附睾的主要功能之一是为附睾的精子成熟和精子贮存创造一个适宜的体液环境,附睾精子沉浸在一个液态的附睾微环境中。附睾的体液环境是通过调节附睾的分泌功能及吸收功能来实现的。附睾分泌功能的缺陷和分泌障碍可导致在附睾管腔中形成一个脱水状态。附睾继续分泌高分子量糖蛋白但无正常液体分泌,使附睾管道阻塞,形成梗阻性无精子症,从而可导致男性不育。梗阻性无精子症是由于输精管道的梗阻使精子的运输发生障碍而产生的无精子症。梗阻性无精子症在男性不育中的发生率约为1%。在无精子症患者中,梗阻性原因所占的比例较多,为42.4%~48%。
附睾梗阻是梗阻性无精子症的最常见原因,在FSH低于正常值高限2倍的无精子症中占30%~67%。先天性附睾梗阻常伴有先天性双侧输精管缺失(CBAVD),这些病例中82%至少有1个囊性纤维病基因点突变,这种病常伴有附睾远端部分缺如和精囊发育不良。先天性附睾梗阻还包括杨氏综合征(Young综合征),梗阻的原因主要是近端的附睾管腔内纤维化所致。
有研究表明附睾的分泌功能是和附睾上皮氯离子通道密切相关。如果附睾上皮的氯离子通道及其调节发生障碍,就能导致附睾的分泌障碍,造成附睾管道内的脱水状态,引起黏稠性物质积聚,从而造成管道阻塞。
囊性纤维化跨膜传导调节因子(CFTR)广泛表达于人体各种器官的上皮细胞中,包括气管,消化道和生殖道。编码CFTR的基因的突变引起囊性纤维化(CF),这是高加索人中最常见的致死性遗传疾病,每3500个新生儿中大约发生1例。CF患者在多器官中表现出系统性疾病,包括慢性肺部感染、炎症,胰腺功能不全和不育症,其中不育症的主要原因被认为是CFTR突变导致的电解质转运不良。CF的一个标志是男性不育,事实上,97%~98%的男性CF患者由于先天性双侧输精管缺失(CBAVD)而不育,导致梗阻性无精子症。除了CBAVD,在非阻塞性无精子症,少精子症,弱精子症和畸形精子症中也发现CFTR突变频率的增加。其临床表现多表现为进行性肺衰竭、胰腺功能不全及男性不育等。
CBAVD约占无精子症的15%~20%,近几年越来越多的研究显示该病与囊性纤维化(cystic fibrosis,CF)有关,并被公认为是CF的一种临床亚型。国外报道CBAVD患者的CFTR基因突变以ΔF508号外显子第1653~1655位三个碱基TTT缺失,导致第508位苯丙氨酸缺失最为常见,高达70%。国内对患者的基因突变情况研究较少,致病机制尚不明确。
CBAVD的发病机制可能与胚胎发育期CFTR基因突变有关,使Müller管异常,中肾管停止发育或缺陷,导致输精管发育畸形与缺失,且常伴有精囊腺缺如或纤维化。对原代啮齿动物Sertoli细胞和生殖细胞以及来自CFTR敲除小鼠或隐睾模型的睾丸的研究结果表明,CFTR通过HCO3-/sAC/cAMP/CREB(CREM)途径参与精原细胞的NF-κB/COX-2/PGE2途径,实验还揭示了CFTR在精子获能中起到关键作用,直接或间接介导对于获能至关重要的HCO3-进入。CFTR在最新的研究中正在成为一个多功能的基因,介导各种生殖过程相关的不同信号通路,此外,其在电解质和流体转运中的作用是公认的,能调节雄性生殖道的管腔微环境。还有研究提示Y染色体的基因微缺失也与CBAVD有关,14例CBAVD的男性不育患者中发现2例存在AZFa位点的缺失。Daudin等报道CBAVD中24.5%的患者无突变,Mecallum等推测这些CBAVD患者的形成是由于在其胚胎发育早期(7周前)有一个非CFTR基因的突变,它导致整个中肾管异常发育从而形成CBAVD。另外在一些家系中父子同胞携带同一突变时仅其中之一患CBAVD,这说明在发生过程中除CFTR基因异常外,还可能存在其他遗传因素或环境因素的作用。各种因素如干扰中肾管的正常发育或退化,可导致绊状畸形发生。
对囊性纤维化无精子症患者不能精道重建,所以他们要生育唯一可选择的是辅助生殖技术,即采用显微外科技术从附睾(MESA)或直接从睾丸实质(TESE)获取精子用于随后的卵胞质内单精子注射(ICSI)。不推荐传统的IVF,因为其受孕率太低。
1970年,利物浦泌尿科医师大卫·扬(David Young)观察到54%的患者有梗阻性无精子症并伴随有肺部缺陷,认为无精子症与肺部之间有关联,称作Berry-Perkins-Young综合征,简称为杨氏综合征。杨氏综合征是一种罕见的疾病,包括三种表现:梗阻性无精子症,支气管扩张和鼻窦炎,是一个公认的会造成男性不育的疾病。据报道杨氏综合征在男子不育症中占3.5%,在男子阻塞性不育症中约占21%~67%,多数报道约占50%。最近欧洲和美国的几个案例报告认为减少汞的使用可能使发病率下降,童年时期汞接触过多可能是病因之一。在杨氏综合征的相关统计中,汞中毒(粉红病)的概率在10%左右。汞能抑制含巯基的酶,与硫醇反应形成硫醇盐,而硫醇盐被认为能抑制糖酵解,阻碍机体必要的正常功能和获取能量供应精子和纤毛。
杨氏综合征的主要特点在于附睾上皮分泌液逐步减少,黏度增加,内容物黏厚,从而一步步导致附睾通道的梗阻,造成阻塞性无精子症。因此杨氏综合征导致的无精子症是渐进性的,可由完全畅通到不完全性阻塞直至完全性阻塞,表现在精子数量上从开始正常到减少直至精液中缺乏精子。在附睾渐进性梗阻过程中附睾的功能性指标也会发生相应的变化。此外,常伴有呼吸道感染。而呼吸道感染也可能是由于呼吸道黏液分泌异常,引起黏液浓缩的呼吸道清除功能下降,最终导致呼吸道感染。事实上由于此病发病机制尚不清楚及缺少相关的发病率资料,因此,尚不能确定是否杨氏综合征本身代表一个病种。目前对杨氏综合征还无良好的治疗方法。尝试外科学方法解除精道梗阻没有或仅有暂时效果。因此,采用显微外科技术从附睾(MESA)或直接从睾丸实质(TESE)获取精子用于卵胞质内单精子注射(ICSI),是希望生育的患者可选择的治疗方法。用附睾输精管吻合法虽能解决附睾的通道,但不能解决附睾的精子成熟。也可应用某些药物降低附睾分泌的黏稠性,关键问题应该解决附睾上皮氯离子通道及其调节,这样才能从根本上解决附睾阻塞性无精子症。