來源：每日經濟新聞
據武漢同濟生殖醫學專科醫院公眾號消息，近期由華中科技大學同濟醫學院附屬協和醫院泌尿外科潘峰、章小平教授，同濟醫學院生殖醫學中心熊承良教授，同濟醫學院生殖健康研究所李紅鋼教授，哥倫比亞大學醫學院泌尿外科Joseph Alukal教授，康奈爾大學醫學院男性生殖與顯微外科中心李石華(Philip S.Li)教授和猶他大學醫學院泌尿外科Jingtao Guo和Jemes Hotaling教授研究團隊，共同在美國生殖醫學權威期刊Fertility and Sterility發表題為No evidence of SARS-CoV-2 in semen of males recovering from COVID-19的專題特邀論文。研究發現在34例確診新冠肺炎(COVID-19)成年男性患者的前瞻性隊列臨床研究中，在精液中沒有檢測到新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)。單細胞測序結果顯示新冠病毒入侵細胞受體ACE2和TMPRSS2在人睪丸細胞中共定位表達稀疏。研究結果初步確定SARS-CoV-2不太可能通過精液或性接觸進行傳播。該論文的結論對當今全球疫情期間所涉及的生殖健康和全球公共衛生等問題有十分重要的意義。
此前，人們對新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)對男性生殖功能的影響了解非常有限。在這項前瞻性研究中，作者們對新冠肺炎(COVID-19)患者精液中進行檢測SARS-CoV-2，同時結合團隊前期在美國完成的相關研究報導的單細胞轉錄水平觀察ACE2和TMPRSS2在睪丸內的表達譜數據。此項研究的目標是：1.在確診新冠肺炎(COVID-19)患者精液中是否存在新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)感染？2.確定人睪丸中ACE2和TMPRSS2的表達譜，提供病毒侵入並對男性生殖系統功能影響的機制。
2019年12月下旬COVID-19在武漢首先報導，目前已在全球範圍內報告超過百萬例。儘管病毒的傳播主要通過呼吸道飛沫，但SARS-CoV-2已從血液和糞便中分離出來，引發了有關包括精液在內的其他體液中存在病毒以及其他傳播方式的問題。與非典肺炎病毒(SARS-CoV)相似，新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)可能通過病毒S蛋白與ACE2之間的相互作用介導病毒進入靶細胞。ACE2在多種器官系統中表達，包括肺臟II型肺泡細胞、腸道、心臟、腎臟和睪丸。由TMPRSS2首先啟動S蛋白，以增強ACE2介導的病毒侵入。
病毒感染後常累及男性生殖道和睪丸(例如腮腺炎性睪丸炎)。睪丸免疫豁免機制通常可使具有免疫原性的生殖細胞免受自身免疫系統攻擊，從而為病毒播散提供獨特環境。關於SARS-CoV-2感染後病毒播散和進入男性生殖道細胞的證據尚不明確。
方法：2020年1月26日至3月2日在武漢確診COVID-19的成年男性患者(18歲-57歲)，在通過倫理委員會審查和籤署知情同意後，患者提供射精精液樣本，共招募34名成年男性患者參加本研究。收集精液樣本距COVID-19確診的中位時間為31天(8天-75天)。
根據初始臨床症狀(發熱、咳嗽，咽痛和呼吸窘迫)、胸部CT和咽拭子樣本進行定量逆轉錄酶-聚合酶鏈反應(qRT-PCR)確診為新冠肺炎，使用自動核酸提取系統提取SARS-CoV-2病毒核酸。RT-PCR擴增並測試兩個靶基因，包括開放閱讀框1ab(ORF1ab)和核衣殼蛋白(N)。根據中國病毒疾病防控所建議，將＜37的循環閾值定義為陽性測試結果，將≥40的循環閾值定義為陰性測試結果。相同的方案用於精液樣品中SARS-CoV-2的檢測。
為研究ACE2和TMPRSS2在睪丸不同細胞中的基因表達水平，進行人睪丸單細胞轉錄組測序(scRNA-seq)，並進行數據集分析，標記主要的睪丸細胞類型。報告ACE2和TMPRSS2的單細胞水平表達和共定位。
結果：34例男性患者，平均年齡為37歲(18歲-55歲)，BMI為25.0(18.1-35.5)，其中17例(50％)超重(BMI>25)。在SARS-CoV-2檢測陽性後的一個月中，未在精液中檢測出SARS-CoV-2。6例患者(19％)主訴陰囊不適症狀。
圖中顯示人睪丸細胞在單細胞轉錄水平上ACE2和TMPRSS2的表達情況。採用降維方法(tSNE)顯示人睪丸(6490個單細胞)的單細胞轉錄數據，每個點代表一個單細胞(圖A)，並根據不同的細胞類型而呈現不同的著色。通過將ACE2和TMPRSS2的表達投影到tSNE圖上，觀察到兩個基因的表達量都非常低(圖B)。隨後又檢測了每個睪丸細胞中ACE2和TMPRSS2的共表達情況(圖C)；6490個細胞中只有4個細胞顯示兩種基因的共表達(Pearson correlation value=-0.01)，表明重疊表達非常有限。
討論：在此項研究中，在近期診斷為COVID-19的成年男性精液中沒有檢測到SARS-CoV-2。此外，ACE2和TMPRSS2在人睪丸中表達稀疏，幾乎沒有重疊的基因表達。19％的患者主訴陰囊疼痛，但目前尚不清楚其原因。
人體睪丸內免疫豁免的特殊細胞結構和功能，可使原具有免疫原性的生殖細胞，通過「血睪屏障」免受自身免疫系統攻擊，任何全身性炎症反應都有可能會改變這種環境。很多病毒感染人體後可以在精液中檢測到病毒，並可導致睪丸炎，例如腮腺炎和寨卡病毒。這些病毒可能對男性生殖功能產生不利影響。
在此項研究報導之前，SARS-CoV-2對男性生殖功能的影響尚不清楚。2006年Xu等報導了6例因非典肺炎病毒(SARS-CoV)併發症死亡的男性屍體解剖後的睪丸病理，發現在複雜的炎症浸潤情況下，生精細胞和精子被廣泛破壞。儘管他們無法從SARS-CoV分析出基因組特徵，但他們推測SARS-CoV可導致睪丸炎和生殖功能損害。ACE2可能是新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)進入細胞的受體，先前已定位於人睪丸Leydig和Sertoli細胞。但此項研究中的單細胞測序數據表明ACE2 RNA表達水平較低。因此，在人睪丸內不太可能發生ACE2介導的SARS-CoV-2進入宿主靶細胞。這表明有必要對SARS-CoV-2改變睪丸微環境的其他生物學機制進行研究。
此項研究也有一定的局限性，例如結果受到樣本量小和選擇偏倚的影響，因為此項研究中COVID-19男性患者更有可能表現出較輕的症狀。先前的研究表明，較高的病毒載量與更嚴重的疾病症狀相關，未達到穿過血睪屏障的病毒血症或一定的病毒閾值是一種合理的推測。此外，考慮到有關從精液標本中傳播病毒的生物安全性問題，並未進行全面的精液分析檢測。此外，該研究僅在RNA表達水平上檢測ACE2和TMPRSS2的表達。由於基因表達並不完全能夠反映蛋白質的豐度，因此並無法明確得出這些蛋白質缺失的結論。後續的研究可以集中在ACE2和TMPRSS2在調節睪丸中SARS-CoV-2感染的分布及其作用。
結論：先前被診斷出COVID-19的成年男性，在最初被感染後約一個月，精液中沒有檢測到SARS-CoV-2。因此，SARS-CoV-2不太可能通過精液或性接觸進行傳播。此外，在先前發表的高度保真的RNA數據集中，ACE2和TMPRSS2共表達水平很低，表明SARS-CoV-2可能無法通過ACE2/TMPRSS2介導機制進入睪丸細胞。需要進一步研究了解SARS-CoV-2對男性生殖功能的遠期影響。
國際著名生殖醫學專家、史丹福大學醫學中心男性生殖外科主任Michael L.Eisenberg教授，同期發表了題為「新型冠狀病毒(COVID-19)與男性生殖健康」的評論，對這篇文章的重要價值給予充分肯定。
隨著COVID-19在全球範圍流行蔓延，科學界持續進行SARS-CoV-2病毒病理生理學研究，揭示其傳播性、易感性並為治療提供指導。呼吸系統感染導致的症狀包括發熱、咳嗽、呼吸急促等。在感染者的鼻腔分泌物、痰液、糞便中可檢測到具有高度傳染性的病毒，在血液中很少(1％)，在尿液中則未檢測到。雖然已經報導COVID-19患者的心臟、眼睛和神經系統症狀，但新冠狀病毒對生殖功能的影響仍然未知。有報導顯示男性患者有較高的感染率、發病率和死亡率，將學者們的注意力轉移到了潛在的男性基因易感性。科學家已確定冠狀病毒進入細胞的主要途徑，即通過S蛋白附著在宿主ACE2受體上，並由TMPRSS2來啟動S蛋白，已知這兩者都存在於睪丸中，由此引起對新冠狀病毒可能導致睪丸感染和性傳播的關注。
在此項研究中，Pan及其同事針對COVID-19可能涉及睪丸的相關問題進行探討，在34名男性精液中並未發現SARS-CoV-2，病毒不會（或幾乎不可能）通過精液傳播，該項研究結果令人寬慰。需要注意的是，研究中男性通常為急性感染後幾周進行檢測，一些患者只有輕微症狀，可以想像在更早的時間點或更高的病毒負荷量可能會導致不同的結果。但是考慮到精子生成和輸送過程的正常周期，這種可能性似乎較小。
考慮到SARS-CoV-2進入細胞的已知機制，以及對ACE和TMPRSS2蛋白雙重表達的要求，作者使用單細胞轉錄組測序數據分析顯示，在6490個睪丸細胞中只有4個細胞(
作者同時報告了另一種臨床表現，即在COVID-19感染患者中，17.6％(6/34)的男性伴隨陰囊不適。COVID-19主要集中於嚴重的全身或呼吸系統症狀，提示在未來的篩查中應注意這些臨床表現，並進一步了解其病理生理以及對生殖的影響。本報告中由於客觀原因無法評估參與者精液質量參數的變化，因此仍然未知病毒是否會影響受感染男性的生育力。先前其他發熱疾病的數據表明，急性疾病和體溫升高(如發熱)可暫時影響精子發生，COVID-19是否遵循此種模式，仍有待闡明。此外，由於新冠狀病毒感染者中80％以上為無症狀感染者，對這些人群的生殖功能是否有影響尚不清楚。
本次研究報告是SARS-CoV-2與人類生育力之間關係的首次探索。輔助/非輔助生殖女性在COVID-19急性感染期或康復期受到如何影響及其預後仍有待研究。鑑於受當前全球疫情的影響，病毒可能會持續流行一段時間，全球每年將有超過1億嬰兒出生，應進一步研究SARS-CoV-2對生殖功能的影響。
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