谈睾丸支持细胞损伤与修复——睾丸损伤的累积性、迁延性与时效性分析
【第27期】
作者：曹兴午 李翠英 袁长巍
[导读] 在不育症患者诊疗过程中，每一个不育症患者都关心自己疾病的恢复时间，每一个临床医生都关心，不育症患者睾丸损伤大约多长时间可以恢复，整体健康状态，同样更关心的是睾丸损伤的时效性和累积性，因为这是治疗成功的关键和愈后的考量。笔者提供四方面资料进行探讨：
一、睾丸生殖功能损伤的病理组织学变化观察
1.精索静脉曲张(VC)导致睾丸生精小管组织病理损伤的累积性变化
VC引起睾丸组织病理损伤呈现的迁延性与动态性变化。吴明章等[1]观察了睾丸病变损伤不同时期的组织病理变化，为研究VC的病理迁延性、累积性变化提供了实验和理论依据。从组织病理学的造成睾丸病理变化过程看，认为VC可以有4个主要病理变化分级(0级~Ⅲ级)，笔者就前辈结果进行了生精细胞的检出与分期进行补充(表1)。
依据上表分析看，VC在0级~Ⅰ级造成生精小管损伤的情况，血管及生精小管界膜病变起重要作用;淤血可使局部温度增加，血管病变和水肿使间质细胞微环境改变，引起间质细胞变性;同时局部血管循环障碍可阻碍生精小管正常的物质交换，影响生精小管的微循环，生精细胞过多凋亡，阻碍精子产生。此期50%生精小管缩小，有精子生成，此时发生生精功能低下，没有发生生精阻滞，少量生精细胞脱落，可以在精液中检出生精细胞和精子，可确定为早期或者中期。从Ⅱ级~Ⅲ级生精小管已经明显缩小，则发生生精功能阻滞性障碍，精液中可有少量精子或是无精子检出。从上面精子形态学可知，此时VC精液中可出现少精子、弱精子和畸形精子症的病理性精液表现。精子头部凋亡占据一定的比例(头部凋亡精子≥15%为VC手术的指征)和精子畸形率普遍增高的精液病理学特征[2]。依据VC的0级~Ⅰ级精子形态的特点，为手术适应症提供了睾丸病理学变化的依据。此时应该尽早手术，避免迁延性继续对生精小管的伤害，错过手术治疗的最佳时机。
间质细胞变性从Ⅰ级开始就有轻度变性表现，随着VC患病时间的延长，对生精小管损伤逐渐加重，间质细胞也从Ⅱ级的中度到Ⅲ级的重度变性并随着病变程度加以脱落，可以在精液中检出，不同数量的间质细胞，其检出多寡和形态不同，都与生精小管损伤程度有直接关系。有时患者精液中可以检出数量较高的间质细胞，可能由于生精小管间质受到损伤，间质细胞代偿性增生脱落至精液中，可以看到多形态、不同变性的特征，有临床价值。
在VC睾丸的Ⅰ级状态，精子就会有少、弱、畸形精子的表现，更可以出现头部凋亡精子特征性表现，这预示着由于VC已经造成睾丸生殖功能损伤，病情如没经有效治疗和有效控制，VC可以继续对睾丸损伤和进一步发展，可发生到Ⅱ级病理损害，表现生精细胞脱落，生精阻滞(常常发生在初级精母细胞)，生精功能低下及精子细胞变态(畸变)。50%生精小管管径缩小，再继续生精细胞大量脱落，出现高峰期，预示生精小管损伤进入Ⅲ级，出现少精子、畸形精子和无精子生成。进入这时期精液中可以看到大量生精细胞，属于高峰期[3]。睾丸Ⅱ级病理损害和附睾功能出现障碍，可导致形成精索静脉曲张引起不育症的精液病理学表现。
从0级至Ⅰ级，再从Ⅱ级过渡到Ⅲ级，可能有一个较长的时间段，其时间长短，取决于VC对睾丸损伤的程度。临床表现为，少精症，畸形精子症及无力型精子症和无精子症，最终导致男性不育。在这发展过程阶段，精液中缺陷精子形态可有多种多样变化，头部凋亡精子数量明显增加，精液中生精细胞可以大量出现，可检到大量各种各样凋亡和胀亡的生精细胞，生精细胞脱落出现高峰期。VC如果仍然没有经过手术治疗，VC仍然进一步对睾丸生精小管损伤，造成睾丸严重生精障碍，睾丸生精细胞脱落出现枯竭现象，精液中已经检出不到或很少检出生精细胞，生精小管属于生精细胞空化期，逐渐形成继发性唯支持细胞综合征，是VC导致睾丸损伤的最终结局。为此，可以看出VC是渐进性损伤和变化，生精细胞学的检测也必须结合临床的实际，以动态观点看待睾丸病理损伤的进展状况，更应该考虑对睾丸损伤的可能的发展趋势，防患于未然应该是生精细胞检测诊断和观察治疗的出发点[2,4]。
2.睾丸损伤生精小管血管变化的组织学观察[5]
精索静脉曲张是造成典型睾丸小血管病变引起，造成睾丸损伤导致生殖激素水平失衡等的一系列临床表现。纪小龙报告[5]观察无精子睾丸的病理组织学特征，在30例不育症中和5例猝死男性睾丸病理组织对照，在不育症中间质小血管的硬化现象十分严重。睾丸活检观察的目的是：明确诊断，找出原因，于以治疗，恢复生育能力。内容应：①生精小管发育;②管腔大小;③管腔内容物;④精原细胞数目;⑤精子生成状况;⑥支持细胞多少与高度;⑦基膜厚度;⑧间质细胞数目;⑨间质血管的变化;⑩重点对睾丸组织形态学变化与间质小血管管壁增厚的关系进行分析。观察结果：发现随着病情的加重，在小血管管壁明显透明性病变的病例中，生精小管的生精表现亦极度低下，直至没有找到精原细胞。提示：这种生精不良与小血管硬化之间存在内在密切联系。由于小血管病变，管壁纤维性增厚，导致供血不足，引起生精小管的一系列生精不良的改变，是可以解释这种并行关系的组织学改变。因此认为：间质小血管管壁增厚，管腔闭塞可以是“特发性(ldiopathic)”生精不良的主要致病环节。从小血管病变入手深入研究生精不良是一可行性的途径。有可能这种小血管是由于自身免疫，化学毒素作用或物理因素多种原因共同作用的结果。
二、2599例精索静脉曲张与非曲张的时效性统计[6]
柯明辉[6]对中日友好医院2,599例精液各参数进行独立样本的t检验或秩和检验分析结果显示：无精索静脉曲张1896例，精子畸形率为44.30±17.13;有精索静脉曲张704例，精子畸形率为47.36±16.59，两组间差异有统计学意义，P<0.01。采用Logistic回归分析结果表明，精索静脉曲张是精液质量的危险因素，年龄每增加1岁，精液质量异常风险是以前的1.023倍，而精索静脉曲张患者的精液质量异常的风险是无精索静脉曲张的1.2倍。可见在精索静脉曲张患者的精液质量的下降趋势，可谓一年不如一年。
三、精索静脉曲张的手术效果
1.国外手术疗效的分析
手术治疗仍然是VC不育症的主要手段。对VC手术的效果Schlesinger等[35]统计了1954~1993年73篇文献，共计进行VC手术6828例，平均妊娠率为37%。手术后妊娠率从30~60%不等。仍然有半数患者手术后生育力没有改善。因此，需要敏感性高、特异性强的指标，将真正能够从手术中获益的VC患者甄别出来，具有重要意义。通过检测生精细胞凋亡和胀亡或其发生的诱导因素判断VC患者的手术预后显示了较好的应用前景。生精细胞凋亡率明显影响VC手术效果。术前睾丸活检显示生精细胞凋亡率高的VC患者手术后精液质量改善不明显，而生精细胞凋亡率低的患者，手术后精子密度增50%以上，生精细胞凋亡率与手术改善生精效果呈负相关(r=-0.475，P<0.006)。可见生精细胞凋亡水平可作为VC手术指征之一。睾丸活检具有创伤性，而精液精子头部凋亡率与生精细胞凋亡率恰恰可以替代，即无创伤性[2]，观察方法简单、易行，基层可以开展，患者易于接受。
2.精索静脉曲张睾丸损伤与修复的观察[7]
从有效计量学观点看，细胞损伤程度取决时间、剂量与细胞体积密切相关。为了观察精索静脉曲张对睾丸组织损伤时间与年龄关系，吴荣德等[7]选择损伤时间最短的患者，对20例5～12岁的VC儿童睾丸组织病理观察，光镜中生精小管的基膜和界膜均有明显增厚，间质明显增生，间质细胞增多、增大，并成群分布。在<7岁患儿患侧睾丸标本中，生精上皮普遍变薄，细胞排列紊乱，精原细胞稀疏;对侧睾丸的生精小管基本正常，生精上皮排列有序，精原细胞密集。≥7岁患儿患侧睾丸中生精小管较对侧粗。生精小管中的生精细胞稀疏，有的脱落到管腔中，有的只剩支持细胞且发生透明样变，致生精小管呈网络样。在生精细胞脱落的小管中，可见脱落的细胞堆积成群并互相融合，核固缩、着色深。(笔者认为是生精细胞的凋亡现象)。认为睾丸病理变化随着患儿年龄增长与VC的程度成正相关，年龄越大VC越严重，变化越明显。对侧睾丸也出现与患侧相似的变化，较轻，且年龄越大，对侧变化也越明显[7]。
电镜形态观察：所有患儿的生精上皮及其基膜及肌样细胞、间质、间质细胞、毛细血管及其内皮细胞间的连接等，超微结构均出现程度不同的改变，患侧明显重于对侧，并与VC的程度和患儿的年龄成正相关。支持细胞损伤轻者，线粒体增多并聚集细胞的基底部;重者线粒体肿胀，嵴模糊，甚至溶解消失，形成大小不等的空泡。细胞质的电子密度降低，内有大小不等的自噬体和空泡。精原细胞形态变异、线粒体肿胀、嵴模糊甚至溶解消失，成大小不等空泡和自噬体。在年长的患儿中，可见整个细胞变性溶解而形成髓样结构。生精上皮的基膜明显增厚，呈破浪状，界膜明显增加厚，胶原纤维增多。肌样细胞的间质少，密度大、核致密且高度不规则，毛细血管扩张，内皮细胞间的紧密连接少见，细胞质内吞饮小泡少见。生精小管之间的间质中，纤维增多，细胞减少;基膜电子密度降低，呈水肿状态[7]。说明基膜的病理状态。
对所有标本进行直径(MTD)和指数(TFI)测量，观察生精细胞的损伤动态性变化，发现支持细胞指数明显降低，且年龄越大，病情越重，降低越明显.患侧更低于对侧。≥7岁的VCⅡ级患儿MTD、TFI减少更明显。与相应年龄对照组比较，≤7岁的Ⅰ级患儿P<0.05，Ⅱ级患儿和≥7岁的各级患儿P<0.01[7]。说明VC在儿童期就可造成睾丸生长和发育影响，呈随着时间呈迁延性病理变化[8]。Matorras等研究认为，男性在35-39岁生育力开始下降，且下降恒定并遵循指数模式[9]。
四、核核辐射是造成睾丸损伤生殖功能下降的直接原因[10]
已经共识认为：核核辐射是造成睾丸损伤生殖功能下降的直接原因，以其损伤效应进行说明睾丸损伤的最短时间，对临床了解患者的睾丸损伤程度与病情发展，以及预后的考量都有借鉴意义。党连凯等[10]经20多年单一核辐射对睾丸损伤坚持研究，前后对226条狗、90隻猴、大鼠760只，连续对核辐射动物实验与睾丸病理组织学研究观察证实，可见到对生育和生精功能的损伤效应，如死胎、子代生存时间短、精子发生障碍，可持续数年，在5年后可出现睾丸萎缩，生精小管空虚、纤维化，精子数量、活率，再次降低，不能恢复，进入早衰期或永久性不育期[10]。如此连续时间观察、如此大量动物实验、如此投入人力、如此巨大的实验观察，取得的结论，实在难能可贵的时效性资料，对睾丸生精功能障碍的有现实考量作用，在临床诊疗中一定注意有害因素等睾丸损伤的时效性和迁延性的考量都是有意义。结论：短期为5年，超过的危险率增加，随着年龄增加，危险率提高。为临床治疗精索静脉曲张有着重要价值。
结语：
(1)精索静脉曲张导致睾丸生精小管组织病理损伤是累积性、渐进性的变化，是随着年龄增长日趋发展;(2)年龄每增加1岁，精液质量异常风险是以前的1.023倍，有VC患者的精液质量异常的风险是无精索静脉曲张的1.2倍;(3)手术治疗仍然是VC不育症的主要手段。生精细胞凋亡率明显影响VC手术效果。术前睾丸活检显示生精细胞凋亡率高的VC患者手术后精液质量改善不明显，而生精细胞凋亡率低的患者，手术后精子密度增50%以上，生精细胞凋亡率与手术改善生精效果呈负相关(r=-0.475，P<0.006)。可见生精细胞凋亡水平可作为VC手术指征之一。精液检查生精细胞是考量的指标。(4)VC在儿童期就可造成睾丸生长和发育影响，呈随着时间呈迁延性病理变化。VC男性在35-39岁生育力开始下降，且下降恒定并遵循指数模式。(5)核实验证明睾丸损伤，短期为5年显现效果，超过后危险率增加，随着年龄增加，危险率提高，进入早衰期或永久性不育期。
【参考文献】
[1]吴明章，王一飞，汪国光，等.精索静脉曲张不育症机理研究[J].生殖与避孕.1988，8：36-41.
[2]曹兴午，杨文质，赵广明 主编.精液分析与不育症—生精细胞凋亡、胀亡与精子形态学图谱[M].北京： 中国人口出版社，2006:241-341.
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