一种新的微量精子冷冻技术,助力重度生精

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导读

重度生精功能低下的男性不育患者睾丸，精子时有时无，手术取精能找到精子的概率也只有40～60%。为了避免试管婴儿助孕时发生无精子可用情况，提前冷冻这些患者的精子是主要的临床策略。然而传统的精子冷冻方法对低品质精子冷冻效能低下，许多患者往往卡在这个环节无法进入试管婴儿流程，或者解冻后找不到存活的精子，导致周期失败。

医院生殖医学中心科研团队联合解放军医院采用微滴不连续加样和闭合套管式的设计方案，提出了一个专门针对严重生精功能低下男性不育患者精子冷冻的新方法。该方法有效解决了闭合设计冷冻速率不足和开放设计交叉污染的矛盾。通过对冷冻和复温曲线精细分析结合低温生物学理论，新方法较为全面地优化了冷冻和解冻过程，对低品质精子的冷冻复苏效能较传统冷冻方案有大幅度提高。新方法简单、快速、稳定、安全，有望为重度男性不育患者生育力保存和试管婴儿助孕提供更好的帮助。该研究成果近期发表在低温生物学专业杂志Cryobiology上。由于环境污染和生活节奏压力的增大，世界范围内男性生育力下降趋势明显，极重度少弱精子症，隐匿精子症，无精子症患者在男性不育门诊中并不少见。虽然常规的卵胞浆内单精子注射（ICSI）技术解决了大部分生精严重受损患者的生育问题，但是临床中仍然存在许多棘手情况，患者精子时有时无，手术取精有时也不能找到精子。这些患者给试管婴儿助孕带来很大的挑战，存在取卵日无法获得有效精子导致周期取消的风险。如果能够提前冷冻保存精子，将有助于这些患者的生育治疗。另外这些患者存在远期发展为完全无精子症的风险，生育力保存也比普通患者更显得必要和急切。传统精子库冷冻技术在正常精子冷冻上较为成功，但是对这些低品质精子的冷冻往往效率低下。该领域近年来也有许多探索，目前尚未有标准化和被广泛接受的冷冻方案，临床上要成功冷冻这些极低品质的精子仍然是巨大的挑战。低品质精子冷冻面临的挑战主要有两个：第一，精子数量极低，容易在实验操作中丢失；第二，精子存在更多亚细胞结构损伤，耐冻性差。针对精子数量极低问题，研究人员采用了先最大程度离心富集，再进行微滴冷冻的策略；借鉴卵子玻璃化冷冻技术设计了适合微量精子冷冻的闭合套管式Hemi-Straw载体系统；采用不连续的微滴加样技术，使得总的冷冻体积灵活可变，但是整体冷冻参数又不受影响。针对精子耐冻性差的难点，研究人员采用经验性初步优化冷冻参数和精细评估降温/复温曲线结合低温生物学理论进一步优化降温/复温方案，最大程度减少精子冷冻损伤。

精子冷冻复苏效率和冷冻损伤的比较

研究人员在早期实验中采用逐轮淘汰制的策略，经验性地筛查了精子加载体积、液氮面高度、预冷时间、冷冻液浓度四项参数共96种组合对精子冷冻复苏效率的影响。在确定了最佳的冷冻和复苏方案后，研究人员又用将新方案与传统冷冻方案进行了详细的对照研究，发现新的微滴冷冻方案精子冷冻复苏效能较传统方案提高了37.6%，冷冻损伤更低，尤其是精子DNA损伤仅比冷冻前略微提高，与冷冻前数值统计上没有显著性差异。这些结果显示新方案优于传统冷冻方案，也为临床应用的安全性提供了数据支持。最后研究人员在临床上选择极重度少精子症患者的精液样品对新方案进行了验证，与传统方案53%的失败率相比，新方案在80%解冻案例中获得了活动精子，在%解冻案例中有存活的精子，这一实验结果体现了新方案在极低品质的精子冷冻中有非常好的适用性。有趣的是，研究人员还发现，精子冷冻和复温速率不是越快越好，这与玻璃化冷冻的理论是不同的，近年来精子冷冻的研究很多陷入了玻璃化冷冻的误区，通过载体设计追求更大的冷冻速率和复温速率。研究表明最佳的冷冻速率是℃/min（从4℃到-40℃），这个速率远低于玻璃化冷冻的速率（1.0-3.5万℃/min），但是远远高于传统精子冷冻理论的最佳冷冻速率（10℃/min），这也为精子低温生物学的理论研究提出了新的思考。新的冷冻方案非常简单、易于标准化，闭合设计无交叉污染隐患，生物安全性高，有望为重度男性不育患者生育力保存和试管婴儿助孕提供更好的帮助。原文链接：

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