精子形态学分析

1本课件精子染色均采用Diff-Quik染色精子形态学分析及生精细胞检查《WHO5》2010版南京军区南京总医院戈一峰戈一峰，男，1973年3月出生，中共党员，副主任医师、副教授，江苏省青年联合会第十、十一届委员会委员，医疗卫生界别秘书。现就职于南京军区南京总医院生殖医学中心，从事生殖遗传学的实验室和临床诊疗工作，在辅助生育和习惯性流产的免疫治疗等方面具有专长，2004年11月-2005年7月参加联合国驻利比里亚特派团维和军事行动，2010年1月参加中国人民解放军赴海地地震救援行动，历年在国内外核心学术期刊上以第一著者发表论文十多篇，参编学术专著12部。EpididymisProstateSeminalvesiclesVasdeferensBulbo-urethralglandAmpullaurethralskeletalmusclecorpuscavernosumvasculaturePelvicn.ParasympatheticNS(cranio-sacraloutflow)Inferiormesentericg.SympatheticNS(paravertebralganglia)AutonomicNS精液的形成射精不存在于体内精子生成过程精子生成与受精过程背景全球精液检测标准化的需求，WHO制定了人类精液实验室操作手册，用于临床实验室和科研。7第五版2010年第一版1980年第二版1987年第三版1992年第四版1999年8WHO11980WHO31992WHO52010WHO21987WHO41999中文翻译本9WHO5th主要内容10精液分析精子制备质量保证标准方法可选择试验研究性试验精子制备精子冷冻附录正常形态精子

通过观察来自受孕女性生殖道，特别是经性交后试验从宫颈粘液或从卵子透明带表面回收的精子有助于定义具备潜在受精能力的精子。使用这些标准，对所有男性而言，其正常形态精子百分率的范围大致为0-30%，很少超过25%

。这个低数据自然产生一个低的临界值（仅为3-5%）。经过“透明带选择”的精子，正常形态率仍然低，约8-25%。11WHO不同版本精子形态学内容比较篇幅染色方法观察方法参考值第一版10页改良勃－利二氏染色巴氏染色显微镜40倍物镜下观察80.5±19.4%第二版13页吉姆萨染色改良巴氏染色勃－利二氏染色相差显微镜40倍物镜下观察；也可用100倍油镜，明视野观察50％第三版13页湿片法吉姆萨染色改良巴氏染色勃－利二氏染色Shorr染色×100油镜亮视野观察湿片法30％第四版15页改良巴氏染色Shorr染色Diff－Quik法×100油镜亮视野及至少×10的目镜下观察*15％第五版49页巴氏染色Shorr染色Diff－Quik法×100油镜亮视野及至少×10的目镜下观察4％（下限）1213精子形态学检查受关注头部：椭圆形，长３.７～４.７µm、宽２.５～３.２µm，长宽比１.３～１.８µm，顶体区４０％～７０％，不超过２个小空泡。空泡大小〈２０％，顶体后区冰含任何空泡。中段：细长、规则，长度３.３～５.２µm，大约与头部长度相等，主轴与头部主轴成一直线，宽度０.５～０.７µm，残留胞质〈头的１／３。尾部：比中段细，均一，长约４５（均为头部长度的１０倍），没有锐利折角，可以自身卷曲呈环状。精子形态学检查受关注正常精子形态14精子头部的分析参数精子包括头、颈、中段、主段和末段。严格的精子形态学判断标准为：只有头和尾都正常的精子才认为是正常的。所有处于临界形态的精子应该认为是异常。精子头外形上应该是光滑、轮廓规则、大体上呈椭圆形。顶体可清晰分辨，占头部的40%～70%。顶体区没有大空泡，并且不超过2个小空泡，空泡大小不超过头部的20%。顶体后区不含任何空泡。15精子中段与主段的分析参数中段应该细长、规则，大约与头部长度相等。中段主轴应与头部长轴成一条直线。残留胞浆只有在过量时才被认为是异常的，即胞浆超过了精子头大小的1/3时被认为过量残留胞浆。主段应该比中段细，均一，其长约45μm（约为头部长度的10倍）。尾部应没有显示鞭毛折断的锐利折角。主段可以自身卷曲成环状。16对精子形态缺陷的认识人类精液标本中含有各种各样畸形的精子。精子异常发生和一些附睾的病理改变常常与畸形精子百分率升高有关联。精子的形态缺陷通常是多重的。畸形精子一般都会导致较低的受精潜能，这取决于畸形的类型，也可能有异常的DNA。形态缺陷常伴有DNA碎片的增加、染色体结构异常、不成熟染色质和非整倍体。虽然也考虑精子尾（中段和主段），但是头部的形状更为重要。17精子头部、颈部和中段缺陷定义头部缺陷：大头、小头、锥形头、梨形头、圆头、不定形头、有空泡的头（超过2个空泡，或者未染色的空泡区域占头部的20%以上）、顶体后区有空泡、顶体区过小或过大（小于头部的40%，或大于头部的70%）、双头，或上述缺陷的任何组合。颈部和中段的缺陷：中段非对称地接在头部、粗或不规则、锐角弯曲、异常细的中段或上述缺陷的任何组合。18精子主段缺陷、过量残留胞浆定义主段缺陷：短尾、多尾、断尾、发卡形平滑弯曲、锐角弯曲、宽度不规则、卷曲，或上述缺陷的任何组合。过量残留胞浆（ERC）：这是精子异常发生过程产生的异常精子所伴有的。这类异常精子的特征是含有大量不规则已染色的细胞浆，胞浆的大小超过精子头部的三分之一，通常同时有中段缺陷，这种异常的过量胞浆不应该被认为是胞浆小滴。19

胞浆小滴对渗透压很敏感，并且在常规的空气干燥过程中不能很好地保留。胞浆小滴在已染色的图片中不明显，它们看上去像是中段的延伸。在已固定并染色的涂片中，胞浆小滴小于头部1/3大小，则应该被认为是正常的。

胞浆小滴为位于头-颈连接中段的膜相囊泡，是人类精子有生理功能的正常成分。用相差显微镜、微分干涉差显微镜和X线显微镜对精液、宫颈粘液及培养液中的活精子进行观察，如果胞浆小滴膨胀，其胞浆小滴可能会沿着中段长轴延伸。对胞浆小滴的认识20人精子一些异常形态的示意图215版正常精子彩图1225版正常精子彩图2235版异常精子彩图1245版异常精子彩图225正常精子26正常精子272829典型大头头部长与宽明显大于正常尺寸30313233典型小头头部长与宽明显小于正常尺寸34353637典型锥形头椭圆率较大，前后两端明显不对称383940典型圆形头椭圆率接近体区没有大空泡并且不超过两个小空泡空泡大小不超过头部20%顶体后区不含任何空泡46474849典型梨形头椭圆率明显偏小前后两端部对称505152有两个头的精子5354顶体明显大于头部70%

55565758顶体明显小于头部40%

596061头部外形轮廓不规则62636465精子头底部不是圆滑的66676869头部纵轴两侧明显不对称707172737475颈部与头部长轴形成了一定的角度76777879胞浆大小超过精子头部1/3808182精子中段中位数偏大83848586精子颈部与头部连接处宽度偏大878889中段偏细或没有中段9091929394颈部有明显折断的锐利折角中段与精子头部长轴形成一定角度9596979899精子尾部长度明显偏小100101102103尾部弯曲呈环状104105106107108109卷曲＞360。110111112113114115有两条尾部的精子116117118119120尾部有明显的鞭毛折断的锐利折角121122123精子形态学分析的质量控制124精子形态学分析操作的标准化精子形态学分析过程中的所有操作步骤都可能影响精子形态学分析的结果，如精液样本的洗涤、制片、固定、染色方法、显微镜质量、自动化分析系统的质量等。

125正常形态精子判断标准的一致性精子头外形上应该是光滑、轮廓规则，大体上呈椭圆形，顶体区可清晰分辨，占头部的40%~70%，没有大空泡，并且不超过2个小空泡，空泡大小不超过头部的20%，顶体后区不含任何空泡中段应该细长、规则，大约与头部长度相等，中段主轴应与头部长轴成一条直线，残留胞浆不超过精子头大小的1/3；主段应该比中段细，均一，长约45um，可以自身卷曲成环状，尾部没有显示鞭毛折断的锐利折角。

126127结语传统的精子形态评估是在普通光学显微镜下进行人工计数分析,其结果受检测人员主观因素影响较大。在显微镜下人的肉眼很难准确区别与精子形态相关的参数,检测人员的用眼疲劳以及不同人员之间的差异等,都会造成结果的误差。近年来计算机辅助精液分析(CASA)在精子形态学评估中逐渐应用,分析系统将计算机技术和先进的图像处理技术相结合,能对精子形态进行客观评价。相对于人工检测精子形态主观性,CASA准确性更高,可检测出肉眼无法发现的非正常形态精子。128结语虽然CASA短时间不能代替手工检测,但其是精子形态检测标准化发展方向之一,CASA将形态计量学概念引入到精液分析中,较手工