庄锡伟，黎志全，刘　冰（佛山市禅城区中心医院，广东佛山528031）

精子顶体酶研究概况

庄锡伟，黎志全，刘冰
（佛山市禅城区中心医院，广东佛山528031）

精子顶体酶；精液；男性不育症；综述

男性不育症发病率逐年上升，目前，临床上对男性不育症的诊断一直是以精液中精子的数量与活动能力等指标做常规分析，从而评价男性生育能力［1］。但随着科学技术的发展和研究的不断深入，发现这些指标已不能完全反映精子的受精能力，甚至有观点认为精液常规检查与生育能力的相关性仅为70%［2］。近年来许多研究证实总顶体酶与受精率之间存在正相关的观点，认为精子顶体酶活力是判断精子生育能力很有价值的指标［3-8］，在判定精子受精能力方面比传统常规分析更具客观性，特别是对不明原因的男子不育者［9］。本文对精子顶体酶活性影响因素、检测方法等研究进展进行概述，旨在为男性不育患者的临床诊治提供进一步的依据。

1　精子顶体酶及其生理效应

顶体是由精子细胞核附近的高尔基复合体形成，为精卵结合提供条件，内含多种水解酶，其中顶体酶最为重要。顶体酶主要分布于精子顶体内膜及赤道部膜上，与精子顶体膜相连，本质是一种胰蛋白酶样丝氨酸蛋白酶。哺乳动物受精就是精子和卵子结合的过程，精子头部要穿过卵透明带，除精子头部发生形态学的变化外，更重要的是需要发生顶体反应，即无活性的顶体酶原被激活成有活性的顶体酶并被释放出来，水解卵透明带糖蛋白；精子剧烈运动及楔样作用，顺利穿过卵丘再穿过透明带，完成受精过程［10］；另外，顶体酶还具有增加生殖道激肽释放、增强精子活性和促进精子运动的作用［11］。由此可见，顶体酶是受精过程中不可缺少的一种中性蛋白水解酶，其活性的高低很大程度决定了受精过程是否能顺利进行。

2　精子顶体酶活性的影响因素

2.1季节周期因素一项临床观察表明，出生于1950～1954年、1955～1959年和1965～1969年3个年龄组的男性，他们精子顶体酶活性有明显的季节周期变化规律，其中3月份的活性最高［12］。猪顶体酶活性也有明显季节性变化，尤其是7～10月，其活性变化最明显［13］。

2.2精子发育时间临床观察结果显示，禁欲1~5 d时的精子，其顶体酶活性较稳定，但随着禁欲时间延长，达到10 d时，顶体酶活性则明显下降［14］。另外，精子顶体酶活性与精子顶体完整率有一定的相关性，与形态正常精子百分率间呈显著正相关［15］。这表明精子在体内更新时间直接影响受精过程，与精子顶体酶活性密切相关。

2.3环境因素众所周知，环境对精子形态、精子数量等常规指标有明显影响。随着研究的深入，发现长期接触芳香类有机溶剂或有机氯杀虫剂的男性，其精子活动性和顶体酶活性明显降低，且降低幅度与作用浓度和接触频率有密切关联，说明这些有机溶剂可能影响男性生育力和附属性腺功能［16-17］。

2.4微量元素及代谢物质因素锌在高浓度时，会使所有结合形式的酶失活，而低浓度时则可诱导顶体酶的激活，这种对顶体酶的可逆性调控作用使精子活动免受男、女性生殖道对其潜在的损伤，直到与卵子结合［18］。IL-6可剂量依赖性增强顶体酶活性和升高精子顶体反应率［19］。顶体酶在活化的蛋白激酶A作用下磷酸化，磷酸化后可激发顶体外膜的电压依赖性钙通道开放，Ca2＋释放至胞质；Ca2＋使磷脂酶C活化并水解磷脂酰肌醇二磷酸后激活蛋白激酶C，从而导致质膜上电压依赖性钙通道开放，大幅度升高胞质Ca2＋浓度，引起精子获能、质膜溶解及顶体反应发生［20］。γ-氨基丁酸（GABA）存在男性性腺和附属性腺中，其与精子运动和类固醇激素产生有密切关系，可明显提高精子的顶体酶活性［21］。张玮等［22］研究了IL-2对精子顶体酶及一氧化氮合成酶活性的影响，结果发现IL-2能明显抑制顶体酶活性。边淑玲等［23］研究发现，肿瘤坏死因子（TNF-α）可能通过降低精子中的Ca2+-ATPase活性而抑制精子的顶体酶活性和顶体反应；另外，精子中的超氧化物歧化酶（SOD）活性可影响精子受到氧自由基的攻击程度，而使精子顶体酶活性及顶体反应发生改变。低浓度NO具有保护精子活力的作用，而高浓度NO则抑制精子活动力，降低顶体反应率［24-26］。

2.5炎症及感染因素非细菌性前列腺炎（CAPⅢA）［27］和慢性前列腺炎（Ⅳ型前列腺炎）［28］可明显降低精子顶体酶活性、精子总活力、精子活率及（a+b）级精子百分率、前向运动精子百分率、正常形态率及精子低渗肿胀，但对精液pH、密度及精液量无明显影响。由于这些患者前列腺液中含有大量激活的炎症细胞，促发炎症反应，一方面通过与精子直接接触方式损伤精子，抑或通过粒细胞产生可溶性物质方式升高精浆中活性氧（ROS）水平而损害精子功能［29］。沙眼衣原体（CT）感染也会引起顶体酶活性低下，这是由于CT可穿入精子并在精子内部大量繁殖，造成精子损伤和功能缺失［30］，同时也导致炎症反应而干扰精子顶体功能［31-32］。男性生殖道解脲脲原体（Uu）可引起精子顶体膜破损，使顶体酶流失或使顶体酶活性改变，致顶体反应降低，从而影响精子活率、精子运动参数和精卵结合而导致不孕不育［33-35］。但同时也有研究结果表明，解脲支原体主要影响精子前向运动率、总活力及存活率等，而对精子顶体酶活性无影响［36-37］。

2.6药物因素一项研究表明，维生素A对公羊的精子顶体酶活性有明显的剂量相关性抑制效应，其可使公羊的精子顶体酶活性下降幅度高达49%［38］。地塞米松与可能存在于附睾及附属性腺上的糖皮质激素受体结合，使公羊精子顶体酶活性降低［39］。褪黑激素可提高公羊的精子顶体酶活性，这种作用呈季节差异性，繁殖季节（秋季）提高幅度比非繁殖季节（春季）大［40］。周文隆等［41］临床研究表明，活性钙能全面改善和提高精子质量异常的男性不育者精子质量，尤其能明显增强精子顶体酶活性异常者的顶体酶活性。

3　精子顶体酶活性的测定方法

精子顶体酶活性有望成为评估男性生育力的重要临床检验指标之一，而目前精子顶体酶活性的检验方法还很少，值得我们去探索。

3.1明胶分解试验方法［42］该方法的原理主要是通过检测精子对明胶蛋白水解的能力来判断顶体酶活性。37℃孵育的精子细胞由于容积渗克分子浓度过高使得顶体破裂，顶体酶从成熟活性精子特有结构——顶体晕环中渗漏出来，经伊红染色，镜下观察，晕体数量将反映活精子数量。此方法操作简便，所需仪器设备简单，与生化分析有良好的相关性。

3.2精氨酸酰胺酶活性检测法［43］该方法的基本原理是利用精氨酸酰胺酶活性反映顶体酶全部活性。具体操作是提取顶体酶，利用在精子顶体内存在的精氨酸酰胺酶可分解Na-苯甲酰-DL-精氨酸-P-硝酰基苯胺（BAPNA）产生有色产物——酰胺基苯胺的特点，通过比色法测定该产物的含量，推算出精氨酸酰胺酶活性，进而反映顶体酶活性。应引起注意的是，为防止顶体酶原自体活化，检测操作全过程必须用合成的顶体酶抑制剂。

4　展望

顶体酶活性的相关研究逐渐成为男性不育领域的热点，但在临床药物治疗、新药研发、顶体酶活性检测方法、影响因素之间相互关联性等方面研究较少，这都为广大致力于男性不育症诊疗的科技和临床工作者提供了广阔的领域。另一方面，精子顶体酶在受精过程，尤其是精子穿透卵子透明带过程中起至关重要的作用，抑制其活性可阻断精卵结合，因此，随着研究的深入开展，以顶体酶为靶标的男性避孕药开发也是未来的研究方向。

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（编辑陈明伟）

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2095-4441（2016）01－0107－03

2015-12-22