精液冷凍貯藏

精液冷凍貯藏(Semen cryopreservation)是指以低溫保存精子細胞活性的程序。精液可以透過深低溫保存永久保存。若考慮以人類精液進行冷凍貯藏,之後又成功受孕的案例,據文獻記載貯藏最長達24年[1]。精液冷凍貯藏可以用在捐精精子銀行),可能捐精者和需要精子者相距距離較遠,或是在捐精後一段時間才需要精子,若男性接受输精管切除术或是像化学疗法放射線療法等會影響生育能力的手術前,也可能會先將精液冷凍貯藏,保留日後再養育後代的可能性。在1954年時就已有用冷凍精液解凍後成功受孕的例子[2]

精液冷凍儲藏技術廣泛應用於男性不孕症患者,及畜牧業的人工繁殖上。對於即將進行化學治療等細胞毒殺治療的患者,該技術也能事先保存患者的生殖能力[3]

保存方法编辑

冷凍编辑

最常用的精液冷凍保護劑甘油(佔冷凍保護劑溶液的10%),而甘油溶液中也常加入蔗糖、其他的雙醣三醣。冷凍保護劑溶液會加入蛋黄或大豆卵磷脂,比較使用這兩種物質,精液在解凍後,在精子活動力、變形程度、在體外和玻尿酸盐結合的能力以及其DNA的完整性上,兩者沒有顯著的差異[4]

冷凍保護劑中的其他成份可以增加精子在冷凍後的存活率及受孕率。在冷凍貯藏前,用肝素結合蛋白來處理精子,可以減少精子的冷凍傷害,也減少自由基(Reactive oxygen species)的生成[5]。在冷凍保護劑中加入神經成長因子英语nerve growth factor可以減少精子的死亡速率,增加精子解凍後的活動力[6]。若在冷凍前,用環糊精將膽固醇摻入精子細胞膜中,也可以增加精子活動力[7]

精液的冷凍會用控制速率的慢速冷卻(深低溫保存,簡稱SPF),另一種冷卻方式是較新式的快速冷卻,稱為玻璃化(vitrification)。玻璃化的解凍後活動力以及冷凍存活比例都比慢速深低溫保存要高[8]

解凍编辑

最理想的解凍溫度是40 °C,不過解凍溫度的細微調整對精子活動力、頂體狀態、ATP含量以及DNA完整性的影響不大[9]。精液冷凍後的解凍也有許多不同的技術,在Di Santo等人2012年的文獻中都有提到[10]

再冷凍编辑

比較冷凍再解凍一次和三次的精液,在DNA片段化英语DNA fragmentation的風險差異不大。前提是精液和其原始的冷凍保護劑一起再冷凍,中間沒有經過精子洗滌或其他類似程序,而用來進行人工受精英语assisted reproduction technology前,會先用密度梯度離心英语density gradient centrifugationswim-up英语swim-up進行分離[11]

對於精子品質的影響编辑

有些證據證實精子在冷凍後,單股斷裂、DNA縮合英语DNA condensation片段化英语DNA fragmentation的比例增加,這也會增加後代DNA突變的風險。使用抗氧化剂以及良好的冷凍控溫可能可以改善此情形[12]

在長期的追蹤研究中,用冷凍後精液受孕的人和一般人比較,其先天性障碍染色体畸变的比例相近,還沒有證據支持用冷凍後精液受孕的人有較高的風險[12]

歷史编辑

對於精液冷凍儲藏的歷史能夠追溯到1776年,義大利人拉扎羅·斯帕蘭札尼嘗試使用冰雪保存精子[3]。1949年克里斯多佛·波巨英语Christopher Polge利用甘油冷凍保護的特性[13],大幅改善了精液保存技術。自此,人們開始成功以冷凍儲藏的精液,進行各種物種的人工受精[3]

相關條目编辑

參考資料编辑

  1. ^ Planer NEWS and Press Releases > Child born after 22 year semen storage using Planer controlled rate freezer 14/10/2004
  2. ^ Fatherhood After Death Has Now Been Proved Possible. Cedar Rapids Gazette. 1954-04-09. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 Hezavehei, Maryam; Sharafi, Mohsen; Kouchesfahani, Homa Mohseni; Henkel, Ralf; Agarwal, Ashok; Esmaeili, Vahid; Shahverdi, Abdolhossein. Sperm cryopreservation: A review on current molecular cryobiology and advanced approaches. Reproductive BioMedicine Online. 2018-09, 37 (3): 327–339. doi:10.1016/j.rbmo.2018.05.012 (英语). 
  4. ^ Reed ML; 等. Soy lecithin replaces egg yolk for cryopreservation of human sperm without adversely affecting postthaw motility, morphology, sperm DNA integrity, or sperm binding to hyaluronate. Fertility and Sterility. 2009, 92 (5): 1787–1790. doi:10.1016/j.fertnstert.2009.05.026. 
  5. ^ Patel, M., Gandotra, V. K., Cheema, R. S., Bansal, A. K., & Kumar, A. (2016). Seminal Plasma Heparin Binding Proteins Improve Semen Quality by Reducing Oxidative Stress during Cryopreservation of Cattle Bull Semen. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 29(9), 1247–1255.
  6. ^ Saeednia S, Bahadoran H, Amidi F, Asadi MH, Naji M, Fallahi P, Nejad NA. Nerve growth factor in human semen: Effect of nerve growth factor on the normozoospermic men during cryopreservation process. Iranian Journal of Basic Medical Sciences. 2015, 18 (3): 292–299. 
  7. ^ Purdy PH, Graham JK. Effect of cholesterol-loaded cyclodextrin on the cryosurvival of bull sperm. Cryobiology. 2004a, 48: 36–45. doi:10.1016/j.cryobiol.2003.12.001. 
  8. ^ Vutyavanich T, Piromlertamorn W, Nunta S. Rapid freezing versus slow programmable freezing of human spermatozoa. Fertil. Steril. April 2010, 93 (6): 1921–8. PMID 19243759. doi:10.1016/j.fertnstert.2008.04.076. 
  9. ^ Calamera JC, Buffone MG, Doncel GF, 等. Effect of thawing temperature on the motility recovery of cryopreserved human spermatozoa. Fertil. Steril. December 2008, 93 (3): 789–794. PMID 19059590. doi:10.1016/j.fertnstert.2008.10.021. 
  10. ^ Di Santo M, Tarozzi N, Nadalini M, and Borini A. Human Sperm Cryopreservation: Update on Techniques, Effect on DNA Integrity, and Implications for ART (Review). Adv. Urology. 2012, 2012: 854837 [2019-07-12]. PMC 3238352. PMID 22194740. doi:10.1155/2012/854837. (原始内容存档于2018-06-02). 
  11. ^ Thomson LK, Fleming SD, Barone K, Zieschang JA, Clark AM. The effect of repeated freezing and thawing on human sperm DNA fragmentation. Fertil Steril. March 2010, 93 (4): 1147–1156. PMID 19135665. doi:10.1016/j.fertnstert.2008.11.023. 
  12. ^ 12.0 12.1 Kopeika, J.; Thornhill, A.; Khalaf, Y. The effect of cryopreservation on the genome of gametes and embryos: principles of cryobiology and critical appraisal of the evidence. Human Reproduction Update. 2014, 21 (2): 209–227. ISSN 1355-4786. PMID 25519143. doi:10.1093/humupd/dmu063. 
  13. ^ Polge, C.; Smith, A. U.; Parkes, A. S. Revival of Spermatozoa after Vitrification and Dehydration at Low Temperatures. Nature. 1949-10, 164 (4172): 666–666. ISSN 1476-4687. doi:10.1038/164666a0 (英语).