驚!HPV感染可影響男性精子質量——HPV感染影響男性生殖功能之謎

同一高危型人乳頭瘤狀病毒（HPV）持續感染是女性宮頸癌發生的明確誘因，HPV篩查和及時清除可成功挽救女性生命。同時尖銳溼疣、口咽癌、肛門癌等疾病的發生也與HPV感染密切相關。更有意思的是HPV感染可影響精子生理參數和男性生殖健康，同時受染精子類似DNA載體可將HPV DNA傳播給囊胚細胞，進而對胚胎發育造成影響。
精子活力受損及生理參數異常

研究顯示HPV感染可在一定程度上降低精子活力。Lee等人[1]發表在Gynecologic Oncology上的報導顯示，在分別接觸HPV-16，-18，-6b/11，-31，-33的E6/E7片段24h後，精子的活力均減弱至50%左右（對照組為74.0%），其中感染HPV16型的精子活力損失大半，僅為38.4%。精細胞的前進運動力也均降至一半左右。在暴露於高危的16型及所有低危型中後，頭側擺幅度均減小（見表1）。Foresta等人[2]發表在Fertility and Infertility上的報導也得出了相似結論，在HPV陰性組和陽性組中，精子活力a+b分別為53.7%和37.7%，受染組有70%（7/10）的精子活力受損，而在陰性組中這一比例為30%（27/90）。此外，也有研究顯示HPV感染可影響精液的pH值[3]。

表1  暴露於HPV E6-E7 DNA 片段24h後的精子活力參數

HPV感染引發不育

Foresta等[4]的另一篇報導顯示，PCR擴增結果中，10.2%（11/108）的不育男性中有HPV感染，而在可育男性中，這一比例僅為2.2%（2/90）；FISH分析顯示，受感染的不育男性中，72.9%的螢光出現在精子中，而對照組的螢光僅出現在脫落細胞中，即尚未對精子造成影響。具體數據見表2。在精子受感染的31位男性中，21人（63.6%）患弱精症，而對於陰性組，弱精症患病率為21%（4/19）。Lai等人[5]此前的研究顯示，對於檢出精子HPV-18和-16陽性的男性，弱精症患病率分別為83%和73%，少精症患病率分別為33%和18%，可見HPV感染與弱精症具有較強的相關性。

表2  不同組別樣本的HPV感染率及FISH實驗中精子或脫落細胞陽性率

受染精子作為載體傳播HPV DNA

1996年Lai等人[5]首先提出，精子可作為載體傳播外源性的基因片段。他們用受HPV-18感染的精子滲透正常鼠卵母細胞後，PCR結果顯示，卵母細胞的DNA提取物呈HPV-18陽性。Foresta等[6]的研究對這一觀點給予了證據支持。他們將E6/E7基因片段與綠色螢光蛋白（GFP）基因相連,構建了重組質粒，並隨後進行精子孵育、卵母細胞滲透操作。經受染精子滲透的卵母細胞在螢光顯微鏡下呈現綠色螢光（圖1c）,說明E6/E7基因的成功表達。而相應的對照組無綠色螢光（圖1b）,即無E6/E7基因表達。PCR和RT-PCR實驗均得出了一致性結果（如圖1a,1d所示）。隨後的HEPT實驗中，DAPI染色結果顯示倉鼠卵母細胞可被受染精子滲透，但可滲透的精子數量減少（圖2a,2c）；免疫螢光實驗顯示，受染組的卵母細胞中HPV L1抗體試驗為陽性，即說明衣殼蛋白L1可被受染精子攜帶進入卵母細胞中（圖2d）。
此外，Cabrera等[7]的研究更進一步發現，被HPV16、18感染的精子可將病毒的DNA傳播至內細胞團和滋養層細胞中，這無疑對後續胎兒的生長發育造成嚴重威脅。

圖1  卵母細胞被受染精子穿透後表達HPV E6/E7 DNA：a，單個卵母細胞中的E6基因表達b，GFP-E6的表達情況（對照組，無表達）c，GFP-E6的表達（受染精子，有綠色螢光）d，單個卵母細胞中的E6基因RT-PCR

 

總結：HPV與女性宮頸癌的發病受到了越來越廣泛的關注。然而相比而言，HPV感染對男性的影響卻被忽略。文獻數據顯示，HPV感染可導致精子生理參數異常，並與男性的弱精、不育等相關。更嚴重的是，精子可作為DNA載體，攜帶HPV（尤其是hr-HPV）的DNA進入卵母細胞，並在內細胞團及滋養層中表達，從而對胎兒的健康發育造成嚴重威脅。男性的HPV感染亟需引起更廣泛的關注！
參考文獻
[1] Lee C A, Huang C T, King A, et al. Differential effects of human papillomavirus DNA types on p53 tumor-suppressor gene apoptosis in sperm[J]. Gynecologic Oncology, 2002, 85(3):511-516.
 
[2] Foresta C, Garolla A, Zuccarello D, et al. Human papillomavirus found in sperm head of young adult males affects the progressive motility.[J]. Fertility & Sterility, 2010, 93(3):802-806.
 
[3] Rintala M A, Grénman S E, Pöllänen P P, et al. Detection of high-risk HPV DNA in semen and its association with the quality of semen[J]. International Journal of Std & Aids, 2004, 15(11):740.
 
[4] Foresta C, Pizzol D, Moretti A, et al. Clinical and prognostic significance of human papillomavirus DNA in the sperm or exfoliated cells of infertile patients and subjects with risk factors[J]. Fertility & Sterility, 2010, 94(5):1723.
 
[5] Lai Y M, Lee J F, Huang H Y, et al. The effect of human papillomavirus infection on sperm cell motility ☆[J]. Fertility & Sterility, 1997, 67(6):1152.
 
[6] Foresta C, Patassini C, Bertoldo A, et al. Mechanism of Human Papillomavirus Binding to Human Spermatozoa and Fertilizing Ability of Infected Spermatozoa[J]. Plos One, 2011, 6(3):e15036.
 
[7] Cabrera M, Chan P J, Kalugdan T H, et al. Transfection of the inner cell mass and lack of a unique DNA sequence affecting the uptake of exogenous DNA by sperm as shown by dideoxy sequencing analogues[J]. Journal of Assisted Reproduction & Genetics, 1997, 14(2):120-124.