《European Journal of Obstetrics & Gynecology and Reproductive Biology》：Novel genetic variants of sperm chromatin compaction regulators are associated with non-obstructive azoospermia in Indian men
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本研究针对孟加拉语人群的非梗阻性弱精症，通过测序PRM1、PRM2、TNP1和TNP2基因，发现15个变异中10个与弱精症显著相关，其中5个 novel 变异被预测为功能有害。结论指出这些变异可能增加孟加拉语人群弱精症风险，并提示其作为辅助生殖技术遗传筛查的潜在标记。
Saurav Dutta | Pranab Paladhi | Samudra Pal | Papiya Ghosh | Ratna Chattopadhyay | Sujay Ghosh
加尔各答大学动物学系细胞遗传学与基因组学研究组，印度西孟加拉邦加尔各答700019
摘要
背景
特发性男性不育的遗传基础仍然很大程度上未知且具有多因素性。在精子发生过程中，精子细胞会经历显著的染色质浓缩，这一过程主要由精子特异性的核蛋白——原胺蛋白（PRMs）和过渡蛋白（TNPs）驱动。由于多态性导致的原胺蛋白簇的遗传变异可能对男性不育产生影响。然而，这些变异对精子DNA完整性和生育结果的影响在不同种族群体中并不一致且尚不明确。目前，针对印度男性不育群体的这些基因变异尚未进行过研究。
方法
本研究采用病例对照设计，从印度西孟加拉邦的孟加拉语人群中收集了非梗阻性无精症患者的血液样本，并对445名非梗阻性无精症患者（Y染色体微缺失阴性）和375名健康对照组进行了
PRM1、
PRM2、
TNP1和
TNP2基因的Sanger测序分析。同时运用适当的统计方法来检测基因变异与不育之间的关联。此外，还通过计算机模拟分析预测了这些变异的潜在有害效应。
结果
共检测到15个基因变异，其中10个与病例中的无精症有显著关联。计算机模拟分析表明，以下变异可能对基因功能或疾病产生不利影响：
PRM1基因中的rs75245770C>A和新变异OQ266297C>A；
PRM2基因中的新变异OQ507618A>T和OQ557494G>T；以及
TNP2基因中的rs11640138C>T。
结论
原胺蛋白基因簇中的变异可能增加孟加拉人群中男性无精症的风险。本研究中发现的新变异有望作为常规辅助生殖技术（ART）中男性不育筛查的遗传标记物。
引言
不育是指一对夫妇在未采取避孕措施的情况下进行了一到两年的性行为仍未怀孕的情况[1]。全球约有10-15%的夫妇受到不育的影响，其中男性因素导致的不育占报告病例的30-40%[2,3]。男性不育主要源于精子生成、功能或输送方面的缺陷，表现为无精症或精子质量/数量低下[4]。在印度，男性生育能力下降也是一个日益严重的问题，其统计数据与全球趋势相似[5]。
在精子发生的最终阶段，圆形精细胞会发育成具有运动能力的精子。这一过程中，组蛋白被富含精氨酸的原胺蛋白取代，从而形成紧密包装的复合物。原胺蛋白的正电荷有助于与带有强负电荷的父系基因组DNA结合[6,7]。精子头部的染色质浓缩过程由PRM1和PRM2两种蛋白调控，TNP1和TNP2蛋白也起到辅助作用[8,9]（见图1）。研究表明，核浓缩过程中的紊乱可能导致男性不育[10]。实验表明，PRM1和PRM2蛋白对生育至关重要，任一基因的突变都可能导致单倍体不足[11,12]和不育[13]。PRM2蛋白的异常还会使精子核失活，使其无法响应胞浆内精子注射（ICSI）等辅助生殖技术[12]。这些发现强调了PRM2基因在染色质浓缩中的关键作用。此外，TNP1或TNP2基因的缺失也会导致小鼠生育能力下降[14]，而同时缺乏这两种蛋白的小鼠则完全不育[15]。
本研究旨在探讨印度西孟加拉邦男性不育的遗传学基础，特别是
PRM和
TNP基因的变异。现有文献中很少有研究评估这些基因的突变或多态性与全球不同人群中男性不育的关联[16-20]，针对印度男性的研究更是寥寥无几[21]。由于本研究样本量较大（非梗阻性无精症病例较多），我们重点分析了
PRM1、
PRM2、
TNP1和
TNP2基因在人群、种族和人口统计学方面的变异。我们的研究旨在回答两个关键问题：(1)
PRM1、
PRM2、
TNP1和
TNP2基因的多态性变异是否与孟加拉语人群中的特发性非梗阻性无精症有关？(2) 这些变异是否具有印度孟加拉人群的特异性？
伦理考量
印度西孟加拉邦加尔各答大学通过其机构伦理委员会批准了这项研究（批准编号：CU/BIOETHICS/HUMAN/2306/3044/2018，日期：2018年4月5日）。在进行涉及人类参与者的研究时，我们遵循了《赫尔辛基宣言》和印度医学研究委员会（ICMR）的指导原则。
研究纳入与排除标准
研究仅纳入基于精液分析被诊断为原发性不育的男性。
遗传多态性
对445名病例和375名对照组进行
PRM1、
PRM2、
TNP1和
TNP2基因的基因分型后，共发现了15个变异。所有检测到的变异的色谱图见图2。根据NCBI基因组数据库，其中8个变异为“新发现”的变异，7个为先前报道过的变异。所有新发现的变异均按照人类基因组变异协会（HGVS）的命名规则进行了命名，并提交至美国国家生物技术信息中心（NCBI）的GenBank数据库。
讨论
精子发生是一个复杂的多因素过程，涉及有丝分裂和减数分裂，由关键基因协同调控以产生单倍体精子。这些基因的缺陷可能导致精子生成失败，从而难以确定“特发性”男性不育的遗传原因。因此，分析这些基因与无精症之间的关联仍是当前研究的重点领域[33,34]。
结论
这是印度东部首次开展的相关研究，也是印度第二项发现精子染色质调节基因新变异与无精症风险增加相关性的研究。该研究揭示了特发性男性不育（尤其是非梗阻性无精症）的潜在遗传因素，但其临床意义仍有待进一步验证。目前，这些变异主要可作为进一步流行病学或病因学研究的候选对象。
数据来源与作者贡献
Saurav Dutta：撰写初稿、软件开发、方法设计、实验设计、数据分析、数据管理。
Pranab Paladhi：方法设计、数据管理。
Samudra Pal：实验设计、数据分析。
Papiya Ghosh：撰写、审稿与编辑、结果验证。
Ratna Chattopadhyay：结果验证、资源协调、方法设计。
Sujay Ghosh：撰写初稿、项目监督、资源获取、概念构思。
资金支持
本研究由印度医学研究委员会（ICMR）提供资金支持（资助编号：5/10/FR/10/2015-RCH）。本文的发表未获得额外资助。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本研究结果的已知财务利益或个人关系。
致谢
我们衷心感谢参与研究的夫妇以及临床同事在样本收集方面的支持。同时感谢加尔各答大学动物学系提供的必要设备支持，这些设备得到了UGC-UPE II、DST-FIST和DST-PURSE项目的资助。特别感谢Sanchari Dutta在论文准备方面的协助。
