人工智慧扮度量衡 華西二院首為亞洲男性精子「畫像」

精子形態被認為是評估男性生育能力和生殖潛力的重要指標，但目前WHO 5/6版採用的納入77個精子的測量尺寸數據，不足以滿足複雜的精子形態評估需求。近期，四川大學華西第二醫院生殖男科首次報告了亞洲正常生育男性的精子頭部尺寸參考值，引起關注。

中國青年報報導，與大眾想像不同，精子不只有教科書裡的「蝌蚪」形態。在四川大學華西第二醫院生殖男科檢驗主管技師賈燁菻眼裡，精子有更細微的結構和特徵：有的像梨子；有的像麥穗；有的精子沒有頭，只剩尾巴；有些精子的尾巴是捲曲的。

她的日常工作，是在顯微鏡下觀察精子的生命力。最近兩年，她所在的實驗室開始使用人工智慧系統觀察精子。他們花了兩年時間收集了1856個精子，再導入人工智慧系統裡，一一測量長短、周長、橢圓擬合度等。

近2千檢體 來自亞洲男

2023年12月1日，華西二院生殖男科團隊在《亞洲男科學雜誌》上首次發表亞洲男性精子頭部尺寸的參考值，其中包括14個具體的形態參數。

華西二院生殖男科主任李福平說，以往醫學界對精子的研究和了解太少了，社會對男性不孕症的關注也遠遠不夠。「精子形態是臨床評估男性生育力的重要指標，但長期以來，衡量精子形態的標準卻很模糊。」

華西二院男科實驗室組長余林還看過「沒頭沒尾」的精子。「許多精子是不規則形狀的，歪七扭八，有的尾巴像發卡一樣捲曲，有的尾巴像折尺折了一半。」精子有獨特的游動方式和路徑，按照世界衛生組織的標準，評級為A的精子會以25微米每秒的速度向前游動。

但不是所有精子都能齊頭並進，賈燁菻看過有些動力不足的精子，像小區大爺一樣遛彎，或是在原地轉圈圈。

人類的精子是自然界最具多樣性的細胞之一，它的活動性加強了檢驗人員的觀察難度。目前，中國判斷精子形態主要參照《世界衛生組織（WHO）人類精液檢查與處理實驗室手冊》第6版，但不少檢驗人員透露，WHO手冊對精子形態的描述很模糊，例如「大致橢圓」「表面光滑」。

設判斷標準 避免主觀性

什麼才算「大致橢圓」，如何界定「表面光滑」？東南大學附屬中大醫院生殖醫學中心副主任陸金春發現，當精子處於正常且不正常的臨界點時，第一線實驗人員很難用WHO手冊去判斷，這使得檢驗結果具有主觀性。甚至檢驗結果和實驗檢測人員的性格有關，「愈嚴謹的人觀察到畸形精子的比例愈高」。

他補充說，評估精子品質包括精子數量、形態、活力三個維度。其中，精子形態的判斷最主觀，一直是臨床診斷的困難。

還有檢驗人員說，有些病人去不同醫院做精子品質檢測，得到的檢驗結果也不同。有時，同一個患者的精子樣本，今天被評估為正常，過幾天就被評估為異常。

結果正常與否對進一步的診療至關重要。賈燁菻說，精子形態關係著不孕症患者選擇輔助生殖的方式，如果精子形態差，患者就不能選擇IVI（陰道內人工受精）方案，改選IVF（體外受精和胚胎移植技術）方案，「判斷精準能幫助患者省錢、省時間」。而且，先前研究對精子形態的描述最多僅有三個參數，難以描述有複雜特徵的精子。

李福平說，他想透過研究建立測量精子形態的判斷標準，統一精子形態評估的「度量衡」。

於是，從2022年年底開始，華西二院生殖男科的團隊用人工智慧系統捕捉精子的照片，放大數千倍投射到螢幕上，再組織七、八個檢驗人員坐在實驗室，集體標記數萬個精子，以訓練人工智慧系統更好地判斷精子的形態。

余林說，人工智慧的辨識準確率在95.5%以上，只有少數誤識的情況需要人工複核。「以前實驗室也想大規模測量精子形態，但是沒有硬體支持。」

而且，以往在顯微鏡下，賈燁菻只能一個一個測量精子的長寬，測量項目有限，測量精子的數量也有限。人工智慧系統能幫助檢驗人員看到肉眼看不到的精子輪廓，例如頂體佔頭部面積的比重，兩分鐘就能完成一個樣本的測量。

最後導入人工智慧系統的1856個精子，是李福平團隊花了兩年時間收集的，只有一年內有正常生育經驗的男性的精子才能入選。

他們設計的14個參數包括：精子的大小，如長、寬、長寬比；精子的形狀，如橢圓擬合度、周長擬合度；精子的面積，如頂體面積、頭部面積；均勻度，如觀察頂體表面的坑坑洞洞、內容物。

這個團隊也刻意給予精子的不同形態參數設計區間值。余林說，以往檢驗人員對精子的標準嚴苛，檢測結果有70%至80%的精子是異常的，「就像在一群人中挑選模特兒身材，但人家1.59公尺也是正常人。有時，稍微沒那麼橢圓的精子也能發揮正常功能」。

建立「度量衡」 省醫療資源

關於精子的研究是如此「姍姍來遲」，以至於許多研究結果至今沒有定論。

賈燁菻舉例，早期文獻普遍認為精子形態是評估男性生育能力和生殖潛力的重要指標，但近幾年，有學者提出，精子形態與生育結果沒有相關性，精子形態的正常率與最後受孕成功率、活產率無關。2017年一項研究發現，在「完全沒有正常形態精子」的男性中，有30%的人仍能自然受孕。

她認為這和精子形態檢測的主觀性相關。在完成形態參數研究後，她未來還想研究精子形態和生育結局的相關性，她想弄清楚「究竟是什麼形態的精子能生，什麼形態的不能生」。

為精子「畫像」後，華西二院生殖男科開了14期培訓班，給三甲、二甲醫院100多位從事生殖醫學的醫師、檢驗人員講述他們研究的「度量衡」，並倡導檢測報告同質化，這帶來的好處是，病人在不同醫院不需要重複做精液檢查。

「生殖醫學研究本來就發展得晚，精子研究就更晚了。」余林未來還想做精子活力的研究，分析精子的運動狀態，「就目前而言，各家人工智慧廠商在精子活力的參數上也不統一，有的用路徑速度，有的用直線速度」。

陸金春介紹，2023年，中國性學會生殖檢驗分會發布了3個與精子相關的專家共識，其中就包括《精子形態學分析中國專家共識》。這是在《世界衛生組織人類精液檢查與處理實驗室手冊》第5、6版的基礎上，結合臨床實踐和已發表文獻，根據中國國情制定的。

該共識提到，精子形態學分析存在主觀性強、品質控制困難、實驗室結果互認度差的問題，檢測結果受製片技術、染色方法、技術人員判斷形態標準把握不同影響，因此，精子形態學分析操作標準化是首要任務。

社會關注低 盼科普大眾

李福平說，不僅精子研究滯後，長期以來，社會對男性不孕症的關注度也低，男科的發展和女性生殖專科差距大。

石亮介紹，有的患者看到精子形態檢查報告，寫著「畸形精子症」，誤以為畸形精子會生出畸形胎兒。這時候，醫師需要科普，精液異常不代表這個病人無法正常生育。還有患者確診「無精子症」後沮喪，放棄治療，但在臨床上，有50%-60%機會找到精子。

「網路上流傳的錯誤知識不少。」陸金春舉例，有些夫妻備孕時，以為男方要提前禁慾一段時間，再在排卵期發生性生活更容易孕育孩子，但其實，禁慾時間愈長，精子質量愈差。此外，天氣冷了，電熱毯、溫泉、三溫暖會對精子有負面影響。

余林認為，應該把更多醫學知識科普給大眾。例如，人類精子庫不只有年輕大學生捐出的精子，腫瘤患者在化療前可以做自精保存，還有慢性腎臟病、糖尿病、自體免疫疾病、非腫瘤血液疾病的患者可保存精子。一些從事危險職業的工作人員也可以保存精子。「精子的保存冷凍比卵子簡單，復甦後存活率比卵子高。」

石亮發現，國內不少團隊已針對精子做出有突破性的研究，例如南京醫科大學成功實現了睪丸組織的體外培養，並把以這種方式培育的精子用於輔助生殖生產健康的小鼠後代。

他認為，就目前發展而言，我國的生殖醫學並不落後。過去生殖中心歸屬婦產科，以女性為主，男性多到泌尿科，但泌尿科又不以治療不孕為主。「未來，男科應該在更多醫院成為獨立科室，轉變人的思想觀念。」