男性不育常见原因：Y-微缺失的遗传基础综述

大约8/15% 的夫妇受到不育的影响，在大约20% 的病例中，男性因素是主要因素，另有30% 至40% 的病例也有男性因素的参与。约15-20% 的严重男性因素不育（无精症或严重少精症）诊断为遗传因素。

 

哺乳动物Y染色体是由两个假常染色体区域（PARs）和两个臂（短臂（Yp）和长臂（Yq））组成的近端着丝粒染色体。PARs（PAR1和PAR2）是X和Y染色体之间的短同源区域，其行为类似于常染色体，在减数分裂过程中联会。它们位于两个染色体的末端-PAR1在短臂末端为2.7mb区域，而PAR2在长臂末端为小得多的0.3mb区域。

 

Yq上的微缺失是仅次于klinefelter综合征的男性不育的第二个最常见的遗传原因。这些微缺失的分子诊断现在是严重男性不育症的标准临床检测项目。一般人群中Yq微缺失的发生率估计为1/4,000，但已发现在不育男性中要高得多。无精症男性Yq微缺失的发生率高于少精症男性，据报道在某些人群中高达15-20%。大多数Yq微缺失导致无精子症或严重的少精子症发生在AZF区。已经报道了三个不同区域内的五个复发性缺失：AZFa、AZFb、AZFbc（具有两个不同的断点）和AZFc。

 

AZFa

AZFa区长度为1,100kb，包含两个单拷贝基因：USP9Y和DDX3Y。研究表明，AZFa完全缺失的起源是两个相同序列块之间的同源重组。尽管发现具有稍微不同的断点的两种主要缺失模式，但两者都导致大约792kb的缺失，这包括USP9Y和DDX3Y。AZFa 区域缺失占所有 Yq 微缺失的0.5-4%，AZFa 完全缺失导致无精子症和唯支持细胞综合征(SCOS)，在AZFa完全缺失的情况下，通过手术睾丸探查进行卵胞浆内单精子注射（ICSI）发现精子的机会为零，因此不应提供睾丸精子提取（TESE）或微TESE。基因特异性缺失是非常罕见的，并且仅在AZFa区报道（即，USP9Y），并可导致从正常精子到无精子的临床表型。

 

 AZFb

AZFb区结构复杂，部分与AZFc区重叠。在AZFb中，有14个多拷贝序列单元或amplicons。在这14个amplicons中，7个仅限于AZFb，其余的与AZFc共享。AZFb的完全缺失是由回文P5/近端P1之间的同源重组引起的，并导致包含32个基因拷贝和转录单位的6.2Mb区域的丢失。AZFb 的完全缺失发生频率为所有 Yq 微缺失的 1-5%，并导致与 AZFa 缺失相似的结果，即 SCOS 或导致无精子症的生精停滞。

 

AZFbc

虽然最初提出AZFb和AZFc是MSY的离散区域，但缺失的进一步分子表征显示AZFb和AZFc实际上是重叠的，AZFb 和AZFbc 缺失被认为是由至少三种不同的缺失模式引起的——P5/近端 P1 导致 AZFb 完全缺失，以及两种 AZFbc 缺失模式：P5/远端 P1和 P4/远端 P1。AZFbc 缺失分别导致 7.7 Mb 和 42 个拷贝的丢失，或 7.0 Mb 和 38 个拷贝的丢失，发生频率为 Yq 微缺失的 1-3%。与 AZFb 缺失相似，AZFbc缺失会导致 SCOS 和无精子症，因此一般不推荐 TESE，因为发现精子的机会很低。

 

AZFc

AZFc 缺失是最常见的 Y 染色体微缺失类型 (~80%) (21,42)。删除源于 229 kb 同向重复 b2（在 P3 中）和 b4（在 P1 中）的同源重组，并删除了 3.5 Mb，包括 21 个基因拷贝和转录单位。与上述完全缺失不同，完全 AZFc 缺失与多种临床和组织学表型相关，范围从无精子症到残留精子发生和少精子症。在导致无精子症的完全 AZFc 缺失中，TESE 有 50%的机会采集到精子。成功率取决于技术，使用 micro-TESE 的成功率从 9% 到高达 80%。此外，由于文献中报道了精子生成量逐渐减少，因此发现患有少精症和 AZFc 缺失的男性应在诊断时提供预防性精子冷冻保存。

 

尽管 AZFa 和 AZFb 区域的部分缺失很少见，但 AZFc 特别容易受到 NAHR 事件引起的部分缺失的影响，在文献报道的各种缺失中，gr/gr 缺失似乎具有临床意义，这种部分缺失移除了大约一半影响九个转录单位的 AZFc区域，据报道，gr/gr 缺失的携带者表现出从无精子症到正常精子症的表型。

 

基因检测

多重 PCR

多重 PCR 是目前 Y 微缺失的金标准检测方式，用于扩增每个区域的小部分，仅报告为 AZFa、AZFb 和/或 AZFc 缺失，2013 年 EAA 和 EMQN 指南标准化并详细报告了 Y 微缺失的分子诊断。

 

 

微阵列比较基因组杂交 (aCGH)

与 PCR 相比，高分辨率 aCGH 在对 104 名不育男性的研究中识别出 11% 的 CNV，其中一半被传统多重 PCR 遗漏 (4,87)。aCGH 与 Y 微缺失相关的局限性是 CNV 特有的，因为 CNV 不一定等同于基因表达，部分重复也会通过基因破坏导致表达降低。此外，aCGH 的每个样本成本目前是多重 PCR 的两倍，但预计会随着时间的推移而下降，并且结合更高的诊断率，预计其未来用作 Y微缺失的诊断工具是合理的。

 

高通量测序NGS

最近开发的男性/女性不育基因Panel在诊断单核苷酸变异、CNV、插入/缺失、性染色体非整倍体（Y微缺失的准确度为 94%）和 CFTR 基因的准确度约为 100%，成本为599美元。

 

 

游侠观点

很多人都会疑问WES能够检测Y微缺失吗？游侠特地看了一下之前的数据，答案是可以分析AZFa、AZFb和AZFc整个缺失，但是对于AZFc区域的部分缺失还需要设计针对性算法才可以检测，欢迎合作！