「精液分析」一直是所有夫妻到生殖中心后，男性的基础检查项目。在2021年，第六版精虫分析标准在暌违11年的资料收集后，由世界卫生组织 (World Health Organization, WHO) 发布，除了改变精液分析报告中的参考值¹ (表1)，更进一步探讨关于精虫进阶检查项目的方法学，如精虫染色体断裂比率 (Sperm DNA fragmentation index, DFI) 和精浆氧化压力测试 (Seminal Oxidative Stress) 等。
表1.WHO 2010 (5th Edition) and WHO 2021 (6th Edition) lower fifth percentile (with 95% confidence interval) of semen parameters from men in couples starting a pregnancy within one year of unprotected sexual intercourse leading to a natural conception.
从表1数据可以得知，全球整体男性精虫品质有下降的趋势，其他研究报告也有相对应的结果，品质下降的情形在超过40岁的族群尤其明显²。除全球大数据分析之外，丹麦的学者也透过分析当地 6,744 位精虫提供者的检体进行验证，结果显示：精虫活动力也有相同趋势³。以各方文献的结果表示，精虫的数量下降、活动力不佳、型态异常和高比例的精虫染色体断裂，都有机会降低自然受孕和人工生殖的怀孕率，侭管整体品质衰退的原因莫衷一是（排除实验设计、统计方式、检测手法所带来的统计误差⁵），生殖医学专家仍须面对的问题是：如何减少精虫在人工生殖疗程中带来的不良影响 (男性不孕)?
為了排除男性不孕问题，人工生殖疗程针对精虫检体处理的方式蓬勃发展，不同的方式有不同的拥护者，目标都是為了替患者提供最高品质的检体 (最大量具直线活动力且有标准比例型态正常的精虫)，所以必须针对患者的原始检体状况和后续使用的人工生殖疗程 (人工受孕IUI、传统自然受精IVF、显微受精ICSI) 来挑选最合适的处理方式。
最初，学者们比较处理过后的检体相对于原始检体的差异—明显的降低精虫染色体断裂比例 (Sperm DNA fagmentation) 和氧化自由基浓度 (Reactive oxygen species)；另一方面，研究处理过后的精虫检体中端粒长度 (Telomere length) 也比原始要来的高⁶。由此推论，因為已知端粒长度与不孕带有相关性，主要是因為其作用為保持染色体的完整性和控制细胞分裂週期，在染色体複製的过程中端粒长度会被不断的消耗缩短，当期消耗殆尽时便可能引发细胞凋亡，进而影响疗程中胚胎的发育和植入预后。
从最基础的密度梯度法 (density gradient centrifugation) 纯化出富含优良活动力的精兵，到临床应用于原始检体為高染色体断裂比例的进阶精虫处理法—细胞分选装置 (Magnetic-activated cell sorting, MACS)⁷，技术不断推陈出新，除了已经确保能够获得良好的检体进行后续的人工生殖疗程，仍需更进一步累积数据，观察预后是否符合预期?从研究中发现，关于进阶精虫处理法，不管是应用在原始检体DFI正常或DFI高的男性，能否明显提升囊胚染色体正常的比例或临床预后 (著床率、流产率等) 仍眾说纷纭⁸ ⁹，需要更多临床数据证实其效用。
现阶段的精虫处理方式百百种，為了配合原始检体品质提升临床预后，更多的处理方式随之而生，除了要继续维持处理出高品质的检体，伴随不断优化、精简的操作方式持续提升实验室操作流程，并减少检体受到过多外部刺激的干扰。以新型精子分选器為例 (图1)¹⁰，透过特殊孔洞的微米专利结构，优化上泳法并减少处理步骤和操作时间，处理出高品质检体；另外也有在晶片上设计微流体结构 (图2)¹¹，模拟精虫需要在女性生殖系统中不断前行的特性，和3D结构挑选出具活动力、型态正常和高染色体完整性的精虫。送子鸟的精虫处理师们不断收集相关资料，持续评估各种新型处理方式的可能性，期待不久的将来能够蒐集足够数据和累积临床经验，提供实际的临床应用，帮助更多不孕男性问题的夫妻。
(图1) 新型精子分选器
(图2) IVF-on-a-Chip
参考资料：
- The Sixth Edition of the WHO Manual for Human Semen Analysis: A Critical Review and SWOT Analysis.Life (Basel). 2021 Dec; 11(12): 1368.
- Association between aging and semen parameters: a retrospective study on over 2,500 men.
- Sperm motility has declined between 2017 and 2022 among candidate sperm donors in Denmark countries. ESHRE 2023
- The Sperm: Parameters and Evaluation.Innovations In Assisted Reproduction Technology
- The 6th edition of the WHO manual for the examination and processing of human semen: How should it affect our practice? ESHRE 2023
- Semen preparation methods and sperm telomere length: density gradient centrifugation versus the swim up procedure.Sci Rep. 2016; 6: 39051.
- Magnetic-Activated Cell Sorting (MACS): A Useful Sperm-Selection Technique in Cases of High Levels of Sperm DNA Fragmentation.J Clin Med. 2020 Dec; 9(12): 3976.
- Can advanced sperm selection techniques improve blastocyst euploidy rate of abnormal sperm DNA fragmentation cases to the level of normal ones; prospective randomized controlled trial. ESHRE 2023
- A Four Arm Prospective Randomized Control Trial to Investigate the Role of Advance Sperm Selection Techniques for Raised Sperm DNA Fragmentation Index.ESHRE 2023
- Centrifugation-free sperm separation device offers an efficient and standardized protocol to select high quality spermatozoa. ESHRE 2023
- IVF-on-a-Chip: Recent Advances in Microfluidics Technology for In Vitro Fertilization.SLAS Technology 2019, Vol. 24(4) 373–385
