球状精子症
病状
球状精子症
その他の名前丸頭精子症候群[1]
図1：正常精子の形態を表す図。オレンジ色の枠で囲まれた部分は、球形精子症患者の精子における変化した部分を表しています。オレンジ色の枠は、球形精子症における変化した部分の詳細を示しています。

球状精子症は、単形性奇形精子症のまれで重篤な形態である。これは、精子に同じ異常が見られ、精子中の精子の85%以上にこの異常があることを意味する。[1]球状精子症は、男性不妊症の0.1%未満の原因である。[2]先体のない丸頭精子、異常な核膜および中片の欠陥を特徴とする。[1]そのため、罹患した男性は、妊孕性の低下または不妊症に悩まされる。[2]研究によると、球状精子症は完全型（先体のない丸頭精子が100%）または部分型（先体のない丸頭精子が20～60%で、精子数には正常な精子も確認される）のいずれかになり得ると示唆されているが、[3]これら2つの形態が同じ症候群のバリエーションなのか、実際には異なる症候群なのかは不明である。[2]

この疾患における不妊症は、精子の頭部が先体を欠いていることに起因します。そのため、これらの精子は特徴的な円形または球形の頭部を有します。先体の欠如により、これらの精子は卵母細胞に侵入することができず、従来の方法では受精できません。しかし、これらの精子は卵細胞質内精子注入法による体外受精によって卵子と受精することができ、これがこれらの患者にとって最適な治療法です。[4]

研究では、SPATA16、PICK1、DPY19L2の3つの遺伝子の変異または欠失がこの疾患の原因であると示唆されています。[1] ICSI（卵細胞質内精子注入法）は、これまで球形精子症患者の生殖補助に使用されてきましたが、受精率が低いため、すべての患者に特に効果的ではありませんでした。[2]

球形精子症の種類

球形精子症には2つの種類があります。

  • タイプ1の球状精子症では、先体と先体酵素が完全に欠如し、クロマチンが球状に配列しています。[5]これにより、精子は透明帯を完全に通過できなくなります。[6]
  • タイプ2の球状精子症の精子は、先体被覆が大きな細胞質液滴に囲まれており、二次的な変性を示唆しています。また、円錐状の核も見られます。[5]このタイプの球状精子症における不妊症は、クロマチンの不適切なパッケージングが適切な受精を阻害することに起因すると考えられています。

症状

生殖能力への影響を除けば、球形精子症は無症状です。球形精子症の患者は、身体的・精神的発達は正常で、臨床症状も正常であり、ホルモンプロファイルも正常です。[3]

遺伝学

球形精子症における遺伝子変異 遺伝子産物とその正常な機能 球形精子症における突然変異の精子への影響
DPY19L2 – 球状精子症で最も頻繁にみられる変異 精子細胞の先体に存在する膜貫通タンパク質。先体を精子核に固定することで、正常な先体形成に寄与する。 精子の頭部伸長と先体形成が失敗し、丸頭精子が形成されます。そのため、精子は透明帯に結合できず、卵子と受精できません。精液中の精子濃度も低下します。
ピック1 円形精子細胞の先体小胞に存在する細胞質タンパク質。タンパク質輸送の際に機能する。 前先体小胞が融合できず、丸い頭を持つ精子が形成されるため、精子は透明帯に結合できず、卵母細胞を受精できません。
スパタ16 先体小胞およびゴルジ体に存在するタンパク質間相互作用ドメイン。精子形成および先体形成に関与する。 先体が欠損しているため、丸頭精子が形成され、透明帯に結合して卵母細胞を受精させることができません。この遺伝子は、6人兄弟のうち3人がこの変異のホモ接合体である家族で初めて特定されました。彼らの精子は先体を欠き、丸頭を示していました。[7]

表1： 球状精子症で確認されている遺伝子変異と、これらの変異が精子の機能と受精の成功に及ぼす影響。 [3]

診断

精液検査で丸頭精子の存在が確認されれば、球形精子症の診断が確定します。先体欠損は、形態染色法または免疫蛍光法によって確認することができます。[8]

処理

1995年までは、妊娠を希望する球形精子症の患者にとって、養子縁組か精子提供しか選択肢がなかった。[9]生殖補助医療（ART）の進歩により、球形精子症の患者も自身の精子を用いて妊娠することが可能になった。[10]主に用いられる技術は卵細胞質内精子注入法（ICSI）であり、これは1個の精子を卵子に注入することで受精を成立させるものである。[11]いくつかの研究では、この技術のみでも生存可能な胚を作製できることが示されているが[6] 、受精を成功させるにはカルシウムイオノフォア治療も併用する必要があるとする研究もある。 [10]カルシウムイオノフォア治療は、卵母細胞を人工的に活性化するために使用される。球形精子症の精子は受精の重要な段階である卵母細胞を活性化する可能性が低いため、この治療が必要となる場合がある。[10]

現在利用可能な治療法は、球形精子症に伴う不妊症の予後を改善することに重点を置いています。球形精子症を予防または治癒する治療法は今のところ存在しません。

研究

球状精子症の研究は、その原因の理解を深め、治療法の開発を目的としています。[3]

遺伝学

球形精子症は兄弟姉妹間で発症することが何度も観察されており、これは根本的な遺伝的原因を示唆しています。[3]近年、この病態に関与する遺伝子の特定において進展が見られ、前述の遺伝子が役割を果たしていることが明らかになっています。[1]マウスの球形精子症において変異していることが示されている遺伝子は他にもありますが、これらはヒトの疾患プロセスとの関連性はまだ解明されていません。これらの例としては、Gopc、[12] Hrb、Csnka2などが挙げられます。[13] [14]精子形成のプロセスを導く遺伝子は数千種類あり、それらが球形精子症にどのように関与しているかを知ることは、現在重要な研究分野です。[1]

顕微授精

卵細胞質内精子注入法の開発により、球形精子症を含む様々な男性不妊症の患者が妊娠することが可能になった。[15]しかし、この方法による妊娠率は依然として低く、改善に向けた研究が進められている。[3]

球状精子症の治療には、カルシウムイオノフォア（細胞内カルシウムを増加させるために使用されるイオンキャリア[16]）による卵母細胞活性化とICSIを組み合わせると、 ICSI単独よりも妊娠に至る可能性が高いことがわかっています。[17]もう1つの有望な治療領域では、精子結合タンパク質、ホスホリパーゼCゼータ（PLCζ）と後先体鞘WWドメイン結合タンパク質（PAWP）を使用して、ICSIと組み合わせて卵母細胞活性化を引き起こすことも検討されています。[18]

参考文献

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