摘要: 目的：阐释血清生物标记物在非梗阻性(NOA)和梗阻性无精子症(OA)鉴别诊断中的临床应用价值。方法：本研究回顾性分析2020年7月至2022年7月在云南省第一人民医院辅助生殖中心309例无精子症患者的临床资料，其中梗阻性无精子症(OA)患者118例，非梗阻性无精子症(NOA)患者191例。对血清AMH、FSH、LH、E2、Te、PRL、T与LH比以及睾丸平均体积采用二元Logistic回归分析联合ROC评价。结果：有临床诊断价值的指标为血清T/LH、FSH、Te。血清T/LH比值区分梗阻性和非梗阻性无精子症患者的ROC AUC为0.869 (临界值2.033，敏感性为96.6%，特异性为65.4%)，血清FSH水平ROC AUC为0.938 (临界值10.035 mIU/mL，敏感性为84.8%，特异性为99.2%)，血清Te水平ROC AUC为0.649，曲线下面积小于0.7。结论：临床区分男性梗阻性和非梗阻性无精子症可将血清T/LH比值 < 2.033作为初筛指标，敏感度为96.6%；FSH > 10.035 mIU/mL作为非梗阻性无精子症的诊断指标，特异性为99.2%。
Abstract:
Objective: To explain the clinical application value of serum biomarkers in the differential diagnosis of non-obstructive azoospermia (NOA) and obstructive azoospermia (OA). Methods: This study ret-rospectively analyzed the clinical data of 309 azoospermia patients in the Assisted Reproduction Center of the First People’s Hospital of Yunnan Province from July 2020 to July 2022, including 118 patients with obstructive azoospermia (OA) and 191 patients with non-obstructive azoospermia. The serum AMH, FSH, LH, E2, Te, PRL, T to LH ratio and average testicular volume were evaluated by binary Logistic regression analysis combined with ROC. Results: The indexes of clinical diagnostic value were serum T/LH, FSH, and Te. The ROC AUC of serum T/LH ratio for distinguishing obstruc-tive and non-obstructive azoospermia patients was 0.869 (critical value 2.033, sensitivity 96.6%, specificity 65.4%), the serum FSH ROC AUC was 0.938 (critical value 10.035 mIU/mL, the sensitivity was 84.8%, the specificity was 99.2%), the serum Te ROC AUC was 0.649, and the area under the curve was less than 0.7. Conclusion: To clinically distinguish male obstructive and non-obstructive azoospermia, the serum T/LH ratio < 2.033 can be used as a primary screening index, with a sensi-tivity of 96.6%; FSH > 10.035 mIU/mL can be used as a diagnostic index for non-obstructive azoo-spermia. The specificity was 99.2%.
1. 引言
根据世界卫生组织(WHO)的数据 [1] ，不孕症影响10%~15%的夫妇，在不孕夫妇中，男性因素占20%~70%。男性不育中最严重的是无精子症 [2] 。无精子症分类方法众多，目前尚无统一的分类方法。通常根据男性生殖道是否梗阻或部分缺失将无精子症分为两类：梗阻性无精子症(obstructive azoospermia, OA)和非梗阻性无精子症(non-obstructive azoospermia, NOA)两种类型 [3] 。对于梗阻性和非梗阻性无精子症患者所采取的治疗和方法不同，故在提供明确的治疗选择之前诊断梗阻性无精子症还是非梗阻性无精子症至关重要。
一直以来，睾丸穿刺活检是鉴别梗阻性和非梗阻性无精子症的金标准，但该方法属于有创操作，睾丸穿刺不仅给患者带来痛苦和心理压力，还可能对睾丸屏障造成损害，而且在某些情况下，穿刺还可能会产生加重男性不育症的抗体，本文主要探索区分梗阻性和非梗阻性无精子症的血清学诊断指标。
2. 资料与方法
1) 研究对象：2020年7月至2022年7月在云南省第一人民医院生殖医学专科就诊的无精子症患者。
2) 纳入标准：根据《中国男科疾病诊断治疗指南与专家共识(2016)》无精子症诊疗策略将无精子症患者分为OA组(118例)和NOA组(191例)纳入。所有患者精液检查要求禁欲时间3~7天，2次取精间隔时间两周以上，且至少2次精液分析检查结果均未检测到精子 [4] 。
3) 排除标准：无精子症不能明确诊断为OA或NOA者。
4) 方法
a) 专科体检：患者的诊断评估包括男科专科病史、体格检查。左右侧睾丸体积测量：体格检查时通过使用Prader睾丸计(PO)估计双侧睾丸体积大小 [5] ，记录后续睾丸穿刺结果。
b) 精液分析。男方禁欲2~7天，采用手淫的方式在将精液全部排入广口无菌带盖一次性杯，记录取精时间，接收后放入37℃恒温水浴箱待液化后检测。采用WHO第五版精液分析手册规范方法进行检测 [6] 。
c) 性激素检测。所有患者检查前一天晚上十点后禁食禁饮，抽取第二天早上8~11点的静脉血样，使用BACKMAN DXI800化学发光免疫系统，每日开机正常，三水平室内质控在控后定量检测患者血清卵泡刺激素(FSH)、黄体生成素(LH)、睾酮(T)、雌二醇(E2)及泌乳素(PRL)、抗缪勒管激素(AMH)。
4) 统计学分析采用SPSS 25.0统计软件对可能有助于区分梗阻性和非梗阻性无精子症的相关临床指标(血清AMH、血清FSH、血清LH、血清E2、血清Te、血清PRL、T与LH比值及睾丸平均体积)采用二元多因素Logistic回归分析，筛出有价值指标。再使用受试者工作特征(ROC)曲线比较这三项指标对区分梗阻性和非梗阻性无精子症的临床应用价值，以曲线下面积(AUC)来评价诊断效果。当AUC > 0.5时，AUC越接近1，说明诊断效果越好；AUC在0.5~0.7时，准确性较低；在0.7~0.9时，有一定准确性；AUC在0.9以上时，准确性较高。
3. 结果
3.1. 无精子症患者一般情况
按照纳入和排除标准，共入组309例无精子症患者，其中梗阻性无精子症(OA)患者118人，非梗阻性无精子症(NOA)患者191人，总体基本情况见表1。
Table 1. General information of 309 patients with azoospermia
表1. 309例无精子症患者的基本情况
3.2. 区分梗阻性和非梗阻性无精子症的临床指标的筛查
对血清AMH、FSH、LH、E2、Te、PRL、T/LH比及睾丸平均体积，采用二元Logistic回归分析，结果显示血清T/LH比值、FSH、Te三项指标P值小于0.05，对区分梗阻性和非梗阻性无精子症患者有意义，其余临床指标P值均大于0.05。见表2。
Table 2. Comparison of clinical indicators in obstructive and non obstructive azoospermia
表2. 梗阻性和非梗阻性无精子症的相关临床指标的比较
3.3. 血清FSH、Te及T/LH在区分梗阻性和非梗阻性无精子症的诊断学评价
血清T/LH比值、FSH、Te这三项指标曲线下面积的值分别为：0.869、0.938、0.649。血清T/LH比值、FSH、睾丸平均体积三项指标对鉴别诊断OA/NOA的准确度分别为86.9%、93.8%、64.9%，且P小于0.05，具有统计学意义。血清Te曲线下面积小于0.7，对区分梗阻性和非梗阻性无精子症的准确性较低，故排除血清Te项指标。通过计算血清T/LH比值、血清FSH的约登指数判断相关指标的诊断临界值，血清T/LH比值的临界值为2.033，敏感度为96.6%，特异性为65.4%。血清FSH的临界值为10.035 mIU/mL，敏感度为84.8%，特异性为99.2%。根据分析结果，可将敏感度96.6%的血清T/LH比值和特异性99.2%的血清FSH作为诊断指标。结果见表3和图1。
Table 3. Diagnostic value of FSH, Te and T/LH ratio
表3. FSH、Te及T/LH比值的诊断价值
Figure 1. The area under the ROC curve of FSH, Te and T/LH ratio
图1. FSH、Te及T/LH比值ROC曲线下面积
4. 讨论
男性不育发生率7%~12% [7] ，已成为男性不育的一个重要影响因素。非梗阻性无精子症被认为是最具挑战性的疾病，虽然显微镜下取精联合胞浆内精子注射极大地改善了无精子症不育的治疗预后。但临床实践中对梗阻性无精子症和非梗阻性无精子症的明确分类诊断直接与不育治疗方式、结局密切相关。本研究的目的是探索区分无精子症病因的无创性方法，减少患者的痛苦和心理压力。
精子生成是一个非常复杂的过程，受一系列复杂的内分泌、旁分泌和自分泌的相互调节，涉及支持细胞、睾丸间质细胞(Leydig细胞)、管周细胞和生殖细胞等为生殖系统提供结构支持的相关信号。而促性腺激素(如黄体生成素和卵泡刺激素)分别通过刺激间质细胞和支持细胞发挥关键作用 [8] 。所以当机体受到与睾丸精子生成或睾丸后精子成熟相关的分子事件的干扰有可能导致不育。
机体下丘脑–垂体–性腺轴分泌促黄体生成素及卵泡刺激素 [9] ，FSH主要通过睾丸支持细胞中的膜结合受体，直接启动精原细胞的有丝分裂和早期生精发育，刺激支持细胞发育，间接刺激T的分泌，从而促进精子发生，是支持细胞的重要刺激物和精子成熟的重要调节剂 [10] 。LH通过刺激曲细精管外具有LH受体(LHR)的间质细胞，刺激循环AMP积累和胆固醇转化为孕烯醇酮，睾酮的形成增加，此步骤速率由线粒体外膜中的类固醇急性调节蛋白(StAR)决定，而体内一定水平的LH刺激是维持StAR基因表达所必需的 [11] 。睾酮的主要靶向目标是雄激素受体(AR)，遍布全身，但主要存在于男性生殖器中，是启动和维持精子发生的最主要因素之一 [12] 。精子发生过程中依赖睾酮的主要步骤称为精子发生，即在精子发生的最后阶段，精子细胞从圆形到细长的减数分裂后步骤 [13] 。
相关研究 [14] 表明在衰竭的睾丸组织、较大的Leydig细胞簇以及降低的血清T/LH 比值之间有很强的相关性。Jiang YT等研究 [15] 表示在无精子症患者中能获取精子的患者血清T/LH比值显著高于不能获得精子的患者，表明血清T/LH比值与男性睾丸间质细胞功能受损及精子发生受损之间存在关联。相关研究 [16] 估计非梗阻性无精子症约有20%到30%的男性不育症患者存在低睾酮水平或高LH水平，LH刺激精子生成的过程依靠睾丸内激素介导的睾酮，而睾酮可抑制促性腺细胞中FSH和LH的释放，最终抑制精子发生。其他研究表明卵泡刺激素升高、睾酮与黄体生成素的比值下降是患者生精功能严重衰竭的最常见表现 [17] ，较高的血清FSH、较低的血清T/LH比值与NOA患者的睾丸病理组织严重程度相关 [18] 。本研究使用血清T/LH比值区分梗阻性和非梗阻性无精子症患者的临界值2.033，敏感性为96.6%，AUC为0.869。
由于FSH的分泌受到下丘脑–垂体–性腺轴正负反馈之间复杂的相互调节作用，主要作用于睾丸的生精细胞和支持细胞，直接启动精原细胞的有丝分裂，刺激初级精母细胞的发育，被认为是临床评估不育男性的重要指标 [19] 。根据下丘脑–垂体–性腺轴，FSH和LH分泌的增加促进了T水平的增加，T通过回路负反馈抑制FSH和LH的分泌，T/LH调节精子发生和FSH的强激活，FSH的血清水平可以反映机体生理和病理条件下垂体和睾丸的功能 [20] 。
表1可以看出，梗阻性无精子症患者的平均血清T/LH比值4.619显著高于非梗阻性无精子症患者2.174，梗阻性无精子症的平均血清FSH (5.30 mIU/mL)明显低于非梗阻性无精子症患者(24.07 mIU/mL)，此两项血清指标对于区分梗阻性和非梗阻性无精子症具有较高的临床应用价值。从表3可以得出血清T/LH比值在区分梗阻性和非梗阻性无精子症方面的敏感度为96.6%，血清FSH在区分梗阻性和非梗阻性无精子症方面的特异性为99.2%。故临床上针对区分梗阻性和非梗阻性无精子症诊断时，可将敏感度高的血清T/LH比值作为临床初筛指标，特异性高的血清FSH水平作为确诊指标。该研究进行了结合血清T/LH比值和FSH水平结果来区分无精子症类型的新方法尝试，与传统方法相比，该方法具有无创和高效的优点，能减少患者痛苦。由于本研究范围仅限于本院诊疗患者，具有一定的局限性，还需要在不同中心和人群中进行较大样本量的研究来证实。
5. 结论
联合血清T/LH比值及血清FSH水平可用于睾丸穿刺前区分梗阻性和非梗阻性无精子症的诊断，用敏感度高(96.6%)的血清T/LH比值指标 < 2.033作为非梗阻性无精子症临床初筛，特异性高(99.2%)的血清FSH指标 > 10.035 mIU/mL作为非梗阻性无精子症的诊断，可以在最大程度上避免不必要的睾丸穿刺。
基金项目
云南省生殖妇产疾病临床医学中心开放课题项目(2020LCZXKF-SZ12)。
NOTES
*通讯作者。