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近年來，出于人口數(shù)量健康增長的考慮，國家相繼出臺了二胎、三胎政策，但是人口增長仍不樂觀，而不孕不育是其中一個非常重要的影響因素。根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，我國育齡夫婦不孕不育率攀升至12%-18%，其中男性因素造成的不孕不育占50%[1]，男性不育癥亟待有效治療方案。

男性不育癥
日漸高發(fā)，引發(fā)關注

世界衛(wèi)生組織（WHO）定義，男性不育癥是指育齡夫妻有正常性生活且并未采取避孕措施，由于男方因素導致女方在一年內未能自然受孕。男性不育癥分為原發(fā)性不育癥和繼發(fā)性不育癥。原發(fā)性不育癥是指男性從未使女性受孕，繼發(fā)性不育癥是指男性曾使女性受孕過。研究表明，我國不孕不育發(fā)病率持續(xù)上升，其中男性因素約占其中50%，隨著生活環(huán)境的改變以及社會壓力的增加，不育癥的發(fā)病率逐年上升，成為生殖醫(yī)學的熱點之一。

目前，國內男性精液質量出現(xiàn)明顯的下降趨勢，其中少弱精子癥已經(jīng)成為影響男性生育能力的最常見病因。導致男性不育的原因眾多，目前已知的可能誘因包括但不限于精索靜脈曲張、遺傳性疾病、自身免疫性疾病、生殖道感染等[2]。

1、精索靜脈曲張在正常人群中發(fā)病率為10%-15%，在男性不育癥患者中發(fā)病率高達30%-35%；

2、免疫性因素以及前列腺炎等生殖道感染者約占男性不育患者總數(shù)的10%；

3、遺傳、生活環(huán)境、職業(yè)性質以及不良生活方式均會對男性生殖器官造成損傷，影響其內分泌功能、改變精液參數(shù)進而導致男性不育癥；

4、性功能障礙，約有2%的夫婦由于性交障礙或者射精功能障礙造成不育。

就目前情況來看，男性不育癥尚無有效治療手段，主要的治療方式仍以經(jīng)驗性治療為主，如抗氧化治療、改善細胞代謝藥物、改善微循環(huán)、內分泌治療、輔助生殖等。具體而言，生殖器感染引起的不育以抗生素治療為主，輔之以提高精力活力的藥物；針對少精子癥及特發(fā)性不育，應以性激素類藥物作內分泌治療為主；精子活力低下者，以提高精子活力的藥物為主；精索靜脈曲張，輸精管梗阻、隱睪、尿道上下裂導致不育者，進行手術治療，輔之以內分泌藥物和其他輔助藥物治療；針對較難治愈者，輔助生殖技術可有效幫助夫妻成功孕育，比如宮腔內人工授精、常規(guī)體外授精和治療嚴重男性不育的卵胞漿內單精子顯微注射（ICSI）等[2]。

由于應用ICSI技術獲得較高成功率，選擇ICSI作為治療方法日益成為普遍趨勢。但在輔助生殖技術中，ICSI治療仍是最費力、最有侵害且花費昂貴的方法。ICSI的侵害性在于ICSI治療可能與新生兒先天性畸形的發(fā)生率增加有關，同時，也具有通過染色體將不育和其他基因缺陷傳遞給子代的風險[2]。盡管ICSI治療可能是針對那些男性患有難以治愈的不育癥，甚至絕對不育的夫婦獲得子代的唯一方法，但它也應該作為低創(chuàng)傷、低費用治療失敗后的“最后手段”。

3D打印睪丸細胞
男性不育癥治療再現(xiàn)曙光

為探索男性不育癥的有效治療方案，科學家們一直不遺余力地進行各項研究。近日，哥倫比亞大學的科學家利用3D技術打印出人類睪丸細胞，并發(fā)現(xiàn)其有希望產(chǎn)生精子的早期跡象，這兩項發(fā)現(xiàn)在世界范圍內尚屬首次。此項研究以“Using Clinically Derived Human Tissue to 3D Bioprint Personalized Testicular Tubules For in-Vitro Culturing”為題發(fā)表在Fertility and Sterility Science上（圖1），證實了使用臨床衍生的人體組織3D打印成人睪丸細胞的可能性，打開了男性不育癥治療的新大門[3]。

圖1 研究成果（圖源：[3]）

在人類睪丸中，精子是由被稱為曲細精管的生精小管產(chǎn)生的。對于患有嚴重不育癥即非阻塞性無精子癥（Non-obstructive Azoospermia，NOA）的男性來說，由于他們的生精小管產(chǎn)生精子的能力較差，因此在射精中幾乎沒有精子。盡管在某些情況下，醫(yī)生可以通過手術尋找極其罕見的精子來幫助NOA患者，但是這種手術的成功率較低，僅50%。

在這項研究中，研究人員對一名31歲且患有非阻塞性無精癥患者的睪丸進行了活檢，并從中收集了干細胞。他們對這些細胞進行體外培養(yǎng)，并在培養(yǎng)皿上將其3D打?。▓D2）成一個中空的管狀結構，類似于產(chǎn)生精子的生精小管。在3D打印12天后，研究人員發(fā)現(xiàn)細胞不僅存活了下來，而且還已經(jīng)成熟為幾種參與精子產(chǎn)生的特殊細胞，值得一提的是，它們在精原干細胞維持方面有明顯改善，這些都是具有精子生成能力的早期跡象。

圖2 首次用于打印睪丸細胞的3D生物打印機（圖源：Medical Xpress）

在這項研究中，研究人員通過3D打印技術讓細胞具備產(chǎn)生精子的能力，產(chǎn)生的精子就有可能通過體外受精使卵子受精，從而為夫妻提供一種新的生育治療選擇。同時，這一研究也為NOA的遺傳和分子機制提供了新的思路，研究人員一直在使用各種單細胞測序技術了解每個細胞的基因表達和特征，以期應用這些數(shù)據(jù)的計算模型更好地了解病情并確定針對性治療方案。研究人員Flannigan博士表示：“看到這些細胞可以存活下來并開始分化，這是一個巨大的里程碑。盡管后面還有很長的路要走，但是這讓我們充滿希望。”

男性不育診療技術進展：
精原干細胞研究和單精子冷凍技術

其實，在以上新突破出現(xiàn)之前，男性不育診療技術也有諸多進步。2021年10月，發(fā)表在Fertility and Sterility Science上的一項研究中，來自美國佐治亞大學的研究人員領導的一項精原干細胞研究為男性不育癥的臨床治療帶來了新希望（圖3）。研究首次表明，可以使用靈長類胚胎干細胞在培養(yǎng)皿上制造功能性精子細胞[4]。

圖3 研究成果（圖源：[4]）

恒河猴與人類具有相似的生殖機制，這使它們成為探索基于干細胞治療男性不育癥的理想模型。在這項研究中，研究人員通過實驗表明功能性單倍體精子細胞（圖4）可以在體外通過非人靈長類多能干細胞分化出來，進而使非人靈長類卵母細胞受精并在體外發(fā)育至囊胚階段[4]。

圖4 來自恒河猴睪丸細胞的圓形精子細胞（左）和體外衍生的圓形精子樣細胞（右）（圖源：[4]）

下一步研究人員計劃將胚胎植入恒河猴體內，測試這些來自體外精子細胞的胚胎是否能夠培育出健康的嬰兒。如果實驗成功，那么這項技術將會是廣大患有不育癥男性的福音。這種基于干細胞的療法治療男性不育癥是在男性無法產(chǎn)生活性精子細胞的情況下進行的，其具有潛在可轉化性應用并在制造健康胚胎方面獲得了驗證，奠定了干細胞治療男性不育癥的基礎。

另外，單精子冷凍技術也是嚴重男性不育癥治療領域的一項重大里程碑。由于常規(guī)的精子冷凍技術會不同程度地丟失或損傷凍融精子，而患有嚴重不育癥的患者精子數(shù)量少且運動性差，并不適合常規(guī)精子冷凍技術。因此，在常規(guī)精子冷凍技術的基礎上，科學家探索出微量精子冷凍技術，即單精子冷凍技術。

單精子冷凍技術，是將患有嚴重少精子癥或無精子癥的患者經(jīng)過治療或手術后取得的少量精子逐個挑選出來，在冷凍前確定精子的情況，將質量較高的精子加載在特殊的載體上，再將其放入-196°C液氮進行保存。當患者有生育要求時，再將精子解凍，進入試管周期。單精子冷凍技術的精子回收率約為95%，精子復蘇率為50%。但是，單精子冷凍技術在世界范圍內尚屬醫(yī)學難題。2016年上海市第一人民醫(yī)院南部輔助生殖醫(yī)學科成功孕育了國內首例通過單精子冷凍技術受孕、誕生的試管嬰兒，意味著嚴重男性不育治療領域取得了重大突破。至今，精子凍存技術已經(jīng)有將近70年的發(fā)展歷史，在輔助生殖領域起著至關重要的作用，并且也是目前保存男性生育力唯一有效的方式。

縱覽多項男性不育癥研究，不禁要感嘆科學創(chuàng)新的偉大意義，它不僅背負著創(chuàng)新的歷史使命，更承載著生命的希望！希望每一個有生育意愿的家庭都能夠擁有健康的寶寶。

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