精子凍存是目前男性生育力保存的主要手段,凍存的精子在一定程度上展現(xiàn)出了安全可靠的優(yōu)勢,但是在某些人群中這一手段也存在明顯的缺陷,如在患有惡性腫瘤的兒童中,其生精過程尚未啟動,不能產(chǎn)生成熟的精子,還有一些癌癥本身會影響生精細胞的發(fā)育和成熟,在放、化療前冷凍的精子受孕率較低,此時,睪丸組織凍存就顯示出了其優(yōu)勢和必要性。
睪丸組織凍存是指通過睪丸穿刺或其他外科手段獲取睪丸組織并進行超低溫冷凍,當這些患者有生育需求時,可以從這些凍存的睪丸組織中直接獲取精子或?qū)⑸臣毎T導(dǎo)形成精子,再通過試管嬰兒的方法產(chǎn)生健康后代。
睪丸組織的凍存復(fù)蘇過程都有哪些“奧秘”呢?對此臨床醫(yī)生和科學(xué)家已經(jīng)摸索出了一個相對成熟、安全有效的凍存方法。
首先,睪丸組織取材通常使用注射器穿刺的方法,這種方法只需要進行會**的局部麻醉,然后將注射器刺人睪丸組織、通過負壓抽吸就能取得足量的睪丸組織,創(chuàng)傷較小而且恢復(fù)較快;如果睪丸穿刺取不到組織,則需要通過外科手術(shù)切取一小塊睪丸組織用于凍存。取到睪丸組織后,組織病理學(xué)檢查是非常必要的一步,因為需要睪丸組織凍存的人群很多腫瘤患者,通過病理學(xué)檢查看看組織內(nèi)是否含有腫瘤細胞,還可以觀察睪丸組織的生精狀態(tài)和是否有成熟的精子,以備將來這些患者有生育要求時可以選擇合理的治療措施。泉州試管嬰兒
睪丸組織冷凍目前主要通過程序化降溫的方法,以4℃為起始點,以每分鐘1℃的速度下降到0℃,保持5分鐘;然后以每分鐘0.5℃的速度下降到-8℃,保持15分鐘;再以每分鐘0.5℃的速度下降到-40℃,保持10分鐘;最后以每小時7℃的速度下降到-80℃,然后放入液氮中保存。這樣慢速降溫的過程主要是為了能更好地將細胞中的水分脫去,因為我們知道水是細胞的主要構(gòu)成物質(zhì),在低溫狀態(tài)下細胞內(nèi)的水會形成冰晶,刺傷細胞器和細胞膜,而慢速降溫則能起到很好的保護作用。
在冷凍過程中,凍存的睪丸組織需要加入凍存保護劑,這些保護劑可分為滲透性和非滲透性兩大類:滲透性保護劑主要有1,2-丙二醇、乙二醇、甘油和二甲基亞砜,這些保護劑特點不一,如1,2-丙二醇滲透性強但毒性較大,乙二醇可快速進入細胞內(nèi)置換細胞內(nèi)的水分,從而減少滲透激;非滲透性冷凍保護劑最常用的是蔗糖。應(yīng)滲透性和非滲透性冷凍保護劑聯(lián)合應(yīng)用可提高凍存復(fù)蘇過程中的保護效果,但這些保護劑的種類、濃度各有優(yōu)缺點,還需要進一步的研究以發(fā)現(xiàn)更好的凍存方法。當睪丸組織冷凍者有生育要求時,需要對冷凍的睪丸組織進行解凍復(fù)蘇以恢復(fù)組織的活力。復(fù)蘇時多采用37℃水浴快速溶解,然后將冷凍保護劑洗滌干凈,還可以將復(fù)蘇后的睪丸組織進行培養(yǎng)。
睪丸組織凍存的最終目的是保持睪丸組織中的生精細胞、支持細胞和間質(zhì)細胞的活力,為以后凍存者精子發(fā)生或提取精子提供保障。評價睪丸組織凍存效果主要從形態(tài)和功能兩方面人手,具體包括采用組織病理學(xué)檢測或電鏡技術(shù),觀察精原細胞從基底膜、支持細胞和精母細胞脫離的比例來評價生精小管的損傷情況;采用免疫組織化學(xué)方法檢測生精細胞或支持細胞特異性蛋白的表達情況來評價這些細胞的損傷情況;通過檢測復(fù)蘇后睪丸組織中的抑制素B和睪酮等生殖激素水平來觀察睪丸支持細胞和間質(zhì)細胞的功能狀態(tài)。
當進行睪丸組織凍存的患者治愈后,尤其是治愈的青春期前癌癥患者和隱睪癥患者到生育年齡時,有望實現(xiàn)凍存睪丸組織自體移植,以完成精子發(fā)生過程,維持這些患者的生育能力。但是該技術(shù)有可能導(dǎo)致腫瘤細胞的再回輸,腫瘤細 胞重新生長、轉(zhuǎn)移從而導(dǎo)致腫瘤復(fù)發(fā),因此我們上面提到的組織病理學(xué)檢查十分必要。
目前含有成熟精子的睪丸組織凍存后復(fù)蘇用于輔助生殖技術(shù)已經(jīng)相對成熟,臨床研究認為這些冷凍的睪丸組織中提取的精子進行試管嬰兒的成功率與新鮮精子無明顯差別。2014年,一位身患腦神經(jīng)膠質(zhì)瘤的9歲小男孩Nathan進行了睪丸組織冷凍手術(shù), 由于這種神經(jīng)膠質(zhì)瘤很難通過手術(shù)摘除,只能進行強制化療,而化療將會帶來嚴重的副作用,包括睪丸組織的損傷和生殖細胞的丟失。
這位小患者的主治醫(yī)生給出這樣的建議:“我們可以通過睪丸組織冷凍的方法來幫助Nathan實現(xiàn)當父親的愿望, 這種方法沒有字面上看起來那么可怕, 我們只是從Nathan的睪丸上切下一部分含有精子干細胞的組織,就像從橘子上單獨掰下一瓣一樣。腫瘤治療完成后,在他未來想成立自己的家庭、生育后代時,我們再通過手術(shù)將這塊冷凍的組織重新植人他的身體,他就能實現(xiàn)成為一名父親的愿望了”。在此之前,日本科學(xué)家在實驗室中首次利用超低溫冷凍的睪丸組織成功培育出了小鼠后代。他們通過兩種不同的凍存方法緩慢冷凍法和玻璃化法保存了新生小鼠的睪丸組織,將超低溫保存的組織解凍后進行組織培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)其中的細胞能夠保持分化成精子的能力,而且精子生成的效率與新鮮組織一樣高。在小鼠中,研究者利用超低溫保存了4個月的睪丸組織,用圓形精細胞注射技術(shù)和人工授精技術(shù)進行了微授精,最終共發(fā)育成8個可育后代。這些來自超冷組織的的小鼠能夠健康成長,并且新生小鼠的生育力也完全正常。雖然這種冷凍睪丸組織中生殖細胞發(fā)育成成熟精子的研究在人身上尚未開展,但它的技術(shù)原理和卵巢組織冷凍技術(shù)相通,后者已有多例在人身上成功的報道,所以我們相信在不久的將來冷凍睪丸組織中的生精細胞發(fā)育成精子一定也能夠成功。
睪丸組織凍存因其明顯的優(yōu)勢有著廣闊的應(yīng)用前景,但凍存復(fù)蘇后的組織移植和培養(yǎng)仍需要科學(xué)家進一步的研究探索。盡管這一領(lǐng)域的研究剛剛起步,目前還有許多有待克服的難題,但將來有望給不育患者帶來福音。