На протяжении многих лет ошибочно считалось, что бесплодие в большей степени связано с проблемами в репродуктивной системе женщин. Однако исследования последних лет показали, что мужской фактор занимает не менее 40–50% в структуре причин бесплодия [1, 2]. Многие исследователи отмечают ухудшение параметров мужской спермограммы за последние десятилетия. Carlsen и соавт. (1992) были оценены качественные и количественные показатели спермограммы у 14 947 здоровых мужчин из разных стран мира в возрасте от 17 до 64 лет за период с 1938 по 1990 г. [3]. С помощью линейного регрессионного анализа было установлено, что концентрация сперматозоидов за указанный период времени снизилась с 113 млн/мл до 66 млн/мл (в 1,7 раза), а объем эякулята
– с 3,4 до 2,75 мл. Схожие данные были получены в исследовании Swan и соавт. [4].
В настоящее время большое внимание уделяется изучению молекулярных и генетических факторов, лежащих в основе причин бесплодия. Известно, что у мужчин с патозооспермией частота хромосомной патологии выше, чем у здоровых мужчин. Хромосомные нарушения у этой категории пациентов составляют 5–15%. При этом аномалии гоносом встречаются примерно в 70%, а аномалии аутосом – в
30% наблюдений [5, 6]. Пациенты с изменениями в кариотипе имеют высокий риск рождения детей с
хромосомной патологией из-за неправильного расхождения хромосом в мейозе, и, как следствие, появления у потомства несбалансированных транслокаций и анеуплоидии в кариотипе.
Анеуплоидия – это некратное гаплоидному набору изменение числа хромосом в клетках организма за
счет потери или добавления отдельных хромосом. По типу вовлеченных хромосом выделяют анеуплоидию половых хромосом и аутосом. По числу вовлеченных хромосом анеуплоидию классифицируют как нуллисомию при отсутствии пары гомологичных хромосом, моносомию при отсутствии одной из пары гомологичных хромосом, трисомию при наличии добавочной хромосомы. Для половых хромосом у человека также описаны случаи тетрасомии и пентасомии и их мозаичные варианты. Нарушения расхождения хромосом могут возникать как при первом, так и при втором делении мейоза. Существенный интерес представляют пациенты с нормальным кариотипом, у которых отмечаются анеуплоидии хромосом в отдельных клетках и тканях.
Для определения анеуплоидии хромосом широко используется молекулярно-цитогенетический
метод – флюоресцентная in situ гибридизация (FISH-метод). Одними из первых анализ хромосом в сперматозоидах человека с помощью FISH-метода провели Joseph и соавт. (1984) [7]. Данная техника значительно облегчила исследование частоты нерасхождения хромосом в сперматозоидах. На сегодняшний день этот метод зарекомендовал себя как точный и доступный для определения хромосомной анеуплоидии. По данным некоторых исследователей уровень анеуплоидии хромосом в сперматозоидах у фертильных мужчин варьирует от 0,21% до 1% [8, 9]. Однако точного референсного значения числа анеуплоидных сперматозоидов в мужском эякуляте не существует.
Проспективные исследования демонстрируют, что уровень анеуплоидии хромосом в ядрах сперматозоидов у мужчин с патозооспермией выше по сравнению с мужчинами с нормозооспермией [9–11]. Особенно часто повышение уровня анеуплоидии хромосом в половых клетках отмечается у мужчин с тератозооспермией. В исследовании Mehdi и соавт. (2012) общий
уровень анеуплоидии хромосом в ядрах сперматозоидов у мужчин с тератозооспермией был значительно выше, чем у фертильных мужчин, и составил 5,52 и 1% соответственно. Наибольший риск возникновения анеуплоидии хромосом в половых клетках наблюдался у мужчин с макроцефалией сперматозоидов [9]. Сходные результаты были получены при исследовании Rives и соавт. (2000) и Brahem и соавт. (2011) [12, 13]. В ряде исследований было выявлено, что олигозооспермия также коррелировала с повышенным уровнем анеуплоидии гоносом в сперматозоидах и встречалась в 2,5 раза чаще, чем при нормозооспермии [14]. Сниженная подвижность сперматозоидов характеризовалась значительным увеличение уровня анеуплоидии по сравнению с контрольной группой, по данным Collodel и соавт. [15]. В исследовании, проведенном в Ливане, также была выявлена более высокая частота дисомии по половым хромосомам у мужчин с астенозооспермией по сравнению с фертильными мужчинами [16]. Как следствие повышенного риска развития анеуплоидии сперматозоидов, было высказано предположение о том, что полученные эмбрионы также имеют более высокий риск развития анеуплоидии хромосом.
Преимплантационная генетическая диагностика (ПГД) у человека стала возможной в начале 90-х
годов, когда был достигнут достаточный технологический уровень проведения экстракорпорального
оплодотворения (ЭКО), а также разработан метод полимеразной цепной реакции (ПЦР), позволяющей
проводить анализ ДНК в единичных клетках. Впервые ПГД применили Handyside и соавт. в 1989 г. [17].
Они определяли специфические последовательности Y-хромосомы методом ПЦР с целью определения
пола эмбрионов. В настоящее время технику ПЦР применяют для выявления мутаций в уникальных
генах, то есть генах, представленных единственной копией в гаплоидном наборе хромосом. В дальнейшем для определения пола эмбриона и диагностики хромосомной патологии стали применять метод FISH, который имеет ряд преимуществ перед другими способами молекулярной гибридизации. Для генетического исследования этим методом не требуется получение большого количества биологического материала и выделение ДНК из клеток, что позволяет анализировать хромосомы на всех стадиях клеточного цикла, в том числе в интерфазе мейоза, что в ряде случаев позволяет обходиться без исследования метафазных пластинок. Ограничением FISH метода является то, что только ограниченное число хромосом может быть проанализировано в каждом эмбрионе. На сегодняшний день стало возможным проведение полного кариотипирования отдельных клеток при помощи метода сравнительной геномной гибридизации (CGH). Метод CGH был первоначально разработан для анализа анеуплоидии в клетках, полученных из солидных опухолей [18]. Сейчас метод
CGH применяется для ПГД человеческих эмбрионов. Однако и он имеет ряд ограничений. При помощи
CGH нельзя обнаружить нарушение плоидности хромосом (триплоидию, полиплоидию и др.) и сбалансированные транслокации или инверсии. Также ограничением метода является его высокая стоимость. Процедура CGH является достаточно трудоемкой.
Иногда до получения результата проходит несколько дней. Поэтому после биопсии 3-дневные эмбрионы иногда подвергаются криоконсервированию. Далее эти эмбрионы могут быть перенесены женщине только в следующем цикле. Как было показано в ряде исследований, криоконсервация эмбрионов после биопсии приводит к значительному снижению их жизнеспособности [19, 20]. Однако каким бы способом ни проводилась ПГД, ее применение увеличивает частоту имплантации эмбрионов и снижает риск возникновения спонтанных абортов, тем самым повышая эффективность программ ВРТ [21–23].
Исследования по типу случай-контроль продемонстрировали зависимость хромосомной патологии у
потомства с анеуплоидией сперматозоидов у отцов. При исследовании сперматозоидов у отцов детей с
синдромом Дауна было выявлено, что частота сперматозоидов с дисомией хромосомы 21 была выше
по сравнению с контрольной группой [24]. У пар со спонтанными абортами в анамнезе или рождением
детей с хромосомными нарушениями в гоносомах (синдром Тернера, синдром Клайнфельтера) также
было отмечено увеличение частоты анеуплоидии в половых хромосомах сперматозоидов (от 0,2 до 24,7%) [25–27]. Magli и соавт. (2009) изучали риск развития анеуплоидии хромосом в эмбрионах, полученных от супружеских пар с различными видами патозооспермии у мужчин олигоастенотератозооспермия (ОАТ) или необструктивная азооспермия (НОА)) [28]. Было выявлено, что частота анеуплоидных эмбрионов составила 62% у мужчин с ОАТ, 69% – у мужчин с НОА, и 55% – у мужчин с нормозооспермией. В исследовании Dubey и соавт. были получены сходные данные [29]. Как следствие выявленных нарушений, авторы отмечают более высокую частоту имплантации, частоту наступления беременностей и живорождений в программах ВРТ у пациентов с нормальными показателями спермограммы по сравнению с мужчинами с патозооспермией. Бельгийскими коллегами
было изучено влияние тератозооспермии на исходы внутриматочной инсеминации. Частота живорождений была выше в группе супружеских пар с нормальными показателями спермограммы у мужчин по сравнению с парами, в которых у мужей отмечалась тератозооспермия (52,8 и 33,4% соответственно) [30].
Таким образом, патозооспермия у мужчин может являться причиной неудачных исходов программ
ВРТ. При наличии патозооспермии может наблюдаться повышенная частота анеуплоидии эмбрионов
вследствие более высокого уровня анеуплоидии сперматозоидов. Ученые из Южной Кореи исследовали
влияние патозооспермии на риск развития анеуплоидии эмбрионов [31]. Частота анеуплоидии хромосом 13, 18, 21, X и Y была выше в группе мужчин с ОАТ по сравнению с контрольной группой. Количество сперматозоидов обратно коррелировало с частотой диплоидии хромосом 13 и 21 в группе пациентов с OAT. Sánchez-Castro и соавт. исследовали супружеские пары, в которых у мужей отмечался высокий уровень анеуплоидии хромосом в сперматозоидах. Анализ данных показал, что у таких супружеских пар частота встречаемости анеуплоидии в эмбрионах была намного выше [32]. Наиболее крупное исследование было проведено бельгийскими авторами Magli и соавт. (2009) [28]. В этом исследовании оценивался отцовский вклад в развитие анеуплоидии эмбрионов. Были проанализированы хромосомы X, Y, 13, 15, 16, 17, 18, 21 и 22 . В результате исследования было
выявлено, что 40% эмбрионов были нормальными по изучаемым хромосомам. Частота хромосомных
нарушений была значительно ниже в группе пациентов с нормозооспермией (55%) по сравнению с
пациентами с ОАТ (62%) и НOA (69%), р<0,005. В случаях обструктивной азооспермии доля эмбрионов с хромосомными аномалиями составила 63%. Наблюдалось значительное увеличение уровня анеуплоидии в зависимости от тяжести патозооспермии. Количество эмбрионов хорошего качества было значительно выше в группе пациентов с нормальными показателями спермограммы, и составила 40 против 16% в группе с патологией сперматогенеза. В исследовании американских коллег частота эмбрионов с анеуплоидией также была выше в группе мужчин с патозооспермией, чем в группе мужчин с нормальными показателями спермограммы [29]. Частота наступления беременности на цикл составила 44% при нормозооспермии и 14% при тератозооспермии. Частота имплантаций в группе здоровых мужчин была в два раза выше по сравнению с группой мужчин с патозооспермией. Нами был проведен систематический обзор, в котором были обобщены данные о частоте и типах анеуплоидии эмбрионов, полученных от пар в программах ЭКО, в которых у мужчин отмечалась патозооспермия [33]. При обобщении полученных данных была выявлена статистически значимая зависимость между патозооспермией и риском развития анеуплоидии эмбрионов в программах ВРТ.
Таким образом, можно сделать заключение, что проведение программ ВРТ у пациентов с патозооспермией требует определенной генетической настороженности. Эффективная диагностика c помощью молекулярной гибридизации в условиях in situ способствует успешному и своевременному обнаружению хромосомных аберраций как в мужских половых клетках, так и в ядрах бластомеров. Исследование сперматозоидов на наличие анеуплоидии и проведение последующей ПГД может служить хорошим профилактическим мероприятием, повысить эффективность программ ВРТ и способствовать рождению здорового потомства у этой категории пациентов.
