什麼是SPAG1基因？

什麼是SPAG1基因？

SPAG1基因又叫精子相關抗原1基因（sperm associated antigen 1），這類抗原基因是負責調控與抗精子抗體相關的蛋白物質，包括睾丸中生殖細胞的質膜和成熟精子的頂體後質膜。

抗精子抗體通常會導致不明原因不孕的發生，而通常在診斷不孕症的病因時，通常會依賴於相關精子抗原的鑑定。而SPAG1基因表達的蛋白可以被不孕女性的抗精子抗體識別。該蛋白定位於睾丸中生殖細胞的質膜和成熟精子的頂體後質膜，與重組多肽結合併表現出多肽化活性（GTP）。因此，該蛋白可以調控GTP信號轉導通路，參與精子的發育和受精過程。

如果SPAG1基因出現突變，會導致SPAG1蛋白失活，誘發PCD和MMAF，從而導致出現弱精症和受精失敗的症狀，從而導致男性不育。並且女性基因缺陷患者，雖然不會影響其正常生活，但其攜帶的SPAG1基因突變，也有可能會遺傳給子代。

什麼是原發性纖毛運動障礙（PCD）？

原發性纖毛運動障礙也可以叫原發性睫狀運動障礙，是一種以慢性呼吸道感染，內部器官位置異常以及無法生育（不育）為特徵的疾病。這種情況的體徵和症狀是由異常纖毛和鞭毛引起的。纖毛是微小的，手指狀的突起，從細胞表面伸出。它們存在於氣道，生殖系統以及其他器官和組織的內壁。鞭毛是類似於纖毛的尾狀結構，可推動精子細胞向前移動。

在呼吸道中，纖毛以協調的方式來回移動，將粘液移向喉嚨。粘液的這種運動有助於消除肺部的液體，細菌和顆粒。大多數患有原發性睫狀運動障礙的嬰兒在出生時都會出現呼吸困難，這表明纖毛在清除肺部胎兒液體方面起著重要作用。從兒童早期開始，受影響的個體會頻繁出現呼吸道感染。如果氣道中的纖毛功能不正常，細菌會殘留在呼吸道中並引起感染。原發性睫狀運動障礙的人也常年出現鼻塞和慢性咳嗽。慢性呼吸道感染可導致一種稱為支氣管擴張的疾病，這種疾病會破壞從支氣管通向肺部的支氣管，並導致致命的呼吸問題。

SPAG1基因突變的機理

SPAG1基因的信號傳導機制，是通過精子細胞軸突結構中的超微管結構排列，該結構由九個微管雙峰和2個中央微管對組成，形成經典的9 + 2微管排列。當精子需要向前游動時，SPAG1基因通過內部和外部的動力信號（分別記做IDA和ODA），向纖毛動力蛋白髮出指令，纖毛接受指令後，開始做來回的擺動，幫助精子向前游動。

此外，精子尾部還包含輔助結構：線粒體鞘（MS），纖維鞘（FS）和外部緻密纖維（ODF）。這些結構是精子尾巴所特有的，是為精子運動提供了額外的運動勢能。精子尾部通過頭尾部耦合裝置（HTCA）連接到頭部，並且環在中段和主體之間形成擴散屏障。這些結構中蛋白功能的任何改變都可以改變精子的活力。

不斷擺動的纖毛和鞭毛需要靠軸突結構來保持精子的運動性，一旦SPAG1基因突變，會導致纖毛動力蛋白無法合成，從而引起鞭毛原發性纖毛運動障礙（PCD）。PCD是一種常染色體隱性疾病，主要影響男性精子活力，從而導致弱精症的發生，從而無法正常生育。更要命的是，PCD不僅影響男性生育能力，也會引起呼吸纖毛生成障礙（一種慢性呼吸障礙疾病），因此一旦確診SPAG1基因缺陷，不僅需要考慮到生育問題，也要考慮到呼吸疾病的風險。

如何解決基因缺陷引起的男性不育？

解決方案有2項，一項是基因檢測予以確診，一項是供精人工授精（AID，Artificial Insemination by Donor Semen）。

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而後者則是在已經知曉男性精子缺陷的情況下，採用捐獻者的精子進行受精的方法。人工授精也分2種，一種是將精子直接注射到女性生殖道內，依然需求精子通過輸卵管找到卵子與卵子授精形成受精卵，再回到子宮腔內（體內受精）。當然，也可以採用體外試管嬰兒的方法，也就是將其他捐獻者的健康精子在實驗室條件下和女方的卵子結合受精，然後等胚胎（受精卵）成熟後再移植回母體的手段。