什么是SPAG1基因？

SPAG1基因又叫精子相关抗原1基因（sperm associated antigen 1），这类抗原基因是负责调控与抗精子抗体相关的蛋白物质，包括睾丸中生殖细胞的质膜和成熟精子的顶体后质膜。

抗精子抗体通常会导致不明原因不孕的发生，而通常在诊断不孕症的病因时，通常会依赖于相关精子抗原的鉴定。而SPAG1基因表达的蛋白可以被不孕女性的抗精子抗体识别。该蛋白定位于睾丸中生殖细胞的质膜和成熟精子的顶体后质膜，与重组多肽结合并表现出多肽化活性（GTP）。因此，该蛋白可以调控GTP信号转导通路，参与精子的发育和受精过程。

如果SPAG1基因出现突变，会导致SPAG1蛋白失活，诱发PCD和MMAF，从而导致出现弱精症和受精失败的症状，从而导致男性不育。并且女性基因缺陷患者，虽然不会影响其正常生活，但其携带的SPAG1基因突变，也有可能会遗传给子代。

什么是原发性纤毛运动障碍（PCD）？

原发性纤毛运动障碍也可以叫原发性睫状运动障碍，是一种以慢性呼吸道感染，内部器官位置异常以及无法生育（不育）为特征的疾病。这种情况的体征和症状是由异常纤毛和鞭毛引起的。纤毛是微小的，手指状的突起，从细胞表面伸出。它们存在于气道，生殖系统以及其他器官和组织的内壁。鞭毛是类似于纤毛的尾状结构，可推动精子细胞向前移动。

在呼吸道中，纤毛以协调的方式来回移动，将粘液移向喉咙。粘液的这种运动有助于消除肺部的液体，细菌和颗粒。大多数患有原发性睫状运动障碍的婴儿在出生时都会出现呼吸困难，这表明纤毛在清除肺部胎儿液体方面起着重要作用。从儿童早期开始，受影响的个体会频繁出现呼吸道感染。如果气道中的纤毛功能不正常，细菌会残留在呼吸道中并引起感染。原发性睫状运动障碍的人也常年出现鼻塞和慢性咳嗽。慢性呼吸道感染可导致一种称为支气管扩张的疾病，这种疾病会破坏从支气管通向肺部的支气管，并导致致命的呼吸问题。

SPAG1基因突变的机理

SPAG1基因的信号传导机制，是通过精子细胞轴突结构中的超微管结构排列，该结构由九个微管双峰和2个中央微管对组成，形成经典的9 + 2微管排列。当精子需要向前游动时，SPAG1基因通过内部和外部的动力信号（分别记做IDA和ODA），向纤毛动力蛋白发出指令，纤毛接受指令后，开始做来回的摆动，帮助精子向前游动。

此外，精子尾部还包含辅助结构：线粒体鞘（MS），纤维鞘（FS）和外部致密纤维（ODF）。这些结构是精子尾巴所特有的，是为精子运动提供了额外的运动势能。精子尾部通过头尾部耦合装置（HTCA）连接到头部，并且环在中段和主体之间形成扩散屏障。这些结构中蛋白功能的任何改变都可以改变精子的活力。

不断摆动的纤毛和鞭毛需要靠轴突结构来保持精子的运动性，一旦SPAG1基因突变，会导致纤毛动力蛋白无法合成，从而引起鞭毛原发性纤毛运动障碍（PCD）。PCD是一种常染色体隐性疾病，主要影响男性精子活力，从而导致弱精症的发生，从而无法正常生育。更要命的是，PCD不仅影响男性生育能力，也会引起呼吸纤毛生成障碍（一种慢性呼吸障碍疾病），因此一旦确诊SPAG1基因缺陷，不仅需要考虑到生育问题，也要考虑到呼吸疾病的风险。