Don Venson及同事们的开创性研究让我们了解到了人类精子亚群中存在DNA损伤，关于这一问题的原因、临床意义和解决方法仍不清楚。因此，我们汇集了前沿的研究文章和评论，反映了在这个领域的最近进展。希望能帮助男科医生认识到精子DNA损伤的重要性及差距，并进行深入研究。旨在提高我们的诊疗水平。
1.氧化应激和精子DNA损坏
在DNA损伤的病因学方面，似乎有一个普遍的共识，即氧化应激对其诱导有主要影响。为什么氧化应激在精子DNA损伤中如此重要，以及拓扑异构酶等可能在这一过程中发挥的关键作用。然而，驱动这种DNA损伤的氧化应激的来源在仍不清楚。精液样本被白细胞污染，特别是中性粒细胞，这些细胞产生活性氧（ROS）比精子本身多很多倍。因此，当在人类精液中观察到高水平的ROS产生时，很难确定这种活性的来源是精子本身还是污染的白细胞。先前的相关性研究表明，确定了白细胞污染在未分离精液中总体ROS水平的重要性。然而，当通过不连续梯度密度离心（DGC）分离精子时，可以分离出产生ROS的精子。Hajnal等人通过流式细胞技术，能区分白细胞和精子产生的ROS，对这一争论做出了重要贡献。研究结果表明，虽然这两种细胞都能够产生ROS，但这些细胞之间也可能存在着相互作用，如：白细胞污染增强了精子产生的ROS。这可能反映了白细胞诱导的氧化应激导致的精子中产生的脂质醛能够与精子线粒体电子传递链中的蛋白质结合，并在自我强化循环中不断产生ROS。
如果氧化应激是精子DNA损伤的关键因素，那么抗氧化剂应该有一些治疗效益。为了检验这个假设，重要的是能开发出检测患者氧化应激实际情况的方法。如果给没有受到这种损害的患者服用抗氧化剂，结果可能会无意中诱发还原应激，而还原应激与氧化应激一样有害。已经开发出来的诊断方法，如MiOXSYS®和OxiSperm®II。这两种检测方法似乎都不能提供对精子氧化应激的有意义的评估。尽管大量的数据揭示了自由基损伤在诱导精子DN*片A**段中的重要性，但Kuroda等人通过MiOXSYS®系统检测，其结果表明精子DNA损伤和氧化应激之间没有显著的相关性，正如Castleton等人的研究所揭示的结果那样。 因此，需要改进检测方法来研究高水平精子DNA损伤患者的氧化应激状态。在这些检测方法出现之前，我们不能继续进行旨在评估抗氧化剂在此方面的潜在治疗作用的临床试验。.
2.选择低水平DNA损伤的精子
如果我们还不能从源头上治疗氧化应激，也许在此之前，我们可以开发出一些物理方法筛选出氧化应激和DNA损伤程度最小的精子，用于辅助受孕。Villeneuve 等人描述了一种新型电泳精子分离方法，该方法可实现这一目标。与传统的 DGC 相比，该设备分离出的精子活力明显提高，DNA 碎片减少，DNA 氧化损伤水平显著降低；此外，这些结果的实现仅需 DGC（通常为 55 分钟）所需时间（∼6 分钟）的一小部分。
同样，Kocur 等人18 证实，用于精子分离的微流控系统与DGC 相比，不仅在分离表达低水平总DNA和双链 DNA 片段更好，而且还提高了胚胎非整倍体率，关键是提高了活产率。这类微流控系统的一个潜在限制是它们完全依赖于精子的内在运动性。因此必须将严重少精子症的男性排除在研究之外。这种微流控和电泳系统在不孕不育诊疗中观察到的精液质量如何，将是今后研究中需要解决的一个重要问题。
除了使用微流控或电泳等技术分离高质量精子亚群外，还可以通过手术从氧化应激 DNA 损伤最小的生殖道区域提取精子。具体而言，Esteves 等人对这一概念进行了的探讨，他们认为，通过手术获取*丸睾**的精子可能会降低 ICSI 周期中精子 DNA 的损伤水平，因为这些细胞尚未经历附睾或射精后所产生的氧化环境。支持使用*丸睾**精子进行卵胞浆内单精子显微注射（ICSI）等手术的证据看起来很有说服力，不过正如作者所指出的那样，这些数据仍然有限，而且我们还不清楚这种治疗策略对后代健康和幸福的影响。
3.对精子DNA损伤的管理
除了开发新的精子分离和恢复技术外，我们还可以探索在已知病因的情况下更好地控制精子DNA损伤的措施。例如，如果氧化应激是精子 DNA 损伤的主要病因，我们可能会问，是什么因素造成了这种应激损伤，以至于精子的遗传和表观遗传完整性都受到了严重损害。造成男性生殖系统氧化应激的众多潜在原因之一是全球大流行的肥胖症。Peel 等人总结了最新的动物和人类数据，这些数据表明，通过一系列直接和间接机制，肥胖与精子 DNA 损伤的增加有关，强调了氧化应激的潜在作用。DNA 损伤的影响还在肥胖的跨代遗传中发挥着潜在作用。在这种情况下，他们提出了一种可能性，即这种遗传可能涉及受精精子所携带的小 RNA 受氧化损伤所介导的表观遗传变化。
除肥胖外，精子 DNA 损伤偶尔也可能是人为造成的。*丸睾**生殖细胞瘤是育龄男性最常见的肿瘤。幸运的是，这种癌症很容易治疗，5 年生存率高达95%。然而，根据 Farnetani 等人的研究，这种治疗的一个重要后遗症是精子 DNA 的高水平损伤，在大约 5% 的患者中，这种损伤可能会持续长达 3 年之久。我们无法阻止这种 DNA 损伤的发生，因为它是化疗不可避免的后果。然而，根据 Farnetani 等人建议，我们可以给患者提供明智的建议，让他们知道与这种治疗相关的生殖风险何时可以降低到可接受的水平。其他常用的治疗药物也会诱发精子的 DNA 损伤。例如，da Costa Nunes Gomes 等人的研究着重指出，盐酸哌醋甲酯这种常用于治疗注意力缺陷多动障碍的药物可导致精子 DNA 高度受损。吸烟、暴露于非电离电磁辐射、年龄、与夏季相关的温暖环境条件以及白细胞精子症、糖尿病、癫痫（或更有可能是治疗癫痫的药物）、感染（包括 COVID 19）等并发症的存在。对与精子DNA损伤相关的一系列环境、生活方式和临床因素的持续研究将大有裨益，只有这样，我们才能制定出有意义的措施，在临床上控制这种病理现象。
无论DNA损伤的原因是什么，越来越多的数据表明，它具有临床意义--与其说是对受孕过程本身影响，不如说是对后代的存活率、健康的影响。Busnelli等人的研究表明，强调了精子DNA损伤与特发性复发性早孕流产之间存在着明显的关联。该研究暗示精子 DNA 损伤对胚胎发育有致病影响，并已在动物身上得到明确证实，包括一篇发表在《自然》杂志上的论文，现在需要进行大规模的前瞻性研究，以在人类环境中证实这种关系，并为干预试验提供可能性。
在考虑精子DNA损伤的临床影响时，不能孤立地考虑男性配子，因为这种损伤的临床后果可能还取决于卵母细胞检测和修复受精精子遗传/表观遗传缺陷的能力。 雌雄配子共同参与决定精子 DNA 损伤对胚胎的影响，这一点已被 "减数分裂后卵母细胞共谋假说"（post-meiotic oocyte collusion hypothesis）所提及，该假说旨在解释精子中的 DNA 损伤如何最终转化为后代突变负荷的增加。评估卵母细胞应对精子DNA损伤的能力在临床上非常有价值，因为ICSI可用于治疗男性不育症。在这种情况下，Braga 等人的研究支持使用简单的形态学标记（如细胞质颗粒化、空泡化或暗色细胞质）来确定卵母细胞的质量，从而预测 DNA 受损精子授精后可能出现病理后果的风险。
5结论
近年来，我们在了解精子DNA损伤的原因和临床意义方面取得了重大进展。然而，我们还有很长的路要走。检测DNA损伤的新型方法的开发、确定哪些患者应接受评估、 阐明单链和双链断裂的相对重要性、氧化应激在诱发此类损伤中的重要性、抗氧化剂的潜在治疗作用、以及精子DNA损伤对男性生育能力和后代健康的影响，所有这些都需要在此类损伤的真正临床意义变得清晰之前加以阐明1。
参考文献
1 Aitken, R. J. Sperm DNA integrity: a special issue exploring the causes, consequences, and treatment of DNA damage in human spermatozoa. Andrology 11, 1541-1544, doi:10.1111/andr.13503 (2023).