不孕不育是一个全球性的生殖健康问题，男性对其病因有显著影响。[1,2]尽管这方面已有大量研究，但相当一部分男性不育病例的遗传基础仍然难以捉摸。其中一个研究领域是mRNA剪接，即一个基本的转录后“剪切-粘贴”过程，我们的遗传密码会经由这一过程生成mRNA。超过95%的人类基因会经历“选择性剪接”，即由同一基因生成多个mRNA序列。这对于由我们的有限基因生成多样化蛋白质组——即细胞或组织可表达的蛋白质库——至关重要。[3]

影响选择性剪接的遗传变异大致分为两类：经典剪接变异和非经典变异。经典剪接变异是指剪接位点的供体（GT）和受体（AG）二核苷酸突变；非经典剪接变异（NCSV）涵盖其他关键顺式作用剪接调控元件的突变，包括多嘧啶束、分支点，以及外显子/内含子剪接增强子和沉默子。

这种复杂的调控代码如遭破坏，就会导致异常剪接，并成为人类遗传疾病的重要成因。传统指南仅将经典剪切变异定义为导致最终mRNA潜在功能丧失的变异，[4]但非经典剪接位点的遗传变异也有可能导致异常mRNA剪接。

新出现的证据凸显了这些非经典剪接变异的临床意义，[5,6]最近对男性不育病例所报告的剪接变异的全面综述表明，42个基因共涉及54例经功能验证的剪接变异，其中22例脱离了经典剪接位点。[3]这为曾遭忽视的非经典剪接变异在此复杂条件下的作用提供了一个突破性的新视角。

非经典剪接的影响

尽管在男性不育背景方面已有致病性变异报道，但非经典剪接变异的真实影响在很大程度上有待充分探讨。一个关键问题是，在评估氨基酸变化的致病性预测工具时，许多变异——尤其是错义突变，可导致编码不同的氨基酸，进而引起编码蛋白功能变化——会被优先考虑。或许这种方法会在无意中忽略其主要致病机制是mRNA剪接破坏而非误义变化本身的变异。因此，男性不育的遗传结构仍有相当一部分并不明确。

为了弥补这一知识空白，国家卫生健康委重点实验室李阔阔教授作为第一作者，与上海交通大学贺小进教授联合安徽医科大学曹云霞教授团队[8]在Advanced Science 发表的一项研究（10.1002/advs.202515512）整理了2404个与男性不育相关的报告变异，并运用强大的计算机模拟预测工具重新对潜在的剪接变异进行优先排序。

研究人员通过微基因检测的细致功能验证，证明58.33%（28/48）的经测试潜在非经典剪接变异的确会导致异常剪接。这将经功能验证非经典剪接变异的贡献率提高了53.13%，确认非经典剪接变异占所有不育相关剪接变异的28.99%（49/169）。此外，作者重新分析了718名特发性男性不育患者的全外显子组测序数据。他们在12名患者（占队列的1.67%）中识别出13例致病性非经典剪接变异，这些病例被传统遗传分析流程遗漏。

非经典剪接相关男性不育的确凿证据

此项研究的一个亮点是对TMF1基因的详细分析，以及在TMF1中首次发现致病性非经典剪接变异。这会导致外显子跳跃（即剪接流程遗漏了mRNA的关键功能部分），并与精子活力下降和形态异常建立关联，这就为非经典剪接变异如何直接影响男性生育能力提供了具体例证。研究团队成功构建了一个可模拟该项人类表型的TMF1 非经典剪接变异基因敲入小鼠模型：该小鼠模型显示精子数量和活力显著下降，并揭示了精子的超微结构缺陷，这强化了潜在TMF1相关不育症方面的证据。

尽管李教授等人的工作代表着学术界在了解男性不育遗传基础方面的重要进展，但也凸显了非经典剪接变异研究面临的当前挑战。它创建了一个坚实框架，以揭示非经典剪接变异在广泛人类遗传疾病中的隐藏作用：运用剪接预测方法为潜在非经典剪接变异优先排序，然后通过微基因检测进行功能验证，确保所识别的变异可能对mRNA剪接产生真实影响。

然而，研究范围仅限于单核苷酸变异、对由终止密码子变异导致的剪接缺陷的潜在失察以及微基因检测的技术限制，由于其远距离调控序列缺失，可能无法检测大规模的误接事件。62.12%的正向验证率令人印象深刻，但它表明当前的剪接预测算法亟需改进。

研究人员因此认为，未来应致力于开发更准确的全基因组和组织特异性模型，这或许要运用新兴AI模型来全面预测剪接及其他分子表型。此外，关于这些变异对蛋白质结构和功能的功能影响，可以通过更多实验检测进一步探讨。

通过凸显非经典剪接变异的作用，研究人员的工作强调了男性不育的多样化遗传结构以及非经典剪接变异对不同表型的潜在贡献。它还令人信服地主张将非经典剪接变异检测纳入特发性男性不育的标准遗传分析，开辟新的研究方向，开发诊断工具，并最终推动制定治疗策略。

参考文献：

[1] A. Agarwal et al., A unique view on male infertility around the globe. Reproductive Biology and Endocrinology (2015), DOI: 10.1186/s12958-015-0032-1.

[2] M. L. Eisenberg et al., Male infertility. Nature Reviews Disease Primers (2023), DOI: 10.1038/s41572-023-00459-w.

[3] K. Li et al., Defects in mRNA splicing and implications for infertility: a comprehensive review and in silico analysis. Human Reproduction Update (2025), DOI: 10.1093/humupd/dmae037.

[4] S. Richards et al., Standards and guidelines for the interpretation of sequence variants: a joint consensus recommendation of the American College of Medical Genetics and Genomics and the Association for Molecular Pathology. Genetics in Medicine (2015), DOI: 10.1038/gim.2015.30.

[5] S. Zhang et al., Base-specific mutational intolerance near splice sites clarifies the role of nonessential splice nucleotides. Genome Research (2018), DOI: 10.1101/gr.231902.117.

[6] J. Lord et al. Pathogenicity and selective constraint on variation near splice sites. Genome Research (2019), DOI: 10.1101/gr.238444.118.

[7] K. Li et al., Mapping the Non-Canonical Splicing Variants: Decrypting the Hidden Genetic Architecture of Idiopathic Male Infertility. Advanced Science (2025),DOI:10.1002/advs.202515512.

*封图来源： Darwin Laganzon via Pixabay

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