畸形精子症
精子的受精能力是和精子的正常形态结构密切相关，正常形态结构的精子数量越多，生育力就越强。有一项研究对129例人作了共190次评估，证明了正常形态结构精子与受精的关系：
1%-4%正常形态结构精子组，受试104个卵，受精率37%。
15%-30%正常形态结构精子组，受试324个卵，受精率81%。
31%-45%正常形态结构精子组，受试309个卵，受精率82%。
46%-60%正常形态结构精子组，受试64个卵，受精率91%。
与此对应的结论是畸形精子越多，受精率越低。应当指出正常人精液中也有一定量的异常精子，但不会超过20%-40%，如果正常形态小于30%则称为畸形精子症（WHO），他可严重影响精液质量，严重影响受精能力和生育能力，可导致男性不育症。因此畸形精子的检测在男性不育症的诊断上十分重要。
一、畸形精子的检测和畸形精子的分类
（一）畸形精子的检测
在不少实验室或医院，确定畸形精子是在精子计数时通过粗略估计而确定的，这是很不正确的，其结果是畸形精子的百分率被人为地大大降低了。畸形精子的检测和计数应当按WHO精液检查常规中推荐的染色方法和计数方法进行，而前提是要严格掌握正常形态精子的标准，这不仅要考虑精子的正常结构，还要考虑各部的比例等，如精子头部光滑、对称、呈卵圆形，顶体清晰，既不能太大又不能太小，更不能缺失，中段比头部稍长，对称地插入头部；尾部长度是头部长度的7-15倍，不应出现颈部中段或尾部的缺陷，胞浆小体不应大于头部的1/2，精子界限要清楚等。
（二）畸形精子的一般分类
在精液涂片上观察畸形精子理应不是一件十分困难的事，但由于缺乏统一标准，因此分类甚多，且各家根据自己的习惯进行分类，常常会影响到畸形精子百分率的正确性。本文列表192简要介绍各家分类表，并重点介绍David的精子畸形分类法，其特点是比较全面，描述比较详细，精确性较高，而且有一定的灵活性。
表19-2 畸形精子的分类
（三）David的畸形精子分类
David近年对人精子形态异常分类，提出了新的建议，普遍认为此分类比较全面合理，现简述如下：
1. 精子头部畸形
（1） 长头精子 正常精子头长4-5um，宽2-3um，长宽比值为1.5：2。这个长宽比值是判断精子形态是否正常的一个重要参数。如果精子体积稍大或稍小，但只要这个比值正常，仍可属正常精子。长头精子的特点是其头部长度明显增长，可超过6um，甚而可达12um。长头精子又可分为下列类型：①单纯性长头精子，精子头部长度增加，宽度仍然正常；②精子头颈部纤细的长头形精子；③葫芦形长头精子；④纤细型长头精子，其特点是精子头部长度增加，宽度减少，两端呈尖形。
（2）瘦形精子，精子头部长度正常，宽度变窄，长宽比值大于1.5:2。
（3）小头型精子，又可分为圆头型小头精子和不规则型小头精子。
（4）大头型精子。
（5）头部不规则型精子。
（6）双重畸形精子，可分为双头精子和双核精子。
（7）溶解型精子，其核肿大，精子核浅染。
2. 精子中段异常
（1）残余胞质，其残余胞质面积超过精子头部面积的1/ 2。残余胞质是精子不成熟的表现。
（2）精子弯曲畸形，这种精子常有运动障碍。
（3）其他鞭毛异常，包括鞭毛缺失、短鞭毛、卷曲鞭毛、双鞭毛等。
（4）混合畸形，其特点是在同一精子上存在着两个或两个以上的畸形。提出混合畸形有两个方面的意义：一方面混合畸形的精子，其功能障碍加重，另一方面提出混合畸形可防止统计时的重复。
常见畸形精子类型:
二、精子的超微病理
随着电子显微镜使用的日益广泛，人精子超微结构的观察，不仅在实际上是可行的，而且业已证明对评估精子的质量具有重要意义，光镜检查是基本的，但电镜检查能较精确地确定精子的异常部位，确定细胞器或某一部位的病变，因此，也涉及到细胞超微结构的病理。在此基础上对预后作出进一步判断，即能把精子的病损和功能有机地结合起来。
（一）精子头部的异常
除精子头部的形态异常外，还可见到下列异常。
1. 核的异常
（1）核染色质浓缩异常 正常情况下，随着精子的变态与成熟，精子核表现出染色质的浓缩过程，表现出浓密而均质。但在异常情况下，染色质呈现明显的颗粒状结构，出现核内空泡，不仅体积增大，而且空泡数量也增多，核空泡中有颗粒细丝状物质。这均属精子成熟障碍。
（2）核膜异常 包括核后间隙增大，后核膜增生。在核后间隙、核膜形成复杂的迷路样皱褶，有时还可见到核膜的部分缺失或全部缺失，内外核膜间隙增大。有的在近核后区形成髓鞘样结构。
2.顶体异常
顶体中存在顶体酶系，在受精过程中起着关键性作用。因此，顶体异常常可使精子失去受精能力。
常见的顶体异常有顶体缺失、小顶体、顶体结构异常及顶体数量异常。
（1）顶体缺失 在小圆头畸形的精子，常缺乏顶体，极少数可见顶体囊膜系统，排列不规则，无顶体内容物。这种畸形环节在于精子发生的成熟分裂和精子形成变态期出现异常，并表现出一定的家族史。因此，认为与遗传有关。顶体缺失可伴有核及其他方面的畸形，但核形也可正常。
（2）小顶体 常见于小头畸形及不规则畸形的精子，顶体很薄，内外顶体膜常不平行，顶体主段及赤道部分化不明显。顶体下间隙不规则，明显扩大。
（3）顶体结构异常 形式众多，泡状顶体比较常见，主要特点是在顶体下间隙存在很多盘曲的膜性结构，或膜性结构存在于核的凹槽中。由于这些结构的存在，顶体可掀起，在顶体囊泡中有时可无内容物，有时则有电子密度不高的物质或片层状结构，或存在很多小囊泡或空泡。顶体可呈不规则球形，内外顶体膜不平行，主段部与赤道部分界不清。顶体边缘卷曲，远离精子核。
（4）精子顶体数量异常 包括顶体数量增多和减少，前者除有主要顶体外，还可有其他顶体存在，但位置常不对称，顶体内容物常呈异质性。顶体过少是两个以上的精子共有一个顶体或两个顶体。
各种顶体畸形对精子受精能力影响程度不同，顶体缺失者没有受精能力。不规则畸形的精子，其受精能力也很低，因为这种精子很难穿透透明带。
（二）后顶体鞘异常
常见的是缺乏后顶体鞘，这多见于圆头畸形的精子。精子缺乏后顶体鞘，就不能和卵子结合，妨碍受精的进行。
（三）精子线粒体的畸形
在严重的无力型精子症及死精子症，常存在线粒体缺陷，表现为线粒体排列紊乱，分布不对称，线粒体和嵴形态异常，线粒体鞘局部缺失或完全缺失，这都能严重影响精子的活力。另外还可见到线粒体体积的异常，或是小线粒体，或是巨大线粒体。线粒体位置的异常，表现为离精子头部太近或延伸至主段太远，这在一定程度上也会影响到精子的活力和功能。
（四）人精子鞭毛细胞骨架的病理
人精子鞭毛细胞骨架由轴丝周围结构组成。轴丝周围结构包括9根致密纤维、纤维鞘、肋柱及2根纵柱。精子细胞骨架的异常，可造成精子运动障碍，导致不育。一般认为可有下列异常。
1.轴丝的异常
（1）缺少2个动力支臂 缺少2个动力支臂的精子，一般不能活动。缺少动力支臂的精子很少是单发的，而是普遍的。因此，在有这种缺陷的精液标本中，活动精子不超过5%。此类疾患常可波及到机体所有的鞭毛系统，如呼吸系统，可伴有呼吸系统症状，如常患呼吸道感染。
（2）缺少内支臂及周围联系结构如放射桥等 其特点是全部精子均不能活动，轴丝常失去柱状形式，并且常伴有轴丝复合结构的异常，即周围微管及中央微管同时表现异常，鞭毛长度及粗细发生异常。
（3）缺失外支臂 仍可存在前向运动，平均约25%左右，但速率很慢，摆动频率也减少。可伴有周围微管缺失及鞭毛卷曲。有15%的病例伴有其他鞭毛的异常。
（4）缺乏中央连接 常伴发鞭毛复合性缺损，如中央微管的缺损，短鞭毛及轴丝周围成分的异常，如线粒体鞘、纤维鞘及纵柱的异常等。缺少中央连接的精子不能活动或无前向运动的能力。
（5） 缺少中央复合结构常伴有中间段的缺失、主段缺失或鞭毛增粗。可失去精子运动能力或前向运动能力减弱。
（6） 缺少周围微管及相应的周围连接结构 好发于精子的主段，并伴有轴丝中央复合结构的异常或缺失。根据异常波及范围的不同，有活动力的精子从0 40%。在有生育力的男子也有此类异常，但精子异常率一般少于25%。
实际上，在男子不育症精子的电镜观察中，尤其是无力型精子症或所谓的死精子症的检查中，除可发现上述异常外，还可见到其他异常，如双鞭毛、鞭毛弯曲、周围微管数量增加、中央微管部分缺失或全部缺失、中央微管数量增加、中央微管的偏位，甚至还可出现在外周致密纤维的外围。这些结构的异常都会造成精子运动障碍，包括精子运动的不协调或不能运动。
2.轴丝周围结构的异常
在正常鞭毛中，轴丝周围结构的范围和它的空间构筑是一定的。因此，轴丝结构异常主要表现在其长度变化及空间构筑的异常方面，最常见的异常如下。
（1）主段长度缩短 虽然其他部位的长度也可减少，但多见于主段。正常精子主段长平均为45um左右，而长度缩短者一般为32um左右。
（2）致密纤维长度缩短 在不少精子细胞骨架异常中，常有致密纤维平均长度的减少。正常精子平均长度为21um左右，而长度减少者均在15um左右。应当指出，致密纤维长度减少，并不是均等的，有些致密纤维长度减少的频率较大。Denise 等曾较详细地研究了精子活力差的精子与正常活力精子的致密纤维，其结果见图19-7。
（3）空间构筑的异常 轴丝周围成分包括外周致密纤维、纤维鞘，甚至线粒体鞘的位置常可发生异常，这就是空间构筑的异常。精子的结构有严格的空间构筑，这是其重要特点，其功能特别是运动功能所必需的，因此空间构筑的异常，可导致精子的功能障碍。
外周致密纤维和纤维鞘的异常常同时发生，因此认为异常的起源是一致的。研究精子形态发生，发现这两种结构在起源上有密切联系。在精子形成过程中，在亚微管A单位上首先形成一个突起，称为小桥，以后在“小桥”上不断有物质沉淀，最后终于形成了致密纤维和纤维鞘。
影响轴丝和轴丝周围成分的构筑的因素还不十分清楚，但一般认为与微管结合蛋白相似的一种蛋白质（MAPS），对决定轴丝的种种成分的正常排列起重要作用。并且MAPS也与微管的轴丝周围成分相联系，如纵柱及外周致密纤维的空间排列有关。因此，在精子形成过程中缺乏MAPS即可导致轴丝及轴丝周围成分的构筑异常。精子鞭毛的MAPS的异常，也可能对鞭毛长度异常起决定性作用。
（五）精子细胞骨架异常与精子的运动障碍
精子细胞骨架异常，常可影响到精子的运动，但精子细胞骨架不同成分的异常，影响精子活动的程度也不全相同。
（1）内外支臂缺乏或内支臂缺乏，或周围连接结构缺乏时，精子均丧失运动能力。
（2）外支臂缺乏，不会导致精子全部运动力的丧失。据统计，约20%的精子仍可有活动能力，有前向运动，但速度甚慢。
（3）缺乏轴丝中央连接结构时，一般失去前向运动能力，或仅少量精子可有微弱运动，精子运动不协调，伴有间歇性震颤或摆动。
（4）缺乏轴丝中央复合结构时，精子失去活动能力或运动缓慢。
（5）缺乏周围微管及周围连接结构者，一般也不会运动。
三、畸形精子症的病因和防治措施
睾丸环节特别的睾丸精子发生变态期是最易产生精子畸形。有一系列因素包括化学因素、物理因素、生物因素、药物因素等都可成为致畸因素，特别是当今环境污染变得更为普遍和日益加重的情况更是如此；在畸形精子超过70%时就要更多考虑到毒物的作用和影响，而与污染环境接触频度高的人群或在局部污染环境下进行工作和生活的人群，其受害的可能性更大，受害程度可能更严重。
高畸形精子症也应考虑染色体异常的因素，而应作相应的染色体检查。
近年发现附睾感染特别是附睾支原体、衣原体感染常可造成精子弯曲畸形或形态上的成熟障碍，如残余胞浆小体。考虑到这一因素是十分重要的，因为精子在附睾停留时间较长，有害因素对附睾精子造成的后果也就较大。
在男性生殖系统中存在氧化抗氧化系统，氧化系统主要是氧自由基，富于长链不饱和脂肪酸的精子很容易受到自由基的攻击，这对精子的形态结构和功能都造成损害；另一方面在男性生殖系统也存在着抗氧化系统，如一系列清除酶系包括超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶等，对氧自由基起拮抗作用；在正常生理情况下，氧化抗氧化系统保持着一种相对平衡；而在污染或感染等因素作用下，常可造成氧化抗氧化系统的失衡；或是氧自由基产生过量，或是抗氧化系统的减弱，从而影响精子的形态结构和功能。睾丸内环境对精子发生有重要作用，而睾丸局部的微循环障碍是十分重要的因素。我们在这些病例的生殖病理观察中一方面看到变态期的大量畸形精子产生，另一方面，又为睾丸存在局部微循环障碍提供了证据。
畸形精子症的防治当然在宏观上有赖于整个环境污染的治理，空气质量和水质乃至食物质量的提高，在对待具体病人时，则应在详尽询问病史基础上，努力与病员一起寻找可能存在的种种致畸因素，并力求排除或减少有害因素的影响；如戒除不良生活习惯包括戒烟或减少抽烟等应是能做到的。
如有生殖系统感染则应采用安全有效的药物进行治疗。
也可应用一些药物以改善睾丸局部的微循环，如胰激肽释放酶，活血化淤中药，或应用复合蛋白锌，含有SOD等保健药品，以提高男性生殖系统的免疫能力。
治疗畸形精子症或降低畸形精子的发病率至今还无一套成熟的药物，有待进一步研究和开发。
同济大学附属上海市第一妇婴保健院生殖医学中心
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