(一)内分泌评估
由于精子发生高度依赖于睾丸内睾酮的合成,因此雄激素不足与男性不育相关。男性的睾酮水平差异很大,大多数研究者使用280ng/dl或300ng/dl作为男性充分雄激素化的阈值(Petak et al,2002;Sokol,2009)。约45%因生精功能障碍导致的无精子症患者、43%少精子症患者、不育门诊中35%的男性(WHO人类精液检查与实验室手册第4版规定的精子浓度大于20×106/ml)血清睾酮均低于300ng/dl(Sussman et al,2008)。精子浓度在20×10 6/ml或以下的男性,90%不能在1年内使其伴侣怀孕,所以许多精子浓度低于该阈值的男性可能会出现病理性生殖功能障碍,其中约1/3与内分泌有关(WHO,2010)。因此,所有男性不育症均应进行实验室检查来评估雄激素化水平,包括精子浓度大于20×10 6/ml的男性。无须进行内分泌评估的精子浓度上限尚未确定,临床医师可合理使用WHO手册第4版中第50百分位值7.3×106/ml以及1年内的受孕时限为指导,决定有无必要进行全面的内分泌评估(WHO,2010)。
睾酮以三种主要形式存在:与SHBG紧密结合的睾酮;与蛋白质主要是白蛋白疏松结合的睾酮;未结合或游离睾酮(Matsumoto and Bremner,2011)。诱导细胞活性的形式是游离和疏松结合的睾酮,一起构成了生物可利用睾酮(Matsumoto and Bremner,2011)。在健康男性中,30%~44%的循环睾酮与SHBG结合,54%~68%与白蛋白疏松结合,0.5%~3.0%未结合(Matsumoto and Bremner,2011)。以300ng/dl作为睾酮的阈值,生物可利用睾酮的百分比下限为54.5%,因此生物可利用睾酮浓度的合理下限是164ng/dl。
SHBG在不同条件和状态下(如肥胖、衰老)均会发生改变(框图4-1)(Bhasin et al,2010)。临床医师不能依靠总睾酮来计算生物可利用睾酮,直接准确检测游离睾酮比较困难,所以确定生物可利用睾酮的实际方法是通过总睾酮、SHBG和白蛋白来计算(Vermeulen et al,1999)。基于互联网和智能手机的普及,在撰写本文时,国际老年男性研究学会在www.issam.ch/freetesto.htm上提供了一个计算器,iOS设备可在http://itunes.apple.com/us/app/bioavailable-testosterone/id308770722上找到。
框图4-1 性激素结合球蛋白(SHBG)浓度改变的相关因素
Modified from Bhasin S,Cunningham GR,Hayes FJ,et al.Testosterone therapy in men with androgen deficiency syndromes:an Endocrine Society clinical practice guideline.J Clin Endocrinol Metab 2010;95:2536-59.
在健康年轻男性中,总血清睾酮显示出昼夜节律,在清晨达峰值,在傍晚最低(Plymate et al,1989)。SHBG在所有年龄段的男性中表现出相反的昼夜节律,在傍晚达峰值,在清晨最低(Plymate et al,1989)。因此,生物可利用睾酮在健康年轻男性中的昼夜节律为清晨达峰值和傍晚最低(Plymate et al,1989)。在老年男性中,总睾酮及其昼夜节律衰减,同时生物可利用睾酮的昼夜节律和浓度也明显减少(Plymate et al,1989)。尽管采血时间对于年轻男性较重要,但是为了使所有男性的总睾酮和生物可利用睾酮的采样标准化,通常在早晨进行检测。
在雄激素缺乏的病例中,可以通过评估LH来鉴别病变来源于垂体还是睾丸(Niederberger,2011)。如果是因为睾丸间质细胞功能障碍,则LH水平呈不同程度升高(Niederberger,2011)。如果是垂体功能障碍,则LH水平降低(Niederberger,2011)。在总睾酮或生物可利用睾酮水平降低时,可以检测LH水平,两项检查可同时进行。由于睾酮和LH以脉冲方式释放,我们可以用间隔20min的方式采集三个早晨的血样来确定临界值(Sokol,2009)。通常临床医师将三次血样混合进行检测,也可以分别检测然后计算平均值。
睾丸支持细胞产生抑制素B和激活素分别通过抑制和刺激来调节垂体释放卵泡刺激素(FSH)(Caroppo,2011)。睾丸支持细胞受生殖细胞旁分泌调节,生殖细胞减少则抑制素水平下降,FSH升高(Niederberger,2011)。因此,临床医师可以将FSH水平作为生殖细胞数量的间接评估指标,FSH水平升高提示生殖细胞功能障碍和数量减少(Niederberger,2011)。与卡尺测量的睾丸大小相结合,根据FSH可准确预测无精子症是由梗阻或生精障碍所致:96%的梗阻性无精子症患者的FSH测定值≤7.6U/L,睾丸长轴>4.6cm,而生精功能障碍引起的无精子症患者中有89%的FSH值>7.6U/L,睾丸长轴≤4.6cm(Schoor et al,2001)。在精液中有精子的生殖功能障碍男性中,当FSH值为4.5U/L时异常精子的比例显著增加,这提示临床医师可以此为阈值来评估男性生殖功能障碍(Gordetsky et al,2011)。
抑制素B的检测已应用于临床,实验人员研究了直接测量抑制素B评估生精功能是否比用FSH间接评估生精功能更为准确(Kumanov et al,2006;Muttukrishna et al,2007;van Beek et al,2007;Myers et al,2009;Jørgensen et al,2010;Grunewald et al,2013)。通常,研究主要包括抑制素B或FSH与精子或睾丸参数之间的相关性分析。许多研究观察到,在这些相关性检测中抑制素B的准确性高于FSH,并且一些数据表明小范围内的抑制素B(水平)相关性较高(Kumanov et al,2006;van Beek et al,2007;Myers et al,2009;Grunewald et al,2013)。然而,准确性提高通常很小,抑制素和FSH都可以作为临床上判断生精功能的标志物(Myers et al,2009)。临床医师可以基于花费以及是否已经开展做出选择。
与抑制素B一样,AMH也是由Sertoli细胞合成的转化生长因子β(TGF-β)家族中的一员,并且研究人员已经将其应用于评估生精功能(Fénichel et al,1999;Fujisawa et al,2002;Muttukrishna et al,2007)。虽然试点研究的结果令人鼓舞,但报道样本量很小,因此AMH目前仍视为实验性的。
芳香化酶存在于睾丸、脂肪组织、肝和大脑等多个脏器中,可以将胆固醇源的睾酮转化为雌激素(Kim et al,2013)。研究人员发现,雌二醇的升高对男性生殖功能产生不利影响(Raman and Schlegel,2002;Gregoriou et al,2012;Schlegel,2012),并建议当睾酮与雌二醇的比例低于10∶1时提示生殖功能障碍(Raman and Schlegel,2002;Gregoriou et al,2012;Schlegel,2012)。
我们已知催乳素会抑制促性腺激素和睾丸激素的产生,在垂体增生、垂体腺瘤或肿瘤发生时,催乳素水平可能升高(Sokol,2009)。临床上典型的垂体病变通常与视野改变、头痛或勃起功能障碍相关(Niederberger,2011)。当这些症状伴随男性不育症,特别是合并总睾酮或生物可利用睾酮降低时,应当考虑检测催乳素水平。但是,临床上不育症男性中催乳素瘤的发生率非常低,在一项针对1035例男性的大型筛查研究中仅发现4例催乳素瘤,因此初始内分泌检查中不必常规包括催乳素(Sigman and Jarow,1997)。通常催乳素水平不稳定,如果检测结果升高,则需要重复测试确认(Niederberger,2011)。如果在影像学检查中怀疑或发现垂体占位性病灶,则同时需要评估其他垂体激素,如促甲状腺激素、促肾上腺皮质激素或生长激素(Sokol,2009)。同样,如果观察到其他内分泌的症状如突眼、紫纹、满月脸或颜面骨骼改变,则需要检测甲状腺激素、皮质醇或生长激素水平,但是在初筛中不必作为常规检查项目。针对男性生殖功能障碍的内分泌实验室初筛检查,应包括清晨总睾酮、SHBG和白蛋白,以计算生物可利用睾酮,LH和FSH用以评估垂体功能;雌二醇用以评估芳构化反应。
具有先天性肾上腺增生症(CAH)病史的男性在后期可能出现睾丸肾上腺残余肿瘤和不育(Pierre et al,2012;Aycan et al,2013)。在这些患者中,可以检测血清17-羟孕酮、Δ4-雄烯二酮、肾素和睾酮来评估其对治疗的反应(Pierre et al,2012)。