Y染色体微缺失综合征
Y染色体微缺失(YCM)是一种常见的导致男性不育的病因,这意味着致病的男性很难生育后代。常见的YCM患者临床症状包括少精症和无精症,以及精子形态异常/游动缓慢。少部分YCM患者(尤其是AZFc患者)可能在未经治疗的情况下正常生育,但多数需要通过辅助生殖技术(ART)尤其是泰国试管婴儿技术(IVF/ICSI)才能生育。
约有15%的育龄夫妇受到不孕不育的影响,而其中约50%的不孕不育是由男性引起的。有多个因素与精子发生改变有关,如内分泌异常、感染和环境影响和遗传缺陷。多数YCM患者是由于Y染色体无精子因子(AZF)区域的染色体缺失所致。
Y染色体的结构
Y染色体由一条短臂(Yp)和一条长臂(Yq)组成,并被细分为三个区域:AZFa、AZFb和AZFc,现在有学者认为在AZFb和AZFc之间还存在着一个区域,命名为AZFd。
AZFa区域
AZFa区域的微缺失很少发生,但当该区域的微缺失包括DBY和ASP9Y两种基因时,就会导致严重的生精缺陷,导致非常严重的无精症(即便通过睾丸取精也无法得到精子)。相比之下,当这2个基因中只有一个出现异常时,YCM患者还能通过睾丸取精手术取得部分精子。
AZFb区域
在AZFb区域有微缺失的不育男性均为无精子症,YCM检测最重要的结果之一是AZFb的缺失,因为没有文献证明从存在AZFb微缺失的男性中获得睾丸精子是成功的。组织学结果显示,即便睾丸处取得精子,其精子通常都是死精,并发生严重的精子黏连现象(多个精子的尾端相互纠缠在一起)。AZFb区域微缺失的发生频率高于AZFa,但低于AZFc。
AZFc区域
AZFc亚区是YCM患者最常见的位点,高达79%的YCM缺失发生在AZFc区域。这个区域的微缺失可能与无精症或少精症有关,并与不同的睾丸表型有关。由于AZFc缺失的男性是可以治疗的,也有部分未经过治疗的AZFc微缺失的男性可以自然生育,所以这一区域也被称为“可生育地带”。
AZFc区域的DAZ基因突变是导致无精症的常见情况,如果DAZ基因出现少量缺陷,则会导致少精症的发生。但无论是少精症还是无精症,均可以通过睾丸取精,这也是有别于AZFa和AZFb区域的最大不同之处。
AZFd区域
位于AZFb和AZFc之间的区域被称为AZFd,该区域的微缺失与精子形成的轻度损伤和精子形态的异常有关,相关AZFd研究仍在进行中。
Y染色体微缺失病因
顾名思义,YCM导致的不孕是由Y染色体的微缺失引起的。Y染色体上的许多基因与男性性别决定和发育有关。特别是,Y染色体中被称为无精子因子(AZF)区域的基因参与了精子的生产和发育,当然其中还有很多基因的作用仍未被发掘。
YCM不育通常是由于AZF区的基因缺失引起的。这些缺失可能会阻止正常精子细胞发育所需的一种或多种蛋白质的产生。结果是,要么精子数量很少(少精症),要么根本就没有(无精症),从而导致Y染色体不育。
Y染色体微缺失是指Y染色体功能活跃部分的DNA片段或基因缺失,标记位点聚合酶链反应序列被认为是诊断Y染色体微缺失的金标准方法。Yq染色体微缺失常与不同时期精子发生障碍导致的精子产量定量下降有关。精子生成障碍的表现型变化由于Yq 微缺失或AZF微缺失引起,也受到如患者的年龄、环境变化等因素的影响。
在不少研究中,Y染色体微缺失的总发生率为58%,位于区间5近段的AZFa区域具有低缺失频率的特征。AZFa区域完全缺失导致双侧小睾丸和Sertoli细胞综合征(SCOS)。在AZFa中,尤以USP9Y基因的部分缺失可能导致精子细胞发育停滞或出现死精、弱精或少精等症状。AZFb区域包含32个基因,与AZFc区域有重叠。因此,该区域基因的缺失往往会使AZFc区域的某些基因如DAZ1和DAZ2消失,并导致初级精母细胞阶段的减数分裂停滞。AZFc区域包含七个不同的基因家族,涉及23个基因。 AZFc亚区的缺失加上其他AZF区的缺失占Y染色体微缺失的87%, AZFc的缺失可发生在正常基因的部分缺失或完全缺失中。完整的AZFc微缺失可能导致Y染色体丢失和性别逆转,其后代易患45,X或45,X或46,XY核型。由于重组而导致的部分AZFc缺失,可能通过改变正常的精子发育或降低子代的生育力而在临床上表现出男性不育。 AZFc的微缺失可导致轻微的精子障碍,但仍可能自然生育,因此该区域微缺失可以显性遗传给儿子。
Y染色体由于只存在于男性,其中一些特定基因只在睾丸中表达,这些被称为睾丸特异性基因。睾丸特异性基因的缺失或突变与男性发育异常和精子生成障碍相关。几十年来,人们一直注意到男性不育症与Y染色体的严重异常之间存在着某种关联,这种关联可以通过核型检测观察到,也可以通过染色体分析观察到。
Y染色体微缺失检测对睾丸取精成功的影响
越来越多的证据表明,精子收集技术的成功与否取决于YCM检测的结果。据报道,在AZFc缺失的男性中,有>50%的患者取精成功。相比之下,目前还没有关于AZFb微缺失男性成功获取精子的报道。AZFa微缺失的报道也很少,而且结果也很差。涉及多个区域的微缺失(如AZFa+c和AZFa+b+c)也无法获得精子。
因此,在取精前进行YCM检测是必要的,虽然大多数Y染色体微缺失是发生在AZFc区域,但如果不做YCM检测而直接睾丸取精,还是有一定概率失败的。
同时,YCM检测也是做泰国试管婴儿(IVF/ICSI)前咨询的一个重要因素,因为父亲的Y染色体异常几乎肯定会发生在男性后代身上。虽然到目前为止的数据表明,除了与这种垂直遗传有关的不育外,没有其他健康方面的影响,但也必须认识到,第一代YCM后代长大后依然会面对生育问题。
Y染色体微缺失遗传模式
因为Y染色体不育阻碍了生育能力,这种情况通常不是遗传的。大多数情况下,这种情况是由于Y染色体的新发突变所致的微缺失,这通常发生在精子细胞形成过程中,而并非发生在有家族病史的男性身上。
当患有Y染色体微缺失症的男性自然或借助辅助生殖技术生育孩子时,他们会将Y染色体上的基因微缺失传递给儿子身上。因此,儿子长大后可能也会有不育的情况发生。这种形式的遗传被称为Y连锁(y染色体连锁)显性遗传,由于女儿不会继承Y染色体,当然也不会受到影响。
Y染色体微缺失管理和治疗
由于并非所有的Y染色体微缺失会导致不育,因此治疗对策都有所不同,对于AZFa或AZFb微缺失的患者来说,GJ可能是更好的选择。而对于AZFc的患者来说,无论是无精症/少精症患者,都可以通过TESE(睾丸精子提取)-ICSI(胞浆内精子注射)来解决不孕问题。当然,其后代如果是男孩的话,依旧会有Y染色体微缺失,长大成年后依旧会面临不育的难题。
Y染色体微缺失遗传咨询
Y染色体微缺失的遗传模式为Y连锁显性遗传,但由于缺失常与不育有关,所以通常是新发突变。在过去,YCM检测的价值仅仅是提供信息,因为致病的男性无法生育。然而,泰国试管婴儿技术,尤其是细胞质内精子注射(ICSI)和睾丸取精等技术的发展使一些严重少精甚至无精的男性成为了父亲。Y染色体的AZFa或AZFb区域的微缺失预示着取精的失败,而大多数AZFc缺失的男性可以在IVF-ICSI中成功得到精子。
遗传咨询是向个人和家庭提供关于遗传疾病的性质,遗传和影响的信息,以帮助他们做出明智的医疗和生育决定的步骤,一般需要遗传学家调查家族史及遗传病史情况后,进行遗传风险评估。由于Y染色体微缺失以Y连锁显性方式遗传,因此父亲有Y染色体微缺失,其后代如果是儿子就会遗传,一般推荐使用泰国试管婴儿技术(IVF/ICSI)进行干预。
IVF又叫试管婴儿,是指分别将卵子与精子取出后,置于试管内使其受精,再将胚胎前体(受精卵)移植回母体子宫内发育成胎儿的技术。试管婴儿是用人工方法让卵子和精子在体外受精并进行早期胚胎发育,然后移植到母体子宫内发育而诞生的婴儿。
ICSI即卵胞浆内单精子显微注射技术,这一技术和常规的试管婴儿技术(IVF)非常类似,所不同的是,ICSI会对挑选的精子直接注射入卵子内部帮助受精,该技术借助显微操作系统将精子注射入卵子内使其受精。这是在多种显微授精技术如透明带钻孔、透明带部分切除及透明带下授精等的基础上发展起来的,主要针对精子数量严重不足引起的不育进行治疗,从而帮助不育男性能够顺利成为父亲。
Y染色体微缺失是男性不育症常见遗传因素。
SRY决定睾丸生长发育进而影响精子的产生,然而,正常的精子产生直接受Y染色体上SRY以外的其他基因影响,其中主要包括的是位于Y染色体长臂近端的无精症基因AZF(AZFa、AZFb、AZFc)。该区域的缺失,主要导致男性不育症,又称Y染色体微缺失综合征。
约10%~15%的无精病例和5%~10%的严重少精病例都发现含AZF基因在内的称为DAZ片断的新发生性缺失。某医院通过对117例男性不育症患者Y染色体微缺失的研究,发现少精症患者中缺失率为18.0%,无精症患者的缺失率为14.3%。目前应用多重PCR方法可对男性不育症患者进行AZF基因的筛查。由于本病呈Y染色体连锁遗传方式,可通过检测孕妇血浆中胎儿DNA进行无创性产前诊断。
一般来说,存在Y染色体微缺失的男性往往是无法自然生育的,因此缺失不会遗传至下一代的。通过ICSI治疗,有少量精子的Y染色体缺陷的患者可以拥有自己的后代。Y染色体是父传子,子传孙的染色体。
基因突变造成的Y染色体微缺失,是男性不育症中居于第二位的遗传因素,其发生率仅次于克氏综合征。文献统计,多达12%的非梗阻性无精症,6%的严重少弱精症男性,有Y染色体微缺失。对于严重少精症(精子浓度<5百万/毫升)与无精子症的患者,推荐常规检测有无Y染色体微缺失。
AZFa区域缺失通常导致无精症和小睾丸,睾丸组织学特征是“唯支持细胞综合征”。AZFb区域缺失同样导致无精症,但睾丸体积正常或偏小,睾丸组织学特征是“生精发育阻滞”。这二种类型的缺失目前认为均无法从睾丸中获取精子。AZFc缺失的临床和睾丸组织学表型多种多样,多数患者尚残存精子生成能力,临床特征可表现为无精症或严重少精症。大约50%的AZFc缺失的无精子症患者可通过睾丸外科取精法获得精子。手术方法有:睾丸穿刺取精、睾丸切开取精及睾丸显微切开取精,目前认为后者取精成功率最高。
Y染色体微缺失生育子代的风险
查阅文献可知Y染色体微缺失通过ICSI传递给男性后代,且为100%,并且可能在传递过程中出现缺失区间扩大的可能,子代生精障碍有加重趋势。其次,微缺失导致Y染色体不稳定,可能会产生45,X后代。
还有研究报道Y染色体微缺失患者会伴有性染色体嵌合体45,X/46XY,和其它性染色体异常。不过,目前临床观察并没有发现Y染色体微缺失生育的孩子患特纳综合征(45,X)、性器官发育异常、二性畸形、染色体异常比例增加。