CatFlux Solutions暸解您的（使用）精蟲是否可以自然受精

CatFlux Solutions for the CatSper Test
精子鈣離子檢測

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CatFlux Solutions for the CatSper Test

什麼是 CatSper，它在受精中起什麼作用？

精子必須長距離泳動並克服女性生殖道中的障礙才能到達卵子並使卵子受精。已經提出了各種物理和化學線索 ，通過調節精子的游泳行為來説明受精。在分子水準上，游泳行為受細胞內鈣離子濃度的控制。

鈣離子的主色是鞭毛中稱為CatSper的精子特異性離子通道，因此在協調精子行為中佔據中心位置。CatSper被輸卵管中的激素啟動，特別是由卵丘細胞釋放的黃體酮。

 

在靠近卵子，CatSper啟動會觸發所謂過度活化。過度活化的特徵搖攞特別有力鞭毛搖攞，這有助於穿透卵膜的保護層（透明帶）。  

單個精子細胞在黃體酮刺激之前（左）和之後（右）的兩個鞭毛搏動週期的疊加圖像系列。與對稱、低振幅的鞭毛搏動（左）相反，過度活化的鞭毛攞動（右）是不對稱的，並且具有高振幅。

CatSper 的正常功能是成功受精的重要組成部分：一項大規模研究（(Young et al., 2024）表明，缺乏CatSper功能的精子在受到黃體酮刺激時不會過度活化，具有這種功能障礙的精子只能與卵膜結合，但無法穿透它，導致卵外受精 （IVF） 完全受精失敗。

 

 

因此，CatSper 功能障礙導致受影響的男性無法通過激素排卵誘導（OI）、宮腔內人工授精 （IUI） 或 IVF 自然受孕，如上述研究中確定的患者佇列的病史所示。

 

CatSper-Test 檢測目的

明斯特大學醫院生殖醫學和男科中心 （主任醫師：Sabine Kliesch 醫學博士教授），Timo Strünker 教授博士的工作組開發了一項測試，可以簡單有效地評估 CatSper 的功能。這種「CatSper 測試」可以作為精液分析的一部分常規進行。該測試發表在一項包含近 2,300 名患者的科學研究：

Young et al. (2024):

Human fertilization in vivo and in vitro requires the CatSper channel to initiate sperm hyperactivation. J Clin Invest. 2024;134(1):e173564

https://www.jci.org/articles/view/173564

 

CatSper 功能障礙的夫婦能夠懷孕嗎？

患有 CatSper 功能障礙的男性仍然能夠通過卵胞漿內單精子注射 （ICSI） 治療生下孩子，這可能是因為精子被直接注射到卵子中，無需在沒有幫助的情況下穿透透明帶(see Table below of the treatment history of eight CatSper-deficient patients described in Young et al., 2024)

 

患者

精液分析

OI

IUI

IVF

ICSI

1

正常

失敗

失敗

成功

2

正常

失敗

失敗

成功

3

正常

失敗

失敗

成功

4

正常

失敗

 

成功

5

正常

失敗

失敗

成功

6

正常

失敗

 

成功

7

正常

 

 

 

8

畸形

失敗

 

成功

縮寫：OI    –  排卵誘導;     IUI   –  宮腔內人工授精;   IVF  –  體外受精;    ICSI – 卵胞漿內單精子注射。

 

目前是否有任何常規診斷程序來測試 CatSper 功能？

通過標準精液分析，無法診斷出患有CatSper功能障礙的男性，CatSper缺陷不會影響精子數、形態或活動力。根據 WHO 標準，患有 CatSper 缺陷的患者通常被歸類為正常精子症。然而，這並不排除其他潛在問題巧合存在，例如畸胎精子症。

 

CatSper-Test 暸解是否能自然受精？

精子的 CatSper 功能障礙會妨礙自然受孕，例如 IVF。CatSper-Test有助於早期診斷 CatSper 缺陷，從而避免時間與資源。此外，CatSper-Test 可以作為有價值的診斷輔助工具，幫助主治醫生為患者選擇最合適的治療方案。

 

受測者要提供多少的精液樣本？

該測試總共只需要 40 微升，這個量幾乎不會影響並行進行標準精液分析。

 

測試的靈敏度/準確度如何？

性能研究確定敏感性為 100%，準確度 98.3%。詳細結果可在使用說明中找到。

 

CatSper已被WHO建議檢測項目

 

 

CatSper-Test 操作流程

首先，該測試可以輕鬆整合到標準精液分析的工作流程中，並且只需要幾分鐘的手動操作時間。除了用於 測定精子活力的光學顯微鏡、移液器和培養箱 （37 °C） 等常見實驗室設備外，該測試只需要使用專門配製的 CatFlux 緩衝液。詳細的說明手冊指導專業使用者逐步完成下圖中概述的程式。

 

簡而言之，將少量天然精液樣品添加到 CatFlux 緩衝液中，並在 37 °C 下孵育。 60 分鐘後，將樣品等分到載玻片上，並在顯微鏡下評估活動精子的分數。有關更多詳細資訊，請參閱使用說明。

 

 

 

 

 

 

 

Scientific background

  • Human Male Infertility Caused by Mutations in the CATSPER1 Channel Protein. Avenarius MR, Hildebrand MS, Zhang Y, Meyer NC, Smith LLH, Kahrizi K, Najmabadi H & Smith RJH (2009) Am J Hum Genet
    https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2009.03.004
     
  • CATSPER2, a human autosomal nonsyndromic male infertility gene. Avidan N, Tamary H, Dgany O, Cattan D, Pariente A, Thulliez M, Borot N, Moati L, Barthelme A, Shalmon L, et al (2003) Eur J Hum Genet 11: 497–502
    https://doi.org/10.1038/sj.ejhg.5200991
     
  • Homozygous in-frame deletion in CATSPERE in a man producing spermatozoa with loss of CatSper function and compromised fertilizing capacity. Brown SG, Miller MR, Lishko P V., Lester DH, Publicover SJ, Barratt CLR & Da Silva SM (2018) Hum Reprod 33: 1812–1816
    https://doi.org/10.1093/humrep/dey278

 

  • A novel copy number variation in CATSPER2 causes idiopathic male infertility with normal semen parameters. Luo T, Chen H, Zou Q, Wang T, Cheng Y, Wang H, Wang F, Jin Z, Chen Y, Weng S, et al (2019) Hum Reprod: 1–10
    https://doi.org/10.1093/humrep/dey377

 

  • The CatSper channel mediates progesterone-induced Ca2+ influx in human sperm. Strünker T, Goodwin N, Brenker C, Kashikar ND, Weyand I, Seifert R & Kaupp UB (2011) Nature 471: 382–386
    https://doi.org/10.1038/nature09769
     
  • Patient with CATSPER3 mutations-related failure of sperm acrosome reaction with successful pregnancy outcome from intracytoplasmic sperm injection (ICSI). Wang J, Tang H, Zou Q, Zheng A, Li H, Yang S & Xiang J (2021) Mol Genet Genomic Med 9: 1–9
    https://doi.org/10.1002/mgg3.1579

 

 

  • Specific loss of CatSper function is sufficient to compromise fertilizing capacity of human spermatozoa. Williams HL, Mansell S, Alasmari W, Brown SG, Wilson SM, Sutton KA, Miller MR, Lishko P V, Barratt CLR, Publicover SJ, et al (2015) Hum Reprod 30: 2737–2746
    https://doi.org/10.1093/humrep/dev243
     
  • Sensorineural deafness and male infertility: A contiguous gene deletion syndrome. Zhang Y, Malekpour M, Al-Madani N, Kahrizi K, Zanganeh M, Mohseni M, Mojahedi F, Daneshi A, Najmabadi H & Smith RJH (2007) J Med Genet 44: 233–240
    https://doi.org/10.1136/jmg.2006.045765

 

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