石教授讲妇产科故事第十九期：精子——“小蝌蚪”历险记及其轶闻

精子与生儿育女、人类繁衍、组建幸福家庭、社会发展等密切相关。从医学角度而言，精子（小蝌蚪）与妇产科、泌尿科、遗传学、辅助生育技术等关系尤其密切。一、精子的发现及其与女性卵子的不同 1673年，“微生物学开拓者”列文虎克用自制的显微镜，首次观测到了微生物。此后，他用显微镜观测到了很多东西，其中包括他自己的精细胞，并于1677年首次发现了精子。在显微镜中，精子看起来宛如“小蝌蚪”（此后百姓也如此通俗地称呼），它们的尾巴（鞭毛）能够向两侧对称摆动，从而让它们可以向前运动。长度仅为0.05毫米的精子需要游动漫长的距离，它们必须足够努力，因为它们只能存活大约三天。而一个成年男性，每次性交精液中会有几千万-1.5亿颗左右的精子，如果不避孕，女方又正在排卵期，那么就会有且只有一个精子能够幸运地与卵子结合，所以每个生命从一开始就是胜利者，生命的诞生可谓是奇迹。就在科学家以为已经完全了解精子的行为时，一项新的研究结果推翻了科学家以往的认知。精子的尾巴并不是左右对称摆动，它们是采取螺旋前进的方式。也就是说，科学家被精子“欺骗”了长达343年。这项研究解决了3个世纪以来关于精子如何推动自身前进的误解。精子来自睾丸，从一个特殊的细胞——精原细胞几经分裂、发育，发生形态上的改变，这个过程需花费70-90天，最后才能成为成熟的精子。要想用肉眼看到精子是不可能的，因为它太小了，平均长度只有47-64微米，重量也只不过37×10-9毫克。如把60亿个精子聚集在一起，也不过只有一片阿司匹林那么大。一个正常男性每日精子的产量几乎达几百万甚至几亿，一次射精少则几万，多则几亿。男性的睾丸位于腹腔外的阴囊内，左右各一，为椭圆形，精子是由睾丸产生的，因为正常体温太高，会导致精子异常或者死亡，所以睾丸在阴囊内的温度要比体温低两度。如果一个男人经常长期洗热水澡，或生活在一个高温的环境中，这就可能会减少他的精子数。早期的睾丸是在腹腔内，在婴儿出生之前，睾丸未下降到阴囊里，称之为隐睾，会导致不育。因为腹腔的温度过高，不利于精子的产生和生成。隐睾可以用外科手术来矫正。精子的产生，受神经内分泌因素的调节，因此内分泌失调也会影响精子的产生。睾丸内有大量的基因经管，它们是精子生成之处，里面有各种类型的神经细胞和刚生出来的精子，一个精子的产生大约需要74天，然而这并不意味着男人射精后必须要等待74天才能进行下一次射精。一般来说每16天男性的生殖系统将启动一批新精子的生成，可以说精子每时每刻都在产生，它的产生是不间断的，也是说每天都会有或多或少的精子从睾丸中产生，其产生后并不在睾丸中保存，而是通过它的输出小管，将精子从睾丸输送到精子的储藏器官——副睾。副睾是精子的储藏器官，也是精子获得运动能力和发育成熟的器官。当精子不被排除，它会在副睾内逐渐分解吸收，长期不射精的人，精液有较多的异常精子，这也不利于正常的受孕。 2016年，南京医科大学沙家豪教授与中国科学家合作首次实现小鼠胚胎干细胞体外分化并获得具有功能的精子细胞。为无精子症男性生育后代带来希望，并尝试在其他物种如灵长类物种身体上进一步试验。而女性的卵子不同，女性还在娘胎里时就已经形成了数百万颗原始卵泡，但是能够活到最后跟精子结合的卵子只有200-500颗。精子进入女性体内后跟卵子的距离不过几十厘米，但对于一颗60微米长度的精子来说，这个距离就跟从地球到月球一样遥远，需先后经过阴道、宫颈、宫腔然后才能到达输卵管。二、小蝌蚪为争夺一个变成人类的机会，必须经过的四大难关第一关宫颈口胜利之门仅仅敞开一个小口，只有挤破了头皮才能顺利通过，且通道里布满酸性粘液，体弱的选手会被粘液阻挡，并被酸性的环境杀死，唯有强壮的精英才能一往无前，面临接下来的挑战。第二关免疫细胞的剿杀：一旦速度不够快就会立刻被免疫细胞抓住，并被它们无情地吞噬。而那些逃过一劫的小蝌蚪将面临命运的抉择，输卵管面前左右两条路只有一条是通往诞生的方向，另一条则是死亡之路。经历诸多困难，最初的2亿大军只剩下几百名精疲力尽的精子，它们暂时迎来了48小时的中场休息时间。而女性自出生起就自带卵细胞，但随着年龄的增长会不断地消耗，通常来说卵巢一次只会释放出一颗成熟的卵子，当卵子进入其中一侧输卵管，它释放的信号将唤醒沉睡的蝌蚪，到了冲刺阶段，蝌蚪们会疯狂燃烧全身的蛋白质来获取最后的能量。第三关第一个到达的小蝌蚪不一定是胜利者，因为还有一关——卵子外面的透明带。当前面的兄弟怎么钻都钻不进去时，那个幸运的蝌蚪后来者居上，一头就扎了进去，紧接着卵子释放出化学物质，让外壳变得十分坚硬，别的选手统统被阻挡在外面，只有得到冠军的那个小蝌蚪才有资格交出头部带有父方遗传信息的基因，与卵子结合形成受精卵，这个过程中父方和母方的基因会进行神奇的融合与重组，进而形成一组新的基因。第四关当重组完成后，受精卵就会开始不断分裂，一边分裂一边跑向子宫，等落入子宫时，受精卵已经发育成了胚胎，在子宫内壁上着床，自此便完成了整个受孕过程，只等胚胎在子宫内逐步发育成胎儿，能在40周之后顺利分娩，新的生命也就诞生了。这是生命诞生的源头，你和2亿兄弟同时向前赛跑，只为争夺一个变成人类的机会，然而要想成为最终胜利者，你必须经过四大难关。美国西北大学研究人员还发现了一个奇特的现象，当精子跟卵子结合之后，卵子就会像一朵盛开的烟花一样散发出光芒，这是因为精子进入的瞬间，卵泡就会喷出数10亿颗新原子，就像是火花一样，表示精子已经进入卵子了。三、多余的精子去哪儿了？人们有没有想过进入女性体内的数亿小蝌蚪它们最终都去了哪里？你可能认为只有速度最快的小蝌蚪才能与卵子结合，但事实上它们中的大多数都在为他人做嫁衣。小蝌蚪身长约60微米，而女性阴道至子宫的距离却有7万微米以上，这注定是一场漫长且艰辛的旅程。90%的小蝌蚪在这一过程中被淘汰，只有不到10%的小蝌蚪能够通过考验到达子宫。从小蝌蚪进入女性体内的那一刻起，首先面临的就是女性体内弱酸性体液的考验，阴道中的酸性液体会直接杀死一半左右的精子，只有那些身体素质优良、形态正常、速度快捷的小蝌蚪才能在酸性环境中前行，顺利进入子宫。在接下来的几天时间里，这些精子要面对的是白细胞的威胁。众所周知，白细胞是人体免疫系统的重要组成部分，宫颈中有数以万计的白细胞对进入的精子进行围剿，只有少数游泳健将能够逃脱，但挑战依旧存在。女性的输卵管分布在子宫两侧，而卵子基本只有一个，一些“小蝌蚪”可能会迷路，到达没有卵子的那一侧输卵管发现怎么都等不到卵子，只能在这里结束生命，只有极少数小蝌蚪能够到达正确含有卵子的输卵管。这个时候就只剩下几百颗精子了，此时想要与卵子结合，还必须突破卵子外面的三层保护膜。这个过程中小蝌蚪头部会释放多种酶来溶解卵子的保护膜，由于卵子比小蝌蚪大200倍，通常需要几百个小蝌蚪的合力才能完成。原本竞争的小蝌蚪们会暂时合作，共同溶解保护膜，这时最先找到卵子的小蝌蚪往往会耗尽体力气竭而亡，为后来的某个小蝌蚪铺平道路，最终只有一个运气最好的小蝌蚪能在透明带溶解的那一刻到达，并成功与卵子结合，此时卵子会立即关闭大门，阻止其他小蝌蚪的进入。这些失败的小蝌蚪尽管还能存活2-7天，但它们的存在已经失去了意义，最终会被白细胞吞噬，随着分泌物排出体外。四、精液检查精液常规检查为不孕症夫妇的首选检查项目，包含精液分析方法和结果评价，根据《世界卫生组织人类精液检查，预处理实验室手册》（WHO2021年第6版）进行。参考指标为： ❖精液量≥1.4毫升，精子浓度≥16×106/毫升 ❖精子总数≥39×106/毫升 ❖前向运动精子活动率(PR)≥30% ❖总活动率（PR+MP）＞42% ❖正常精子形态（严格形态学分析标准）≥4% 精子数目、活动度或正常形态百分比低于以上，指标为异常。常见的有少精症、弱精症和畸形精子症。如检查为无精症，视情况可行睾丸附睾活检检查。五、有关精子的“花样”和趣闻（一）精子问题导致不孕不育：数量和质量问题；睾丸、副睾、前列腺问题；近年也重视精子DNA的碎片问题；还有其它先天性/后天性的许多问题，直接或间接影响精子数量和质量，可致男性不育。（二）精子所含有X或Y性染色体决定生男生女，所以不能错怪女方，尤其是公婆和丈夫，常使女方受冤枉。（三）精子与葡萄胎：完全性葡萄胎主要是男方的染色体为二倍体，均来自男方（已婚称为父系，未婚称为男性伙伴，其中90%为46，XX）。（四）精子与辅助生育技术：解决男性因素不能生育问题的第二代试管婴儿（胞浆内单精子授精）。限于篇幅，容日后分述。（五）男自行车运动员容易患睾丸癌。（六）男性常去桑拿汗蒸会导致高温影响精子，尤其是正在备孕者。（七）冷冻精子的应用：上战场前；癌肿患者尤其是青少年癌肿患者放射治疗、化疗、手术前；国外有报道男性死亡后即刻取精子冷冻（主要涉及传宗接代或财产分割，继承问题）。（八）人工授精：是辅助生育技术，已有200余年历史及人工受精相关事迹。人工授精就是把男性的精液用人工的方法导入女性的生殖道，就像一次性交后射出的精液进入女性的生殖道一样。非配偶的人工受精（AID）、配偶间人工受精（AIH），详细容日后分述。（九）国内外有关精子的众生相 1.千方百计寻求诺贝尔奖获得者贡献的精液后获得妊娠； 2.欧美人工授精已出现一些社会、伦理、法律问题，如英国有一个“缺德医生”，将自己的精液用于多个女性人工授精； 3.澳大利亚单板滑雪世界冠军亚历克斯·普林因潜水事故意外身亡，在普林死后几个小时内进行快速取精手术，用于人工授精； 4.我国首例捐精猝死案； 5.全世界的精子都不大行，“志愿者精子合格率不到20%”； 6.近年乌克兰士兵为参战的士兵冷冻精子储存，万一他们阵亡，仍然可以让他们的妻子怀孕； 7.美女选择美国精子银行； 8.地下选精，可赚钱； 9.人类男孩睾丸组织冷冻； 10.妻子不用自己丈夫精子，购买外国人精子，喜欢生个混血儿宝宝； 11.也有选择与男性直接性交的所谓“人工授精”，触犯道德和法律的底线； 12.据说大学生捐精合格率并不高，只有20%的合格率。现在男人精子数开始少了，精子的活力也不够，造成怀孕的机会越来越小，那么人类精子数为什么越来越少？是因为污染，环境污染加精神压力，还有工作的压力，这样就造成很多夫妻怎么都怀不了，到一定的时候不得不接受，或者去寻求捐精者的精子来怀孕，来做试管婴儿。 13.新冠病毒阳过的男人精子数持续下降，还有可能发生器质性改变。耶鲁大学2025年2月发表的一篇关于《新冠疫苗注射后综合症》的文章也提到免疫功能受到影响而降低，能使病毒进入人体器官等。 14.在美国佛罗里达州的一个女囚监区里，两个女囚竟然用保鲜膜传递精液怀孕以获得减刑。通过特殊工具将传递到手的精液，注入体内的过程并非易事，但这一切努力最终都获得了回报。这种半人工授精的方式，其实并不仅限于理论上的可能性，而是已经通过实践得到了证实。人类的生育方式正在发生前所未有的变革。 15.更有前俄罗斯、印度和美国研究大猩猩与女性婚配，二战期间德国希特勒、日本731部队灭绝人性地将动物精子直接或间接引入女性阴道作为“科研”来侮辱女性。任何事物均有两面性，不能乱套。人造人，人毁人，不知将来谁造人？是祸是福？（十）早年新华书店发行的《精子战争Sperm Wars》一书30余万字中还有更多的叙述，有兴趣的读者可查阅。六、精子库相关问题 1.精子库的种类简单说有两种：（1）为不孕患者提供的精子；（2）为正常男性储藏精子，以便将来使用。 2.有严格的选择和检查标准。 3.志愿捐精的志愿者怎样申请捐精？（每5-7天来捐献一次，约6-10次，最多12次） 4.精子库的成立必须经过严格审批。 5.名人精子库有优势吗？ 6.夫妇同时不孕的患者越来越多，在许多情况下患者人工授精和试管婴儿治疗必须依赖于精子库提供精子，供精质量一定要很好，即使是冷冻后的精子。 7.影响精子质量的有很多因素：环境污染、温度、营养、药物等；精子结构，发育的异常；全身因素；自我正常的生活起居和自我保护。 8.人类精子库的伦理问题：伦理原则；家庭伦理；社会伦理；与性相关的伦理问题。 9.法律上的困惑。 10.宗教与民族的顾虑。总之，人类的性行为是长期生物演化的结果，而主导人类演化的就是精子战争，即精子战争是人类所有性行为的基本要素之一。如此细小的精子，确也有“大学问”，与妇产科的关系密不可分，也与人的形成、胚胎发育、诞生、先天性缺陷、疾病、肿瘤、计划生育、不孕不育，各种辅助生育技术等以及家庭、社会、人类体质等息息相关。专家简介石一复教授浙江大学医学院附属妇产科医院，教授，主任医师，博士生导师 1984年起，先后担任浙江医科大学附属妇产科医院院长长达14年，后两届兼任党委副书记曾多年为浙江省妇产科学和妇科肿瘤学的学科带头人 1991年起为国务院政府特殊津贴专家目前仍担任全国和省内多个学会顾问，并分别担任国内十余家期刊顾问、名誉主编、副主编、常务编委、编委、特约审稿人等先后获国家科技三等奖，部级、省级、厅级科技成果奖40余项，公开发表医学论文等1000余篇，出版教材，专业参考书（主编或参编）78部。热心医学科普，发表作品近500篇及书约10本 1993年由国务院学位委员会批准为浙江省首个妇产科学博士点和第一位妇产科学博士生导师先后培养博士和硕士研究生75名为全国优秀教师、全国首届妇产科医师奖、全国妇幼先进工作者、全国科普作家。2010年受聘为“中华医学百科全书”学术委员会委员等至今曾被誉为国内妇产科“三剑客”之一（余两位-郎景和院士，已故的李孟达教授）曾赴香港，台湾及大陆多地进行“子宫广泛性切除术”表演和交流 1994年亲自组织并参加“礼物婴儿”和“试管婴儿”工作，短期即获成功，填补了浙江省的空白。完成院长对学科建设和浙江历史使命后移交年轻人继续工作，并出了一名中国科学院院士。 2023年获得“国之名医-特别致敬”，《大众医学》2023年全国十大科普人物，浙江省抗癌突出贡献奖荣誉。目前仍在省内外各地门诊、会诊、手术、讲学、主持学术交流、担任杂志编辑和撰稿、组稿、著书、撰写妇产科专著，科普书文等工作，并主持和学术交流等。责编：煎薯片