 两区域之间存在新的缺失位点(一些学者认为的AZFd 区缺失 ),但是该区域缺失没有明确的临床意义,也并非独立存在的缺失模式。
所 以第四区域AZFd 区缺失仍存在较多争议。
Musi tmanolu 等[3]在2005年的一项研究 中指出AZFd 缺失可能与精子形成有关,但仍缺乏有力的临床证据。
等[4]在精子正常和轻度少精子症患者中都发现了假定的 AZFd 区缺失。
然而,至今 为止 AZFd 区域尚未发现与精子生成相关的候选基因,其缺失所对应的临床表型还 二、 gr/gr 缺失不纳入常规检查项目 研究证实gr/gr 缺失属于AZFc 部分缺失,是影响精子生成的一个重要因素,但是否需要将其作为常规检查指标尚存争议。
尽管 gr/gr 缺失可导致AZFc 区一半以上基因丢失,但其临床意义仍不明确,因为该缺失患者精子生成表型变化多样,从少2013 年,陈科 需进 步确认。
精到精子数目正常都存在0 gr/gr 缺失表型在不同人种和地域间存在差异,已有研 究证实在欧洲白种人 ( 除了法国人 [5] 和德国人 [6]) 和西太平洋居民中, gr/gr 缺失 是男性生精障碍的高危因素 [7] 0但在部分亚洲国家如日本和中国 [8,9] , gr/gr 缺 失在健康人群中的概率和在不育患者的概率无显着差别。
李铮等 [10]研究发现Y 染 色体 gr/gr 缺失既存在于严重不育男性,也存在于生精功能正常的捐精者中,缺失 可能遗传自父亲,并未影响精子的发生,不能认为是精子发生的遗传风险因子。
因 此在中国 gr/gr 缺失不建议作为 Y 染色体微缺失常规检测的缺失模式。
三、AZF 缺失基因型/表型相关性Y 染色体微缺失主要是 AZF 的缺失,该区域包含精子生成的相关基因家族,不同程 度的缺失可导致少精子或无精子症。
AZF 区进一步可分为 AZFa AZFb AZFc 区域。
AZFa 区域缺失通常导致唯支持细胞综合征 (SCO 综合征)和无精子症。
如果诊断为整 个AZFa 区域缺失,从睾丸中获得精子的概率为 00 AZFb 和AZFbc (P5/P1近端;P5/P1 远端,P4/P1远端)缺失的典型睾丸组织学特征是 SCO 综合征或精子发生阻滞导致的 无精子症。
研究表明这些缺失与整个 AZFa 区域缺失情况一样,患者也不能通过睾 丸穿刺(TESE )获得精子。
严重少精子或无精子症患者中 AZFc 缺失发生频率最高, AZFc 缺失的临床表型和睾丸组织学类型多种多样0一般说来, 存精子生成能力0罕见情况下,其缺失在自然状态下可遗传给其男性后代50%AZF (缺失的无精子症患者可通过 TESE 获得精子,进行单精子卵胞浆内注射(ICSI ) 受孕,但这些患者的男性后代都将是 AZF ( 缺失的携带者四、 Y 染色体微缺失检测人群 Y 染色体微缺失检测不仅可以明确严重少精子或无精子症的病因,而且可以对预后 AZFc 缺失患者尚残 [11] 0近做出一定的评估。
Y染色体微缺失通常见于无精子症或精子浓度少于2X 106/ml的患者。
一般的临床参数,如激素水平睾丸大小精索静脉曲张睾丸畸形感染等对是否存在Y染色体微缺失没有任何预测价值,Y染色体微缺失必须通过分子检测来确定。
拟行ICSI 的严重少精子症应该做Y 染色体微缺失检测,而对非梗阻性无精子症患者在行TESE 或者睾丸显微切开取精术前也应该进行常规检测,因为当整个AZFa整个AZFb AZFbc或者AZFabc缺失时都不建议给患者做手术。
需要特别提醒的是,如果采用辅助生育技术,AZFc缺失可以垂直遗传给男性后代。
如果患者通过AZF检测发现部分AZFa AZFb或AZFc缺失,建议家族中其他男性也进行AZF检测,因为这种缺失是可以遗传的。
但整个AZFa AZFb AZFbc或者AZFabc缺失时不建议家族其他男性成员做AZF检测,因为这些缺失通常没有精子生成。
对丈夫携带AZFc区缺失类型的夫妻,研究其ICSI受孕情况[12],大部分研究表明Y 染色体微缺失存在与否不影响受精率和受孕率,但也有个别报道指出微缺失会导致受精率下降,影响胚胎质量,降低囊胚率和ICSI 成功率[13]。
五STSY染色体微缺失上的STS位点高达131个,如果用于Y染色体微缺失检测的STS过少,将有可能漏检某些区域的缺失,但若采用的STS过多,则可能包含一些多态性序列,而这些位点在正常可育男性中也可出现缺失。
指南指出,原则上只要对每个AZF区域一个非多态性的STS位点进行分析就足以判断AZFa AZFb AZFc是否存在缺失。
任何一个已知缺失区域都包括多个STS位点,每个区域设置2个STS位点有助于增加检测的准确性。
鉴于众多实验室经验总结和外部质量控制,并考虑到多重PCF扩增的形式,在1999和2004版指南中推荐的经典STS引物仍然有效,这些引物包括:AZFa: sY84、sY86;AZFb sY 127、sY 134;AZFc: sY254、sY255 (都在DAZ基因上)。
这些STS位点引物由多个实验室和外部质量控制实验证明:结果可信重复性好。
采用这些引物几乎能够检测到所有临床上的相关缺失和文献报道的3个AZF区域95%以上的缺失,设计的这套引物能完全满足常规检测。
它是一个简单的标准,便于实验室质量控制和缩小实验室之间的检测差异,因此强烈推荐所有实验室都采用这些引物。
指南指出一些检测方法和试剂可检测很多STS位点,但并不能提高检测的灵敏度,反而可能使结果复杂化、难以解释,因为这可能检测到很多假的缺失位点,尤其是当DNA质量不好,PCR条件不是最佳时。
而大部分试剂盒并没有额外的单重PCR来确认可疑结果,因此指南并不推荐增加STS位点[14]。
六、PCR的形式和内部质量控制Y染色体微缺失检测采用多重PCF体系,体系中设置的PCR引物应该包括2个内对照:sY 14(SRY)、ZFX/ZFY; 6 个STS位点:sY84、sY86、sY 127、sY 134、sY254、sY255。
PCR需设立内对照(SRY、ZFX/ZFY基因),阳性对照(健康的男性DNA),阴性对照(女性DNA和水空白对照(用水代替模板,即含有除模板DNA外所有成分的PCR反应)。
阳性对照监测实验操作是否有效,阴性对照监测DNA是否污染,空白对照监测试剂是否污染。
内对照SRY基因是男性性别决定基因,位于Y染色体短臂,内对照SRY基因可以在ZFY基因丢失时证明Y染色体特征序列的存在(比如:在XX男性中)。
ZFX基因检测不仅可以作为女性DNA对照,也可作为没有SRY S因的46, XX男性患者唯一的阳性对照。
指南推荐的相关操作都经过认真设计和优化,采用两管多重PCR反应,每管多重PCR反应体系中都包括每个区域的一个位点。
当标本出现整个AZFa AZFb或AZFc区缺失时,两管PCR反应中相应区域设置的2个STS位点产物都会缺失。
当AZFa和AZFb区域出现部分缺失时,相关区域单个位点的缺失是有可能的,但需小心求证,对整个区域进行详细的研究,目前这种情况很少见,被认为是例外。
通常认为AZFc 区的SY254或SY255单个缺失是实验结果错误。
七、Y染色体微缺失检测方法EAA/EMQ推荐采用多重PCF方法检测Y染色体微缺失。
基于多重PCR的Y染色体微缺失检测方法很多,如实时荧光PCR(Real- time PCR) 、电泳法和芯片法等。
Real-time PCF检测采用荧光标记探针,不涉及电泳,检测速度更快,数字化结果更加直观,因此指南推荐有条件的实验室都应采用该方法。
在没有Feal - time PCF 检测仪的实验室,可采用电泳法或毛细电泳法。
其他的检测方法如基因芯片检测,其花费昂贵,且包含太多不必要的位点,不为指南所推荐。