《Theriogenology》:Presence of sperm-bound antisperm antibodies and their association with semen quality in dogs
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研究显示,18%的犬类不育者存在精子抗体(ASAs),与精子浓度、活力降低及冷却能力下降相关。流式细胞术检测发现,IgA和IgG抗体均结合精子,但IgG在前列腺液中未检出。结果提示ASAs可能作为自体免疫睾丸炎(AO)的早期非侵入性诊断标志。
M.S. 费雷尔 | D. 科尔特斯 | N.A. 布洛斯 | A.C. 戴维斯
美国乔治亚大学兽医学院大型动物医学系,乔治亚州,美国
摘要
自身免疫性睾丸炎(AO)是导致犬非梗阻性无精症的主要原因。由于在人类中是通过抗精子抗体(ASAs)的存在来诊断AO的,因此针对ASAs的研究将有助于犬类不孕症的调查。本研究的目标是确定:1. 犬类中ASAs的流行情况及其与精液质量的关系;2. ASAs对冷却后精子活动力的影响;3. 前列腺液中是否存在ASAs。使用流式细胞术检测了67只犬的IgA和IgG结合精子的情况。在55只犬中,分别在冷却24小时和48小时后评估了精子的活动力。最后,将8只ASA阳性和9只ASA阴性犬的前列腺液与2只健康供体的精子一起孵育,并通过流式细胞术(间接免疫荧光试验)评估了ASAs与精子的结合情况。在未能通过繁殖健康检查的犬(n=56)中,IgA结合精子的比例(P=0.037)和IgG结合精子的比例(P=0.031)高于通过检查的犬(n=11)。10只犬(14.9%,10/67)的精液中IgA阳性(≥10%的IgA结合的活精子或死精子),其中40%同时具有IgG结合。在未能通过繁殖健康检查的犬中,ASA阳性样本的比例为17.9%(10/56),而在通过检查的犬中为0%。ASA阳性犬的精子浓度(P=0.029)、总活动精子计数(P=0.021)和中性粒细胞数量(P=0.028)均低于ASA阴性犬。与ASA阴性犬相比,ASA阳性犬的冷却后精子在24小时和48小时时的活动力更低(P<0.05)。在所有精液中存在IgA结合精子的犬中,只有37.5%的前列腺液中的IgA能与健康供体的精子结合(P=0.09)。所有IgG阳性犬在间接试验中均未显示出IgG阳性结果(P=0.042)。所有精液中无IgA结合精子的犬在间接试验中均为ASA阴性。总之,18%的未能通过繁殖健康检查的犬存在ASAs,这些犬伴有少精症、畸形精子症和精子冷却能力差。ASAs与精子的结合发生在睾丸和/或附睾内,前列腺液中几乎没有IgG和IgA。ASA阳性精液的特征与患有AO的犬相似。对伴有少精症、畸形精子症和精子冷却能力差的犬进行ASA检测可能为早期和无创地识别潜在的AO或免疫介导的不孕症提供依据。
引言
青春期开始时,发育中的生殖细胞会表达新的蛋白质。由于免疫自耐受在子宫内就已建立,这些蛋白质被免疫系统视为外来物质。然而,由于睾丸的物理结构、局部免疫抑制环境以及全身免疫耐受的共同作用,这些新抗原通常不会引发免疫反应。当这种耐受环境失调时,就会发生自身免疫性睾丸炎,其原因可能是原发性的,也可能是继发于炎症、感染、创伤或毒素等因素[1]。自身免疫性睾丸炎是一种针对睾丸抗原的自身免疫反应,临床表现包括不孕症和抗精子抗体(ASAs)的存在[1]。首次报道与进行性不孕症相关的犬自身免疫性睾丸炎是在一个近交系比格犬群体中,其中大多数犬同时患有淋巴细胞性甲状腺炎,推测具有遗传因素[2]。最近的研究表明,自身免疫性睾丸炎是犬非梗阻性无精症的主要原因,其特征是睾丸实质和管腔的淋巴浆细胞浸润以及管腔萎缩[3]、[4]、[5]、[6]。由于自身免疫性睾丸炎导致的非梗阻性无精症犬通常在4到5个月内精子总数逐渐减少,最终发展为不可逆的无精症和不育[3]、[4]、[5]。
在人类中,自身免疫性睾丸炎是通过检测ASAs的存在来临床诊断的[1]。据报道,在慢性布鲁氏菌感染的犬的精浆和血清中发现了IgA型的ASA[7]。睾丸活检、半阴囊切除术和附睾抽吸物中也发现了针对犬精子的IgG[8],以及在一例伴有精子肉芽肿的弱精子症犬中也发现了IgG[9]。不同类型的免疫球蛋白可能对精子功能有不同的影响。IgA通常存在于精液中,可能干扰精子的活动力、 capacitation(精子使卵子受精的能力)以及与卵子的结合[10]、[11]。另一方面,IgG会降低公牛精子与输卵管上皮细胞的结合[12]。总体而言,ASAs会显著影响受精过程并导致不孕[11]。遗憾的是,目前缺乏标准化的检测方法来检测犬的ASA,因此无法早期诊断自身免疫性睾丸炎,从而无法通过早期干预阻止病情进展。由于临床实践中不常规进行侵入性睾丸活检,因此犬亚临床或早期自身免疫性睾丸炎的流行情况尚不清楚。标准化检测方法并评估犬类中ASAs的流行情况及其相关的雄性生殖系统异常将有助于犬类不孕症的研究,并提供另一种临床诊断工具。流式细胞术已在兽医领域标准化,用于检测公牛和种马的ASA,但尚未用于犬[13]、[14]。
本研究的目标是确定犬类中ASAs的流行情况及其与精液质量和精子冷却能力的关系,并探讨ASA结合的起源以及间接免疫荧光试验的诊断能力。研究假设:1. 精液中精子活动力低、形态异常或产量少的样本中ASA结合更常见,且在未能通过繁殖健康检查的犬中更为普遍;2. ASA结合会降低冷却后精子的活动力;3. ASA阳性犬的前列腺液中存在ASA。
部分摘录
犬和精液采集
在两次当地犬展上,经主人同意,从67只健康的雄性犬中各采集了一份精液样本。记录了犬的品种、年龄和简要的医疗史。只要能够获得精液,任何品种、年龄和繁殖史的犬都被纳入研究。参与研究的犬的平均年龄为3岁,年龄范围从9个月到13岁不等。共有39个品种的犬参与了研究,包括阿富汗猎犬(n=1)、艾尔代尔梗(n=2)、秋田犬(n=1)、阿拉斯加雪橇犬(n=1)、美国斯塔福德郡犬
第一部分:ASA结合与精液质量的关系
11只犬(16.4%,11/67)被认为是合格的繁殖犬。未能通过繁殖健康检查的犬(n=56)中,IgA结合精子的比例(P=0.037)和IgG结合精子的比例(P=0.031)高于合格的繁殖犬(n=11)(图2)。尽管ASA结合的活精子和死精子的比例在数值上更高,但差异未达到显著性(图2)。猎犬组的IgG结合精子的比例高于其他品种组(P=0.035)(表1)。其他方面没有显著差异
讨论
据作者所知,这是首次对大量犬群中的犬ASA进行深入研究。只有未能通过繁殖健康检查的犬具有显著的ASA结合,其比例为18%(10/56)(表2)。ASA阳性犬的比例接近于报道的未能通过繁殖健康检查的公牛中的14%[16],并且与公牛一样,IgA是最常见的类型。仅有7%(4/56)的未能通过繁殖健康检查的犬的精液呈IgG阳性,且总是与...相关
CRediT作者贡献声明
安东尼·科尔·戴维斯:撰写 – 审稿与编辑,研究。丹妮拉·科尔特斯:撰写 – 审稿与编辑,资源收集,研究,数据管理。娜塔莉·布洛斯:撰写 – 审稿与编辑,研究。玛丽亚·索莱达德·费雷尔:撰写 – 初稿撰写,数据可视化,研究方法指导,数据分析,概念化
披露声明
作者声明不存在可能影响研究公正性的利益冲突。
致谢
作者感谢参与研究的犬主人允许我们采集精液样本,并感谢他们对犬类繁殖知识进步的持续热情支持。特别感谢Lake Lanier犬展和Peach Blossom Cluster犬展的组织工作。