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不孕不育研究新突破!精液、肠道菌群失调与男性不育有关

2021/06/11 梅斯医学
导读:精液和尿液菌群竟然相似?

本文转载自“梅斯医学”微信公众号。

虽然现在很多人表示不愿意生小孩或不想要二胎,但是当真正被检查出不孕不育时,从不想生到不能生的转变过程仍然是痛苦和绝望的。

在中国,越来越多人面临不孕不育的烦恼。据数据显示,2012-2018年期间,我国的不孕不育人数迅速从4000万大关上升到5000万大关。在这些不孕夫妇中,约有一半因男性因素而难以受孕。

男性不育的原因除了常见的精索静脉曲张、梗阻性无精症、性功能障碍、先天性的无睾丸、睾丸发育不良和其他精子问题,还有很多检查不出原因的不育。这种怎么也检查不出原因的不育,被称为特发性男性不育。

那特发性男性不育,到底是什么导致的呢?

近期,一项由美国克利夫兰诊所泌尿外科牵头发表在Eur Urol 的研究首次全面调查了特发性不育男性的微生物组成。这项研究分析了不育和可育男性肠道、精液和尿液中细菌的常驻微生物种群。研究结果表明肠道和精液微生物群失调与特发性男性不育有关。


doi:10.1016/j.eururo.2021.01.014

在该研究中,研究人员分别招募了25 名特发性不育男性和12 名可育的健康男性,并收集了他们的直肠拭子、精液样本、中段尿液样本,进行了全面的微生物群落分析。

精液和尿液菌群相似,与肠道菌群大为不同

由于目前对肠道微生物和泌尿生殖系统微生物组之间的相互作用知之甚少 ,研究员首先分析了参与者直肠、尿液和精液微生物群落的组成。

研究员通过16S rRNA基因分析发现:

● 放线菌(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门( Firmicutes,)和变形菌门(Proteobacteria )是肠道和泌尿生殖系统中的四种主要细菌门;

● 让人惊奇的是,尿液和精液的微生物群竟然很相似;

● 肠道中的微生物组与尿液及精液中的微生物组明显不同


直肠、精液和尿液里不同菌群的相对丰度

然后研究员又分析了肠道、尿液和精液中的微生物的a-多样性和 b-多样性。发现肠道的微生物a-多样性明显高于尿液和精液,而且其b-多样性与尿液和精液不同。不过精液和尿液中的加德纳菌(Gardnerella)和棒状杆菌(Corynebacterium)的丰度高于肠道。

虽然尿液和精液的微生物群很相似,但是还是有区别的。与尿液相比,精液里的假单胞菌(Pseudomonas) 、假黄单胞菌(Pseudoxanthomonas)和嗜酸杆菌(Acidovorax)的丰度高于尿液,而韦永氏菌(Veillonella )和普雷沃特菌 (Prevotella) 丰度低于尿液。


尿液(黄色)和精液(蓝色)群菌的差异

不育男性精液气球菌增加

精液粘度低

知道了肠道、尿液和精液微生物群的差别,那不育和可育男性的微生物群又有什么区别呢?

研究员发现,不育男性的精液样本中显示出明显的a-多样性。


然后,研究员开始进一步具体分析微生物菌群的丰度,结果发现:

精液菌群:不育男性精液中的气球菌(Aerococcus)增多,而柯林斯氏菌Collinsella 减少。柯林斯氏菌Collinsella 对精子质量很重要,当输精管被切除后,Collinsella则被耗尽。

直肠菌群:不育男性直肠中的厌氧球菌(Anaerococcus )丰度下降,而拉氏菌的Lachnospiraceae、柯林斯氏菌Collinsella和Coprococcus的丰度增加。

尿液菌群: 相反,不育男性的尿液中含有更多的厌氧菌。



直肠和精液微生物组失调与不孕症有关

那为什么同样菌群的丰度在可育和不育男性中差别那么大呢?为了更好地了解特定菌群与临床表型之间的关系,研究员进行了广义的线性回归模型分析,发现:

● 气球菌(Aerococcus)和leukocytospermia丰度与精液粘稠度之间有显著的反比关系。

精液里的气球菌越多,精液粘度越低。精液粘度过低会导致精子的活跃度低,从而导致怀孕的受孕率低。所以在前面的实验中,研究员发现在不育男性的精液中,气球菌增多。


● 普雷沃特菌 Prevotella的丰度和精液质量呈负相关,与BMI直接相关

● 假单胞菌Pseudomonas的丰度和总活跃精子数的直接关联,但与精液pH值成反比。

假单胞菌与精子数正相关,普雷沃特菌与精子质量负相关,所以这也验证了前面的发现:精液里的假单胞菌高于尿液,而普雷沃特菌丰度低于尿液。


不育男性的微生物群,黄色标记与生育能力有关的,青蓝色标记与不育有关的群菌

综上, 这项初步研究首次全面调查了男性不育症微生物群。发现了不育男性的精液α-多样性增加,精液气球菌增加,直肠厌氧球菌减少。研究结果有可能在将来帮助医生在基于微生物组的方法来诊断和治疗男性不育症。

或许在将来检查不育的因素时,除了常规方法外,肠道、精液菌群的检测分析也要被安排上。

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