高精子DNA碎片率与胚胎染色体异常增加相关:一项为期8年、涉及5637对接受辅助生殖技术夫妇的回顾性研究

High sperm DNA fragmentation is associated with increased embryonic chromosomal abnormality: a retrospective study of 8 years involving 5637 couples undergoing ART

作者信息Li Lou, Pengcheng Xu, Pingyuan Xie, Huan Zhang, Yifan Gu, Fei Gong, Ge Lin, Guangxiu Lu, Jing Dai, Shujuan Ma
PMID42870862
发布时间2026-09-16
DOI10.1093/hropen/hoag082

实验完整度

中

回顾性队列分析PGT-A数据,无体外或动物功能验证,仅统计学关联,属观察性分析。

主要模型

接受ART治疗的不孕夫妇队列(3948个取卵周期) 囊胚(3574个用于PGT-A分析)

重点核对

DFI分组阈值:<15%低、15-30%中、≥30%高 主要结局:囊胚非整倍体率,采用GLMM校正周期内胚胎聚类 混杂因素调整:男女年龄、吸烟、BMI、PMOS、SOAT、受精方式、囊胚质量 亚组分析:女方年龄<35 vs ≥35岁、男方年龄<40 vs ≥40岁、SOAT状态

摘要

研究问题 精子DNA碎片化是否损害囊胚染色体完整性? 答案摘要 高精子DNA碎片指数(DFI)与囊胚非整倍体风险增加相关,尤其是当男方精液质量差或女方年龄≥35岁时。 已知信息 将精子DFI与胚胎发育及囊胚染色体完整性联系起来的证据仍不一致,关于其与通过植入前非整倍体遗传学检测(PGT-A)发现的囊胚非整倍体的关联仍存在争议。现有研究往往受到样本量小、DFI检测方法不一致以及对关键混杂因素控制不足的限制。 研究设计、规模、持续时间 这项回顾性队列研究在一家三级生殖中心进行。2016年1月至2023年3月期间共筛查了5637对接受辅助生殖的不孕夫妇,在应用标准化排除标准后,最终纳入3948对数据完整的夫妇。 参与者/材料、地点、方法 所有接受精子DNA碎片评估的男性伴侣均纳入,评估采用精子染色质结构分析(SCSA)。不孕夫妇按治疗方式、双方年龄及男方精液质量参数进行分层。主要结局为囊胚非整倍体率。采用β-二项回归和零膨胀β-二项回归分析胚胎结局,模型选择依据赤池信息量准则。采用广义线性混合模型来解释同一卵巢刺激周期内多个胚胎的聚类效应。 主要结果及偶然性作用 较高的DFI与较高的囊胚非整倍体率相关。与低DFI组相比,高DFI组非整倍体的校正比值比(aOR)显著更高(38.19% vs 24.42%,aOR = 1.35,95% CI:1.10–1.81,P = 0.042),而中DFI组与低DFI组之间无显著差异(25.78% vs 24.42%,aOR = 0.93,95% CI:0.76–1.13,P = 0.465)。特别是当女方年龄≥35岁时,高DFI组的胚胎非整倍体率显著高于低DFI亚组(52.02% vs 38.75%,aOR = 1.61,95% CI:1.12–2.32,P = 0.010)。此外,在患有严重少弱畸精子症的男性中,高DFI显著增加非整倍体风险(36.81% vs 18.03%,aOR = 1.99,95% CI:1.11–3.57,P = 0.022)。在所有年龄<40岁的男性中,高DFI与高质量囊胚形成可能性降低相关(aOR = 0.79,95% CI:0.64–0.99,P = 0.044)。 局限性、注意事项 鉴于单中心回顾性设计,尽管进行了严格的统计调整,仍不能排除残余混杂。 研究结果的更广泛意义 常规精子DFI评估可能为不孕夫妇提供具有临床意义的信息,尤其是高龄产妇或男性生育力受损的夫妇。这些发现支持将DFI整合到胚胎风险分层和个体化治疗计划中,可能改善生殖结局和资源分配。 资助 本研究得到国家自然科学基金青年科学基金项目(72504291)、湖南省自然科学基金(2025JJ50703)以及中信湘雅生殖与遗传专科医院科研基金(YNXM-202411)的支持。 利益冲突声明 所有作者均声明无利益冲突。 试验注册号 不适用。 关键词:精子DNA完整性,DFI,PGT-A,早期胚胎发育,非整倍体 这对患者意味着什么? 当一对夫妇难以怀孕时,医生通常会检查男方的精子浓度和活力。然而,即使这些基础检查看起来正常,精子内部的遗传物质(其DNA)仍可能受损。这种隐藏的损伤是否增加胚胎染色体异常的风险一直不确定。 我们的研究分析了5637对接受生育治疗并进行胚胎植入前遗传学检测(即非整倍体,染色体数目不正确)的夫妇8年临床数据。我们发现,精子DNA损伤水平越高,胚胎非整倍体的可能性越大。这种风险在女方高龄或精液质量差的夫妇中更高。 这些发现提示,在治疗前检测精子DNA损伤可能有助于医生更好地了解一对夫妇产生健康胚胎的机会。这一信息可以支持更个性化的治疗计划,并帮助夫妇就生育护理做出知情决策。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
精子DNA碎片化是否损害囊胚染色体完整性?
核心机制
高DFI可能反映精子发生内在缺陷及氧化应激,卵母细胞DNA修复能力随年龄下降,当修复能力不足时未修复损伤影响染色体分离,增加非整倍体风险。
主要证据
在3948对ART夫妇中,高DFI组囊胚非整倍体率显著高于低DFI组(38.19% vs 24.42%,aOR=1.35),高龄女性(aOR=1.61)和SOAT男性(aOR=1.99)中风险进一步放大。
研究意义
常规DFI评估可能为不孕夫妇提供临床有意义的信息,支持将其整合到胚胎风险分层和个体化治疗计划中,可能改善生殖结局和资源分配。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

队列构建与DFI分组

建立研究队列并依据DFI阈值分组,为后续分析提供基础。

筛查5637对ART夫妇,排除不符合标准者,纳入3948对。根据DFI分为低(<15%)、中(15-30%)、高(≥30%)三组。

2

精子DFI检测

使用SCSA评估精子DNA碎片化程度。

对原始精液样本进行SCSA,酸处理变性后吖啶橙染色,流式细胞仪检测。

3

胚胎培养与形态学评估

评估DFI对早期胚胎发育和囊胚形成的影响。

胚胎培养至卵裂期(Day 3)或囊胚期(Day 5-6),根据Istanbul共识和Gardner评分系统评估质量。

4

PGT-A检测与染色体分析

评估DFI对囊胚染色体非整倍体率的影响。

对囊胚进行滋养层活检和PGT-A,分类染色体异常为非整倍体、嵌合体和片段性异常。

5

统计分析

评估DFI与胚胎发育及非整倍体的关联,校正混杂因素。

采用β-二项回归、零膨胀β-二项回归和广义线性混合模型,进行亚组和敏感性分析。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Triton X-100----
吖啶橙Topregmed--
BD FACSCalibur流式细胞仪Becton Dickinson--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
DFI检测
DFI分组阈值:<15%低、15-30%中、≥30%高;检测方法:SCSA;检测样本:原始精液
阅读提示:Methods中DFI assay小节
PGT-A分析
活检囊胚选择标准:优先4个最高评分囊胚;染色体异常分类定义:非整倍体、嵌合体(20-80%)、片段性异常(≥4.0 Mb)
阅读提示:Methods中Embryo assessment and main outcomes小节
统计分析
混杂因素调整变量:男女年龄、吸烟、BMI、PMOS、SOAT、受精方式、囊胚质量;随机效应:患者-周期ID;敏感性分析:倾向性评分重叠权重、限制DFI检测6个月内
阅读提示:Methods中Statistical analysis小节
亚组分析
亚组划分:女方年龄<35 vs ≥35岁、男方年龄<40 vs ≥40岁、SOAT状态、受精方式、囊胚质量
阅读提示:Methods中Statistical analysis小节及Figure 2图注