专利名称：用于诊断和治疗男性不育症的方法、系统、药物组合物和剂型的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于诊断和治疗男性不育症的方法、系统、组合物及剂型。
背景技术：
为了让卵子受精，哺乳动物精子通常需要在雌性生殖道内停留几个小时，在此 期间，精子要经历一系列的生物化学变化，统称“获能”(capacitation)，即获得受精能 力。只有获得了受精能力的精子才能在与卵透明带结合后进行顶体反应，这一过程使精 子能够穿入卵子中并使其受精。在获能过程中，根据蛋白激酶A激活、蛋白酪氨酸磷酸 化和磷脂酶D激活，会发生球状肌动蛋白(G-actin)到丝状肌动蛋白(F-actin)的聚合。 在获能过程中，丝状肌动蛋白的形成对磷脂酶C从细胞质到精子质膜的易位非常重要。在顶体反应发生之前，丝状肌动蛋白经历解聚过程，这是使顶体外膜和覆质膜 进入紧密靠近和融合所必须经历的过程。获得了受精能力的精子与透明带的结合引起精 子细胞内钙的快速增长和肌动蛋白的激活，从而割断蛋白质、使所述肌动蛋白崩解，并 使顶体反应发生。大约三分之一的不孕不育案例可以归因于男性因素，另有三分之一归因于影响 女性的因素。剩下三分之一不孕夫妇的不能生育则是由夫妻双方所存在问题的结合(约 13% )或者不明原因(约10% )引起的。引起男性不育的最常见原因包括无精子症(没 有精子细胞产生)和少精子症(只有很少的精子细胞产生)。有时，精子细胞是畸形的， 或者在到达卵子之前死亡。在极少数情况下，男性不育症是由遗传性疾病(如囊性纤维 化或染色体异常)引起的。人们对产生磷脂酸(phosphatidic acid，以下简称“PA”)的细胞内信号机制和
PA在不为人知的精子获能过程中所起的作用进行了检测。简单地说，PA的一个主要作 用是调停从球状肌动蛋白到丝状肌动蛋白的聚合过程，该聚合过程决定已获能精子与卵 透明带的结合，结合后才会发生顶体反应。因此，原因不明的男性不育症可能可以归因于负责产生PA的所述信号机制发生 了故障。当怀疑不孕不育与男性有关时，会采用几类试验来评估男性精子的质量。通常 采用世界卫生组织(WHO)推荐的五种参数来分析精子质量(1)精子数；(2)精子活 力；(3)精子存活率；(4)白细胞(WBC)数；(5)精子头部形态。根据上述几种或所有试验的结果，选择治疗方案。通常现有的治疗方案包括 (a)宫腔内人工授精(IUI)，(b)体外受精(IVF)，以及(c)卵胞浆内单精子注射(ICSI)。 下面简单描述一下这三种治疗方案宫腔内人工授精(IUI)单独的IUI不能有效治疗男性因素的不育症。然而，最 近的与IUI结合的卵巢刺激技术大大提高了 IUI在男性因素不育症病人中的成功率。由于 卵巢刺激后存在更大量的卵母细胞，使得精卵相互作用的机会更高。
IUI在经过性交后试验表明为“宫颈性不孕”的夫妇中特别有效。一般来说， 如果所有男性因素均已得到纠正或者怀疑是不明原因的不育症，则考虑对人进行IUI。精 液参数严重异常预示着IUI的成功率很低，与精子活力差相关的IUI预后差。虽然IUI已 经尝试过在精子数低至190,000活动精子细胞时进行，但大多数IUI怀孕要求样本中的活 动精子数大于 ο6。由于没有超过4-5个IUI周期而成功怀孕的例子，通常建议不超过6 个IUI周期。用克罗米酚柠檬酸盐、人绝经期促性腺激素Pergonal或Metrodin(通过增加
FSH,即卵泡刺激素)进行卵巢过度刺激，随后产生大量卵母细胞。从精液中洗出精液 样本，手动采集该样本，并用Percoll梯度或上游技术进行处理。收集活动精子，并在直 视下、用“Tomcat”牌细导管经由宫颈管插入子宫腔中。在有些情形下，可以考虑采用初步的精子功能试验来评估精卵在体外的相互作 用。如果这些试验结果是相互作用很弱，则建议这对夫妻采取其它的辅助生育方法。体外受精(IVF)虽然男性因素的不育症被认为是IVF的禁忌症，但也可能用异 常精子进行受精及得到活产婴儿。低质量精子的受精率大大低于健康男性的精子，即使 将精子直接放入卵母细胞培养物中也是如此。此外，从男性因素不育症患者处不易获得 所需要的IO6的精子/卵母细胞浓度。IVF技术包括在黄体期用促件腺激素释放激素激动剂(GnRH agonist)下调女性的 垂体功能，接着在所述黄体期之后，利用FSH进行控制性超排卵。经阴道超声和对血清 雌激素及孕激素水平的一系列测量确定了卵泡发育后，通过肌肉沣射人绒毛膜促件腺激 KhCG)诱导最后的卵母细胞成熟。在超声引导下经阴道取卵。经上述处理且最好每个卵母细胞含有IO6或更高浓度的精子的精液被用来使所述 卵母细胞受精。如果成功受精，则将胚胎在体外培养2-3天，以使其分裂到8细胞阶段， 然后将胚胎移回到子宫中。通常最多转移4个胚胎到子宫中。卵胞浆内单精子注射(ICSI)这是最积极的机械显微操作技术。其包括将单个 精子直接显微注射到卵母细胞的细胞质中。ICSI越过了卵母细胞的最后障碍物一透明 带。第一例成功的ICSI手术由Palermo等人于1993年完成，由于该项技术几乎完全绕过 了与男性因素不育症相关联的所有问题，因此已在全球范围内获得了广泛的认可。该手 术中每个卵母细胞只需要1个用于注射的活精子，且基本上不依赖于精子质量。精子获 得技术的改进和广泛使用使得人们可从患有严重男性因素不育症和无精症的病人处获得 射精及附睾和睾丸精子。显示出的受精率与女性因素无关，但着床和妊娠率在产妇年龄 大于34岁的夫妇中非常低(34、35-39和40岁分别为49%、23%和6% )。此外，ICSI 可能对卵母细胞造成重大机械损伤。已报道的卵母细胞损失率为7-14%。ICSI的指征包括但不限于(1)精子浓度< 2X106/Cm3，(2)精子活力< 5%， ⑶严格标准的精子形态正常率< 4%，(4)只能通过手术获得精子，以及(5)前面的IVF 周期不成功。ICSI技术按照IVF所用的方法刺激卵巢取卵。用10000国际单位的hCG诱
导排卵后36小时，在超声引导下穿刺卵泡，获得卵母细胞。只有处于第二次减数分裂的 中期的成熟卵母细胞(即中期II卵母细胞)才能用于注射。通过挤出的第一极体的存 在来识别中期II卵母细胞。在配备有显微操纵器的显微镜下、用注射移液器进行显微注
8射，然后用固定微管稳定卵母细胞。当所述微管被推着在3点钟位置穿过细胞膜和透明 带区域后，注射单个精子并使其头部向前。从上述讨论可以看出，即使已经识别出男性因素是导致一对夫妻不孕不育的原 因，也还是要根据所述男性因素的详细、准确情况来准确决定在无数种可能方法中到底 采取何种辅助生育方法来治疗特定病例是最好的。因此，长期以来需要一种简单、迅速 且准确的诊断方法，以使临床医生能够决定应当推荐哪种可用的操作程序。此外，长期 以来还需要一种操作程序，该操作程序可以通过提升要经历获能过程的精子的能力来增 加受精机会。
发明内容
因此本发明的一个目的是公开一种用于预测IUI或IVF成功率的系统，包括 (a)用于获得精子样本的机构；(b)用于确定所述精子样本中的丝状肌动蛋白水平的机 构；以及(c)用于将所述丝状肌动蛋白水平与至少一个预定的丝状肌动蛋白阈值相比较 的机构；这样使得，所述丝状肌动蛋白水平低于或高于所述预定的丝状肌动蛋白阈值的 测量结果可以分别指示出IUI或IVF的成功可能性低或者高。本发明的另一目的是提供通过提高要经历获能过程的精子的能力、特别是通过 使用PA(这对获能过程非常关键)或PA的作为活性药物成分的其中一种前体、来提升受 精机会的装置和方法。本发明的另一目的是公开所述系统，该系统还包括(a)用于确定所述精子样 本的超激活运动(hyperactivated motility，简称HAM)水平的机构，以及(b)用于将所述 HAM水平与至少一个预定的HAM阈值相比较的机构。本发明的一个核心目的是提供丝状肌动蛋白水平低于预定的丝状肌动蛋白阈 值的测量结果以及HAM水平低于预定的HAM阈值的测量结果；或者，丝状肌动蛋白水 平高于预定的丝状肌动蛋白阈值的测量结果以及HAM水平高于预定的HAM阈值的测量 结果；从而分别表明IUI或IVF的成功可能性低或者IUI或IVF的成功可能性高。本发明的再一个目的是公开所述用于测定HAM的机构包括计算机辅助精子活力 分析(computer assisted sperm analysis, CASA)系统。本发明的又一个目的是公开所述系统，该系统包括用于测定所述精子样本的 总活动率(total motility，TM)水平的机构，以及用于将所述TM值与至少一个预定的TM 阈值相比较的机构。本发明的一个核心目的是提供丝状肌动蛋白水平低于预定的丝状肌动蛋白阈 值的测量结果以及TM水平低于预定的TM阈值的测量结果；或者，丝状肌动蛋白水平高 于预定的丝状肌动蛋白阈值的测量结果以及TM水平高于预定的TM阈值的测量结果；从 而分别表明IUI或IVF的成功可能性低或者IUI或IVF的成功可能性高。本发明的另一目的是公开用于测定所述精子样本中的丝状肌动蛋白水平的机 构和用于将所述丝状肌动蛋白水平与预定阈值相比较的机构包括酶联免疫吸附测定 (enzyme-linked immuno sorbent assay, ELISA)平台。本发明的另一目的是公开一种用于预测IUI或IVF的成功率的方法，包括以下步 骤(a)获得精子样本；(b)测量所述精子样本中的丝状肌动蛋白水平；(c)将所述丝状肌动蛋白水平与至少一个预定的丝状肌动蛋白阈值相比较；以及(d)确定所述丝状肌动 蛋白水平是低于还是高于所述预定的丝状肌动蛋白阈值；从而分别指示出IUI或IVF的成 功可能性是低还是高。本发明的另一目的是公开所述方法，该方法还包括以下步骤(a)测定所述精子 样本的超激活运动(HAM)水平，(b)将所述HAM水平与至少一个预定的HAM阈值进 行比较，以及(C)确定所述丝状肌动蛋白水平低于所述预定的丝状肌动蛋白阈值且所述 HAM水平低于所述预定的HAM阈值，或者确定所述丝状肌动蛋白水平高于所述预定的 丝状肌动蛋白阈值且所述HAM水平高于所述预定的HAM阈值，从而分别指示出所述IUI 或IVF的成功可能性低或者高。本发明的又一目的是公开所述方法，还包括用计算机辅助精子活力分析 (CASA)系统来测定HAM的步骤。本发明的又一目的是公开所述方法，还包括以下步骤(a)测定精子样本的总活 动率(TM)水平；(b)将所述TM水平与至少一个预定的TM阈值进行比较；以及(C)确 定所述丝状肌动蛋白水平低于所述预定的丝状肌动蛋白阈值且所述TM水平低于所述预 定的TM阈值，或者确定所述丝状肌动蛋白水平高于所述预定的丝状肌动蛋白阈值且所 述TM水平高于所述预定的TM阈值，从而分别指示出所述IUI或IVF的成功可能性低或 者尚。本发明的又一目的是公开所述方法，还包括用以下步骤(a)测定所述精子样本 中的丝状肌动蛋白水平，以及(b)利用酶联免疫吸附测定(ELISA)平台将所述丝状肌动 蛋白水平与所述预定的阈值进行比较。本发明的又一目的是公开一种用于治疗男性不育症的方法，包括以下步骤(a) 获得精子样本；和(b)将精子细胞暴露在组合物中。本发明的一个核心目的是提供所述组合物，该组合物包括至少一个信号事件成 分(signaling event component, SEC)，该 SEC 选自磷脂酸(PA)、PA 前体、PA 活化
剂、PA前体的活化剂，以及前述物质的任意组合。将精子细胞暴露到组合物中增加了所 述精子细胞经历获能过程的可能性。本发明的另一目的是公开所述信号事件成分(SEC)，该SEC选自磷脂酶D、 碳酸氢钠、8-溴环磷酸腺苷(8-Br-cAMP)、佛波醇肉豆蔻醋酸酯(phorbol myristoyl acetat，PMA),或者这些物质的任意组合。本发明的另一目的是公开所述方法，该方法还包括以下步骤将所述精子样本 暴露在治疗剂中一段时间，该一段时间为约3分钟以上。本发明的另一目的是公开所述方法，其中，所述一段时间为约3分钟以上、约 20分钟以下。本发明的另本发明的另本发明的另本发明的另
目的是公开 目的是公开 目的是公开 目的是公开
所述磷脂酸的浓度为约3-30 μ g/mL。 所述磷脂酶D的浓度为约l_20IU/mL。 所述碳酸氢钠的浓度为10-75mmOl/L。 8-溴环磷酸腺苷的浓度为约0.2-5mmol/L。
本发明的另一目的是公开所述佛波醇肉豆蔻醋酸酯(PMA)的浓度为约 20-500ng/mL。
本发明的另一目的是公开另一步骤，即确定精子细胞是否具有在标称生理条件 下经历获能过程的能力。本发明的另一目的是公开另一步骤，即确定精子样本经历获能过程的能力，包 括确定所述精子样本中的丝状肌动蛋白水平。本发明的另一目的是公开将精子细胞暴露在治疗剂中的步骤，该步骤在以下 条件下进行确定精子细胞不具有在标称生理条件下经历获能过程的能力。本发明的又一目的是公开一种可用于治疗男性不育症的系统，包括(a)获得精 子的机构，和(b)用于治疗所述精子的组合物。本发明的一个核心目的是提供所述组合物，该组合物包括至少一种信号事件成 分(SEC)，该SEC选自PA、PA前体、PA活化剂、PA前体的活化剂，以及前述物质的
任意组合。本发明的又一个目的是公开所述信号事件成分选自磷脂酶D、碳酸氢钠、8-溴 环磷酸腺苷、佛波醇肉豆蔻醋酸酯(PMA)，或者这些物质的任意组合。本发明的又一个目的是公开所述系统还包括培养基，该培养基选自Ham' s FlO培养基、Whittingham' s T6培养基、Quinn' s培养基、人输卵管培养基，或者这些
培养基的任意组合。本发明的另一目的是公开一种可用于治疗男性不育症的组合物。该组合物包括 至少一种信号事件成分(SEC)，该SEC选自PA、PA前体、PA活化剂、PA前体的活化 剂，以及前述物质的任意组合。本发明的另一目的是公开所述信号事件成分(SEC)选自磷脂酶D、碳酸氢 钠、8-溴环磷酸腺苷、佛波醇肉豆蔻醋酸酯(PMA)，或者这些物质的任意组合。本发明的另一目的是公开所述组合物还包括培养基，该培养基选自Ham' s FlO培养基、Whittingham' s T6培养基、Quinn' s培养基、人输卵管培养基，或者这些
培养基的任意组合。本发明的另一目的是公开所述组合物还包括至少一种药学上可接受的聚合 物。本发明的另一目的是公开所述组合物适于用以下形式给药固体形式、凝胶 形式、乳膏形式、胶囊形式、栓剂形式、液体形式、喷雾形式、滴剂形式，或者这些形 式的任意组合。本发明的另一目的是公开一种用于治疗男性不育症的方法，该方法包括以下步 骤(a)获得适于阴道内施用的组合物，该组合物包括至少一种选自以下各项的信号事件 成分(1)磷脂酸(PA)，(2) PA前体，(3) PA活化剂，(4) PA前体的活化剂，(5)前述 物质的任意组合；(b)将所述组合物施用到阴道内；从而通过帮助精子细胞的获能过程 来治疗男性不育症。本发明的另一目的是公开所述组合物包括选自以下各项的信号事件成分 (SEC) PA、PA前体、PA活化剂、PA前体的活化剂、磷脂酶D、碳酸氢钠、8-溴环磷
酸腺苷、佛波醇肉豆蔻醋酸酯(PMA)。本发明的另一目的是公开所述组合物还包括培养基，该培养基选自Ham' s FlO培养基、Whittingham' s T6培养基、Quinn' s培养基、人输卵管培养基，或者这些培养基的任意组合。本发明的另一目的是公开所述组合物还包括至少一种药学上可接受的聚合 物。本发明的另一目的是公开所述组合物的给药形式选自固体形式、凝胶形 式、乳膏形式、胶囊形式、栓剂形式。本发明的另一目的是公开一种用于选择辅助生育过程的方法，该方法包括以下 步骤(a)获得精子样本；(b)测定所述精子样本中的丝状肌动蛋白水平；(c)将所述丝 状肌动蛋白水平与至少一个预定的丝状肌动蛋白阈值进行比较；(d)评估所述精子样本 中的精子质量；和(e)如果所述丝状肌动蛋白水平高于所述丝状肌动蛋白阈值且所述精 子至少具有中等质量，则选择IUI或IVF或ICSFI。本发明的一个核心目的是在所述阈值和所述精子至少为中等质量的情形下， 选择IUI或者IVF，而在任何其它情形下，选择ICSI。本发明的另一目的是公开一种方法，还包括以下步骤(a)测定所述精子样本的 超激活运动(HAM)水平；(b)将所述HAM水平与至少一个预定的HAM阈值进行比较， (b)评估所述精子样本中的精子质量；以及(c)选择IUI或IVF或ICSI。本发明的一个核心目的是提供在高于所述阈值且所述精子至少为中等质量的 情形下，选择IUI或者IVF，而在任何其它情形下，选择ICSI。本发明的另一目的是公开所述测定HAM水平的步骤包括用计算机辅助精子活 力分析(CASA)系统分析HAM水平的步骤。本发明的另一目的是公开所述测定精子样本中的丝状肌动蛋白水平的步骤还 包括添加选自以下各项中化合物的初步步骤磷脂酸(PA)、PA前体、磷脂酶D活化剂、 PA前体的活化剂，PA水解抑制剂、PA转化为磷脂的抑制剂，或者以上各项的任意组合。
具体实施例方式本领域技术人员将会明白，本发明有些实施方式在许多细节上与本文述及的实 施方式不同，但不影响本发明的实质，因此本发明不限于附图和说明书中描述的实施方 式，而是如权利要求书中所述。在下文中，术语“目前原因不明的不育症”是指那些不能归因于无精子症、少 精子症、精子细胞的物理畸形、遗传性疾病或者染色体异常等的男性不育症。在下文中，术语“丝状肌动蛋白(F-actin)”是指细胞内丝状肌动蛋白。在下文中，术语“磷脂酶D缺陷作用”是指任何使细胞不能产生磷脂酶D作用 产物的机制，例如(但不限于)不能发出使磷脂酶D激活的信号、尽管接到正确信号但不 能激活磷脂酶D、不能正确地激活磷脂酶D以产生正确的产物、或者所述细胞不能产生 磷脂酶D。下文将使用以下缩写PA是指磷脂酸。AR是指顶体反应。cAMP是指环磷酸腺苷。
PKA是指蛋白激酶A。LPA是指溶血磷脂酸。PKC是指蛋白激酶C。PLD是指磷脂酶D。MAP是指有丝分裂原激活蛋白。ADP是指二磷酸腺苷。PIP2是指磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸。PLA是指磷脂酶A。IU是指国际单位(一个测量单位)。
图1概要展示了在精子获能和顶体反应(AR)时肌动蛋白重塑过程中发生的主要 信号事件100。在精子获能过程中，球状肌动蛋白(G-ACTIN) (1)聚合为丝状肌动蛋白 (F-ACTIN) (2)，然后该丝状肌动蛋白必须经历解聚作用以完成顶体反应(AR) (3)。肌动 蛋白的聚合依赖于PLD的激活，这种激活经由HC032_/cAMP/PKA路径(4a/4b/4c)或者 经由G蛋白偶联受体(GPCR) (LPA受体)/PKC路径而发生。精子内多种GPCR的其中 一种为LPA受体(5)，该受体能被LPA(6)激活，导致PKC激活(7)(据Garbi等人2000 年的报道)和PLD依赖肌动蛋白的聚合(据Cohen等人2004年的报道)。MAP激酶 (MAPK)、酪氨酸激酶(TK)以及ADP核糖基化因子(ARF)(S)参与PLD激活，导致磷 脂酰胆碱(PC)水解以产生磷脂酸(PA) (10)，PA介导球状肌动蛋白1聚合为丝状肌动蛋 白2的聚合反应。已获能精子与卵透明带的结合激活精子PLC(Il)(据Tomes等人1996 年的报道)、使PIP2 (12)水解生成甘油二酯(DAG)和三磷酸肌醇(IP3) (13)。DAG还进 一步激活PKC，同时IP3激活顶体外膜中的钙离子(Ca2+)(H)通道，使得细胞内钙离子 浓度([Ca2+]1)上升(据O，Toole等人2000年的报道)。[Ca2+]1的大幅上升激活肌动蛋 白切断蛋白，从而使丝状肌动蛋白分解为球状肌动蛋白，并完成AR。本发明以这些生物途径为基础。提供定量和/或半定量的丝状肌动蛋白测量。 接着用测得的丝状肌动蛋白的量作为获能水平的量度，所述获能是使单个精子或(在替 代性实施例中)多个精子获得受精能力。在一个方面中，本发明提供用于诊断由磷脂酶D缺陷作用引起的男性不育症的 系统。在一个优选实施例中，所述系统包括用于获得精子样本的机构、用于测定所述精 子样本中的丝状肌动蛋白水平的机构、以及用于将所述丝状肌动蛋白水平与预定的阈值 相比较的机构。细胞内丝状肌动蛋白水平低于所述预定的阈值表明存在由磷脂酶D缺陷 作用引起的不育症。所述细胞内丝状肌动蛋白水平可以用本领域中任何已知的方法来测 定。在一个替代性实施例中，所述用于测定丝状肌动蛋白水平的机构和所述用于将所述 丝状肌动蛋白水平与预定的阈值相比较的机构包括本领域技术人员熟知的酶联免疫吸附 测定(ELISA)平台。本发明还提供用于诊断由于磷脂酶D缺陷作用引起的男性不育症的方法。该方 法包括以下步骤采集精子样本，测定样本中精子细胞内的丝状肌动蛋白水平，以及将 所述样本中精子细胞内的丝状肌动蛋白水平与预定的阈值进行比较。如果测得丝状肌动 蛋白水平低于所述阈值，则诊断该病人由于磷脂酶D缺陷作用而不育。如上文所述，现在有几种辅助生育方法，而临床医生必须从中选择一种对接受诊治的特定夫妇来说最优的方法。本发明提供一种使临床医生能够决定采用哪种辅助生 育方法的方法。该方法包括以下步骤获得精子样本，测定所述精子样本中的丝状肌 动蛋白水平，以及如上述诊断方法中所述、将所述丝状肌动蛋白水平与预定的阈值进行 比较。此外，还评估所述样本中精子的质量。如果所述丝状肌动蛋白水平高于所述阈 值皿所述精子至少为中等质量(即两个条件都满足)，则临床医生知道要采用IUI或 IVF。既然测试表明精子具有非常好的接受获能过程的能力，那么就可以尝试采用创伤小 且费用较低的程序。另一方面，只要上述两项条件中有一项不满足(丝状肌动蛋白水平 低于阈值或者精子质量低于中等质量，或者两项皆是)，那么临床医生就会知道应该采用 ICSI，因为在此种情形下，精子的获能是不太可能或根本不可能的。本发明还提供用于治疗男性不育症的方法和组合物，上述男性不育症即表现为 精子细胞在标称生理条件下经历获能过程的潜能很低，或者是指那些由于磷脂酶D缺陷 作用引起的不育症。在本发明的一个优选实施例中，所述方法包括以下步骤获得精子 样本，然后将该精子样本暴露于治疗剂中。上述治疗剂是一种提升精子经历获能过程的 能力的治疗剂。由于PA对获能过程非常关键，因此PA本身可被用作活性药物成分来治 疗原因不明不育症男性病人的精子。在一个替代性实施例中，不使用PA本身，而是使用 PA前体、PA活化剂、PA前体的活化剂、或者它们的任意组合或者这几种物质都使用， 来作为治疗剂。这些治疗剂的例子包括PKA、PKC> PLA和PLD (在此需要指明并强 调这些化合物只是作为典型的例子而列出，并不限制本发明，所述治疗剂包括任何可 作为PA前体、PA活化剂、PA前体的活化剂的化合物)。在所述方法的替代性实施例中，所述治疗剂可包括(尤其是)磷脂酶D、碳酸 氢钠、8-Br-cAMP、佛波醇肉豆蔻醋酸酯(PMA)，或者这些物质的任意组合或全部这些 物质。在所述方法的一个优选实施例中，所述精子样本被暴露于所述治疗剂中的时间 为约3分钟以上。在所述方法的一个替代性实施例中，所述精子样本被暴露于所述治疗 剂中的时间为约3 20分钟。在所述方法的一个替代性实施例中，所述治疗剂为PA，并以约3 30μ§ · mL—1的浓度给药。而在所述方法的另一个替代性实施例中，所述治疗剂为磷脂 酶D，其给药浓度为约1 20U · mL 1O而在所述方法的另一个替代性实施例中，所述 治疗剂为碳酸氢钠，其给药浓度为约10 75mm0l ^IZ1tj而在所述方法的另一个替代性 实施例中，所述治疗剂为8-Br-cAMP，其给药浓度为约0.2 5mmol · L—1。而在所述方 法的另一个替代性实施例中，所述治疗剂为PMA，其给药浓度为约20 500ng ^mLA本发明的效力清楚地体现在那些表现为精子经历获能的能力未达最优的男性不 育症病例中。因此所述治疗方法的替代性实施例包括作为初步步骤的、在标称生理条件 下测定精子细胞经历获能过程的能力的步骤。在一个这样的实施例中，这种测定通过测 量精子样本中的丝状肌动蛋白水平而进行(这种测量可根据本领域技术人员熟知的任何 一种方法来进行)。在这些实施例中，只有当样本中的精子被测定为经历获能的能力未达 最优时，例如，当丝状肌动蛋白水平低于预定的阈值时，才进行进一步的治疗(即将 所述精子样本暴露于治疗剂中)。还必须强调本发明也可以用在一般的接受生育治疗的人群中、用于有效地提
14高IVF或IUI的前景。本发明还公开了用于治疗人类精子的组合物的各种不同实施例，被治疗的精子 经历获能过程的能力提升了。所述组合物包括选自以下各项的至少一种成分(1)PA， (2)PA前体，(3)PA活化剂，(4)PA活化剂的前体，(5)以上各项的任意组合。所述 组合物的各种不同实施例包括(但不限于)PA，磷脂酶D，碳酸氢钠，8-Br-cAMP， PMA。在所述组合物的一个替代性实施例中，所述组合物包括PA，该PA在所述组合物 中的浓度为约3 30 μ g · InL10在所述组合物的一个替代性实施例中，所述组合物包括 磷脂酶，该磷脂酶在所述组合物中的浓度为约1 20U · InL10在所述组合物的一个替 代性实施例中，所述组合物包括碳酸氢钠，该碳酸氢钠在所述组合物中的浓度为约10 75mmol · L—1。在所述组合物的一个替代性实施例中，所述组合物包括8-Br_cAMP， 该8-Br-cAMP在所述组合物中的浓度为约0.2 5mmol · L10 在所述组合物的一 个替代性实施例中，所述组合物包括PMA，该PMA在所述组合物中的浓度为约20 500ng · mlA在所述组合物的一个替代性实施例中，该组合物还包括另外的成分，包括但不 限于Ham' s FlO培养基，Whittingham' s T6培养基，Quinn' s培养基，以及人输 卵管培养基。表 1 是从文献[Tay，J.I. ； Rutherford, A.J. ； Killick, S.R. ； Maguiness, S.D. ； Partridge, R.J. ； Leese， H.J. ； “ Human tubal fluid production, nutrient composition and response to androgenic agents, " Hum.Reprod.1997, 12, 2451—6]中获得
的人输卵管培养基的组合物。
权利要求
1.用于预测IUI或IVF成功率的系统，其特征在于，包括a.用于获得精子样本的机构；b.用于测定所述精子样本中的丝状肌动蛋白水平的机构；以及c.用于将所述丝状肌动蛋白水平与至少一个预定的丝状肌动蛋白阈值相比较的机构；这样使得，所述丝状肌动蛋白水平低于或高于所述预定的丝状肌动蛋白阈值的测量 结果可以分别指示出IUI或IVF的成功可能性低或者高。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括a.用于测定所述精子样本的超激活运动(HAM)水平的机构；以及b.用于将所述HAM水平与至少一个预定的HAM阈值相比较的机构；其中，丝状肌动蛋白水平低于预定的丝状肌动蛋白阈值的测量结果以及HAM水平低 于预定的HAM阈值的测量结果、或者丝状肌动蛋白水平高于预定的丝状肌动蛋白阈值的 测量结果以及HAM水平高于预定的HAM阈值的测量结果，可以分别指示出IUI或IVF 的成功可能性低、或者IUI或IVF的成功可能性高。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于所述用于测定HAM水平的机构包括计 算机辅助精子活力分析(CASA)系统。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括a.用于测定所述精子样本的总活动率(TM)水平的机构；以及b.用于将所述TM水平与至少一个预定的TM阈值相比较的机构；其中，丝状肌动蛋白水平低于预定的丝状肌动蛋白阈值的测量结果以及TM水平低 于预定的TM阈值的测量结果、或者丝状肌动蛋白水平高于预定的丝状肌动蛋白阈值的 测量结果以及TM水平高于预定的TM阈值的测量结果，可以分别指示出IUI或IVF的 成功可能性低、或者IUI或IVF的成功可能性高。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括a.用于测定所述精子样本的活力水平的机构；以及b.用于将所述活力水平与至少一个预定的活力阈值相比较的机构；其中，丝状肌动蛋白水平低于预定的丝状肌动蛋白阈值的测量结果以及活力水平低 于预定的活力阈值的测量结果、或者丝状肌动蛋白水平高于预定的丝状肌动蛋白阈值的 测量结果以及活力水平高于预定的活力阈值的测量结果，可以分别指示出IUI或IVF的 成功可能性低、或者IUI或IVF的成功可能性高。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述用于测定所述精子样本中的丝状肌动蛋白水平的机构和所述用于将所述丝状 肌动蛋白水平与至少一个预定的丝状肌动蛋白阈值相比较的机构包括酶联免疫吸附测定 (ELISA)平台。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括选自以下各项的、用于 加快获能的化合物磷脂酸(PA)、PA前体、磷脂酶D的活化剂、PA前体的活化剂、PA 水解的抑制剂、阻止PA转化为磷脂的抑制剂、或者以上各项的任意组合，其中，所述化 合物的添加适于允许迅速测定精子样本中的丝状肌动蛋白水平。
8.用于预测IUI或IVF成功率的方法，其特征在于，包括以下步骤a.获得精子样本；b.测量所述精子样本中的丝状肌动蛋白水平；c.将所述丝状肌动蛋白水平与至少一个预定的丝状肌动蛋白阈值相比较；d.确定所述丝状肌动蛋白水平是低于还是高于所述预定的丝状肌动蛋白阈值；从而分别指示出IUI或IVF的成功可能性低或者高。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤a.测定所述精子样本的超激活运动(HAM)水平；b.将所述HAM水平与至少一个预定的HAM阈值进行比较；C.确定所述丝状肌动蛋白水平低于所述预定的丝状肌动蛋白阈值且所述HAM水平低 于所述预定的HAM阈值，或者确定所述丝状肌动蛋白水平高于所述预定的丝状肌动蛋白 阈值且所述HAM水平高于所述预定的HAM阈值，从而分别指示出所述IUI或IVF的成 功可能性低或者高。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括用计算机辅助精子活 力分析(CASA)系统来测定HAM的步骤。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤a.测定所述精子样本的总活动率(TM)水平；b.将所述TM水平与至少一个预定的TM阈值进行比较；C.确定所述丝状肌动蛋白水平低于所述预定的丝状肌动蛋白阈值且所述TM水平低于 所述预定的TM阈值，或者确定所述丝状肌动蛋白水平高于所述预定的丝状肌动蛋白阈 值且所述TM水平高于所述预定的TM阈值，从而分别指示出所述IUI或IVF的成功可能 性低或者高。
12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤a.测定所述精子样本的活力水平；b.将所述活力水平与至少一个预定的活力阈值进行比较；c.确定所述丝状肌动蛋白水平低于所述预定的丝状肌动蛋白阈值且所述活力水平低 于所述预定的活力阈值，或者确定所述丝状肌动蛋白水平高于所述预定的丝状肌动蛋白 阈值且所述活力水平高于所述预定的活力阈值，从而分别指示出所述IUI或IVF的成功可 能性低或者高。
13.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤测定所述 精子样本中的丝状肌动蛋白水平，以及利用酶联免疫吸附测定(ELISA)平台来将所述丝 状肌动蛋白水平与所述预定的阈值进行比较。
14.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括添加用于加快获能的 化合物的步骤，所述化合物选自磷脂酸(PA)、PA前体、磷脂酶D的活化剂、PA前 体的活化剂、PA水解的抑制剂、阻止PA转化为磷脂的抑制剂、或者以上各项的任意组 合，其中，上述化合物的添加步骤适于允许迅速测定精子样本中的丝状肌动蛋白水平。
15.用于治疗男性不育症的方法，其特征在于，包括以下步骤a.获得精子样本；以及b.将精子细胞暴露在组合物中，所述组合物包括至少一种信号事件成分(SEC)，该 信号事件成分选自磷脂酸(PA)、PA前体、PA活化剂、PA前体的活化剂，以及前述物质的任意组合；其中，将精子细胞暴露到组合物中增加了所述精子细胞经历获能过程的可能性。
16.根据权利要求15所述方法，其特征在于所述信号事件成分(SEC)选自磷 脂酶D、碳酸氢钠、8-Br-cAMP、佛波醇肉豆蔻醋酸酯(PMA)，或者这些物质的任意组合。
17.根据权利要求16所述方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤将所述精子 样本暴露在所述SEC中一段时间，该一段时间为约3分钟以上。
18.根据权利要求16所述方法，其特征在于所述一段时间为约3分钟以上、约20 分钟以下。
19.根据权利要求16所述方法，其特征在于所述磷脂酸的浓度为约3-30μ g/mL。
20.根据权利要求16所述方法，其特征在于所述磷脂酶D的浓度为约1-20IU/mLo
21.根据权利要求16所述方法，其特征在于所述碳酸氢钠的浓度为10-75mmOl/L。
22.根据权利要求16所述方法，其特征在于所述8-Br-cAMP的浓度为约 0.2_5mmol/Lo
23.根据权利要求16所述方法，其特征在于所述佛波醇肉豆蔻醋酸酯(PMA)的浓 度为约 20-500ng/mL。
24.根据权利要求16所述方法，其特征在于所述方法还包括确定精子细胞是否具 有在标称生理条件下经历获能过程的能力的步骤。
25.根据权利要求24所述方法，其特征在于所述确定精子细胞是否具有在标称生 理条件下经历获能过程的能力的步骤包括测定所述精子样本中的丝状肌动蛋白水平。
26.根据权利要求24所述方法，其特征在于所述将精子细胞暴露在组合物中的步 骤在以下条件下进行确定精子细胞不具有在标称生理条件下经历获能过程的能力。
27.根据权利要求24所述方法，其特征在于所述将精子细胞暴露在组合物中的步 骤只在以下条件下进行测得丝状肌动蛋白水平低于预定的阈值。
28.用于治疗男性不育症的系统，其特征在于，包括a.用于获得精子的机构，和b.用于治疗所述精子的组合物；其中，所述组合物包括至少一种信号事件成分(SEC)，该SEC选自PA、PA前体、 PA活化剂、PA前体的活化剂，以及前述物质的任意组合。
29.根据权利要求28所述的系统，其特征在于所述信号事件成分选自磷脂酶D、碳 酸氢钠、8-Br-cAMP、佛波醇肉豆蔻醋酸酯(PMA)，或者这些物质的任意组合。
30.根据权利要求29所述的系统，其特征在于所述磷脂酸的浓度为约3-30μ g/mLo
31.根据权利要求29所述的系统，其特征在于所述磷脂酶D的浓度为约1-20IU/mLo
32.根据权利要求29所述的系统，其特征在于所述碳酸氢钠的浓度为10-75mmOl/
33.根据权利要求29所述的系统，其特征在于所述8-Br-cAMP的浓度为约 0.2_5mmol/Lo
34.根据权利要求29所述的系统，其特征在于所述佛波醇肉豆蔻醋酸酯(PMA)的 浓度为约20-500ng/mL。
35.根据权利要求28所述的系统，其特征在于所述系统还包括培养基，所述培养基选 自Ham' s FlO培养基、Whittingham' sT6培养基、Quinn' s培养基、人输卵管培养 基，或者这些培养基的任意组合。
36.—种可用于治疗男性不育症的组合物，其特征在于所述组合物包括至少一种信 号事件成分(SEC)，该信号事件成分选自PA、PA前体、PA活化剂、PA前体的活化 剂，以及前述物质的任意组合。
37.根据权利要求36所述的组合物，其特征在于所述信号事件成分(SEC)选自磷 脂酶D、碳酸氢钠、8-Br-cAMP、佛波醇肉豆蔻醋酸酯(PMA)，或者这些物质的任意组合 O
38.根据权利要求36所述的组合物，其特征在于所述组合物还包括培养基，所述培养 基选自Ham' s FlO培养基、Whittingham' sT6培养基、Quinn' s培养基、人输卵管培养基，或者这些培养基的任意组合。
39.根据权利要求36所述的组合物，其特征在于所述组合物还包括至少一种药学 上可接受的聚合物。
40.根据权利要求36所述的组合物，其特征在于，所述组合物适于用以下形式给药 固体形式、凝胶形式、乳膏形式、胶囊形式、栓剂形式、液体形式、喷雾形式、滴剂形 式，或者这些形式的任意组合。
41.用于治疗男性不育症的方法，其特征在于，包括以下步骤a.获得适于阴道内施用的组合物，该组合物包括至少一种选自以下各项的信号事件 成分(1)磷脂酸(PA)，(2) PA前体，(3) PA活化剂，(4) PA前体的活化剂，(5)前述 物质的任意组合；b.将所述组合物施用到阴道内；从而通过帮助精子细胞的获能过程来治疗男性不育症。
42.根据权利要求41所述的方法，其特征在于所述组合物包括选自以下各项的信 号事件成分(SEC) PA、PA前体、PA活化剂、PA前体的活化剂、磷脂酶D、碳酸氢 钠、8-Br-cAMP、佛波醇肉豆蔻醋酸酯(PMA)。
43.根据权利要求41所述的方法，其特征在于所述组合物还包括培养基，该培养 基选自Ham' s FlO培养基、Whittingham' sT6培养基、Quinn' s培养基、人输卵管 培养基，或者这些培养基的任意组合。
44.根据权利要求41所述的方法，其特征在于所述组合物还包括至少一种药学上 可接受的聚合物。
45.根据权利要求41所述的方法，其特征在于，所述组合物的给药形式选自固体 形式、凝胶形式、乳膏形式、胶囊形式、栓剂形式。
46.—种用于选择辅助生育过程的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤 a.获得精子样本；b.测定所述精子样本中的丝状肌动蛋白水平；C.将所述丝状肌动蛋白水平与至少一个预定的丝状肌动蛋白阈值进行比较；d.评估所述精子样本中的精子质量；e.如果所述丝状肌动蛋白水平高于所述丝状肌动蛋白阈值且所述精子至少具有中等 质量，则选择IUI或IVF或ICSFI。
47.根据权利要求46所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤a.测定所述精子样本的超激活运动(HAM)水平；b.将所述HAM水平与至少一个预定的HAM阈值进行比较；c.评估所述精子样本中的精子质量；d.选择IUI 或 IVF 或 ICSI ；其中，在高于所述阈值且所述精子至少为中等质量的条件下，选择IUI或IVF;否 则，在任何其它条件下，选择ICSI。
48.根据权利要求47所述的方法，其特征在于所述测定HAM水平的步骤包括用计 算机辅助精子活力分析(CASA)系统分析HAM水平的步骤。
49.根据权利要求46所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤a.测定所述精子样本的活力水平；b.将所述活力水平与至少一个预定的活力阈值进行比较；c.评估所述精子样本中的精子质量；d.选择IUI 或 IVF 或 ICSI ；其中，在高于所述阈值且所述精子至少为中等质量的条件下，选择IUI或IVF;否 则，在任何其它条件下，选择ICSI。
50.根据权利要求46所述的方法，其特征在于所述测定精子样本中的丝状肌动 蛋白水平的步骤还包括添加化合物的初步步骤，所述化合物选自磷脂酸(PA)、PA前 体、磷脂酶D活化剂、PA前体的活化剂，PA水解抑制剂、PA转化为磷脂的抑制剂，或 者以上各项的任意组合。
全文摘要
本发明提供了用于诊断与磷脂酸产生不足有关的男性不育症的方法和系统，作为常规测试的补充，测定精子数、精子活力、精子存活率、精子头部形态和白细胞数。本发明还提供用于治疗与磷脂酸产生不足有关的男性不育症的方法、组合物和剂型。这种治疗方法包括在精子细胞内信号传导通路中使用磷脂酸或者磷脂酸的至少一种前体。
文档编号A61K35/52GK102014938SQ200980115768
公开日2011年4月13日 申请日期2009年2月5日 优先权日2008年2月26日
发明者哈伊姆·布莱特巴特 申请人:皮瑞恩医疗技术有限公司