一、引言
Y 染色体微缺失是导致男性不育的常见遗传因素之一。准确的分子诊断对于评估男性生育能力、遗传咨询及制定合理治疗方案至关重要。欧洲男科学会(EAA)与欧洲分子遗传质量网络(EMQN)联合发布 2023 年实践指南,旨在规范 Y 染色体微缺失的分子诊断流程,提高诊断准确性与可靠性。
二、Y 染色体微缺失概述
Y 染色体结构与功能:Y 染色体包含与男性性别决定和生殖功能相关的基因。其中,无精子症因子(AZF)区域对精子发生起关键作用,该区域分为 AZFa、AZFb 和 AZFc 三个亚区,每个亚区包含多个与精子生成有关的基因。
微缺失类型及影响:Y 染色体微缺失主要指 AZF 区域的缺失,不同亚区缺失会导致不同程度的精子发生障碍。AZFa 缺失通常导致严重的少精子症或无精子症,睾丸活检常表现为唯支持细胞综合征;AZFb 缺失同样可致严重精子生成障碍,睾丸活检可见精子发生阻滞在减数分裂期;AZFc 缺失最为常见,患者精子数量可从无精子症到严重少精子症不等,部分患者在青春期后精子数量可能进行性减少。
三、检测指征
无精子症患者:无论睾丸体积大小,均应进行 Y 染色体微缺失检测,以明确病因,为后续治疗(如辅助生殖技术)提供遗传信息。
严重少精子症患者:精子浓度低于 5×10⁶/ml 的患者,建议检测 Y 染色体微缺失,因其可能存在遗传因素导致的精子生成障碍。
隐睾症患者:隐睾可影响睾丸发育和精子生成,此类患者也应考虑进行 Y 染色体微缺失检测,以评估遗传风险。
具有男性不育家族史患者:家族中存在其他男性不育病例,提示可能存在遗传因素,进行 Y 染色体微缺失检测有助于明确病因和遗传模式。
四、检测技术
聚合酶链反应(PCR)
多重 PCR:是目前检测 Y 染色体微缺失的常用方法。选择覆盖 AZF 区域的多个特异性引物,同时扩增多个位点,通过电泳分析扩增产物判断是否存在缺失。例如,可选择位于 AZFa、AZFb 和 AZFc 亚区的标志性基因位点,如位于 AZFa 的 USP9Y、位于 AZFb 的 RBMY1A1 以及位于 AZFc 的 DAZ 基因家族等。
优点:操作相对简便、成本较低,可同时检测多个位点,适合大规模筛查。
缺点:对低水平嵌合缺失或复杂结构变异检测能力有限,可能出现假阴性结果。
荧光原位杂交(FISH)
原理:使用针对 Y 染色体特定区域的荧光标记探针,与间期细胞核或中期染色体进行杂交,通过荧光显微镜观察荧光信号,判断相应区域是否缺失。
优点:可直观观察到 Y 染色体特定区域的缺失情况,对于一些 PCR 难以检测的复杂结构变异有独特优势,同时可检测嵌合缺失。
缺点:通量较低,一次只能检测有限的几个位点,对样本质量要求较高,且操作相对复杂,需要专业技术人员。
二代测序(NGS)
全外显子测序(WES)或全基因组测序(WGS):可全面检测 Y 染色体上的基因变异,包括微缺失、单核苷酸变异等。
优点:能发现新的或罕见的 Y 染色体变异,提供更全面的遗传信息,尤其适用于常规 PCR 检测阴性但高度怀疑 Y 染色体微缺失的患者。
缺点:成本较高,数据分析复杂,需要专业的生物信息学支持,且对低水平嵌合缺失的检测灵敏度也有待提高。
五、检测流程
样本采集
血液样本:常用静脉血,采集 5 - 10ml,置于含有抗凝剂的采血管中,避免溶血。
精液样本:对于无精子症患者,若血液样本检测结果不明确或怀疑存在生殖细胞特异性缺失,可采集精液样本。采集前需禁欲 2 - 7 天,通过手淫法采集完整精液标本。
样本处理与核酸提取
血液样本:离心分离血浆和血细胞,提取白细胞中的基因组 DNA,可使用商品化的 DNA 提取试剂盒,按照说明书操作。
精液样本:液化后离心收集精子,采用合适的方法破膜释放精子 DNA,再进行提取。注意避免精液中杂质对 DNA 提取的影响。
检测操作
PCR 检测:根据所选引物进行 PCR 反应,设置合适的反应体系和循环参数。反应结束后,通过琼脂糖凝胶电泳或毛细管电泳分析扩增产物,判断是否存在 Y 染色体微缺失。
FISH 检测:制备染色体或细胞涂片,进行预处理后与荧光标记探针杂交,经过洗涤、复染等步骤,在荧光显微镜下观察并分析结果。
NGS 检测:对提取的 DNA 进行文库构建,然后进行测序。测序数据经过质量控制、比对、变异检测等生物信息学分析流程,判断 Y 染色体微缺失情况。
结果报告
报告内容:应包含患者基本信息、样本类型、检测方法、检测结果及结果解释。对于检测到的 Y 染色体微缺失,需明确缺失的亚区、具体位点及可能对生育的影响。
报告规范:使用标准化术语和格式,确保报告内容准确、清晰、易懂。例如,对于缺失类型的描述应符合国际公认的命名规则,便于临床医生理解和应用。
六、质量控制
室内质量控制
仪器设备校准:定期对 PCR 仪、测序仪、荧光显微镜等仪器设备进行校准和维护,确保仪器性能稳定。例如,PCR 仪需定期校准温度准确性,测序仪需检查测序质量指标。
试剂质量验证:对检测所用试剂(如引物、探针、DNA 提取试剂盒等)进行质量验证,确保其灵敏度、特异性和稳定性。每批次试剂使用前应进行性能测试,合格后方可使用。
阳性与阴性对照设置:每次检测均应设置阳性和阴性对照。阳性对照采用已知存在 Y 染色体微缺失的样本,阴性对照采用正常男性样本或无核酸的空白样本。通过对照结果判断检测过程是否正常,避免假阳性或假阴性结果。
内部质量审核:定期对检测结果进行内部审核,由经验丰富的专业人员对报告进行复查,确保结果准确无误。同时,对检测过程中的原始数据、实验记录等进行保存和审查,便于追溯和分析。
室间质量评价
参与权威机构组织的质评活动:积极参加 EAA、EMQN 或其他权威机构组织的室间质量评价活动,与其他实验室进行检测结果比对。
结果分析与改进:对室间质评结果进行深入分析,若出现不满意结果,应查找原因,如检测方法、操作流程、试剂质量等方面的问题,并及时采取改进措施,不断提高检测质量。
七、遗传咨询与临床管理
遗传咨询
检测前咨询:向患者解释 Y 染色体微缺失检测的目的、意义、检测方法及可能结果,告知检测可能带来的心理、社会影响,如对生育期望的改变、遗传风险传递等。同时,解答患者关于检测流程、费用等方面的疑问,帮助患者做出知情决策。
检测后咨询:根据检测结果,向患者详细解释 Y 染色体微缺失的类型、对生育的影响以及遗传模式。对于有生育需求的患者,提供辅助生殖技术(如卵胞浆内单精子注射,ICSI)的相关信息,包括成功率、风险及可能传递给子代的遗传风险等。同时,给予患者心理支持和指导,帮助其应对检测结果带来的心理压力。
临床管理
治疗方案制定:对于 Y 染色体微缺失导致的不育患者,根据缺失类型和患者具体情况制定个体化治疗方案。对于 AZFc 缺失患者,若睾丸内存在精子,可考虑通过 ICSI 技术辅助生育;而对于 AZFa 或 AZFb 缺失患者,由于精子生成严重障碍,可能需要考虑使用供精或领养等方式。
子代遗传风险评估与监测:通过 ICSI 技术生育的子代存在遗传父亲 Y 染色体微缺失的风险。因此,应对子代进行遗传监测,在适当年龄进行 Y 染色体微缺失检测,以便早期发现问题并采取相应措施。同时,为患者提供遗传咨询和教育,使其了解子代遗传风险及预防措施。