Zaawansowane metody diagnostyki niepłodności męskiej

Podstawą diagnostyki niepłodności męskiej jest badanie podmiotowe i przedmiotowe zgłaszającego się pacjenta. Istotną rzeczą jest stworzenie podczas badania intymnej atmosfery, w której mężczyzna nabierze pełnego zaufania do lekarza.

W trakcie zbierania wywiadu należy zwrócić uwagę na dokładny okres starania się o potomstwo oraz częstość współżycia, gdyż często pacjenci informują o wieloletnich próbach, lecz zapominają dodać, iż widują się co kilka tygodni.

Kolejne pytania powinny dotyczyć rozwoju fizycznego i intelektualnego oraz rozwoju narządów płciowych (czy jądra zawsze były w mosznie). Należy dopytać o przebyte operacje, choroby infekcyjne – zwłaszcza o przebycie świnki w trakcie i po dojrzewaniu. Koniecznie trzeba zapytać o prawidłowość funkcjonowania węchu (objaw sugerujący zespół Kallmana) oraz ewentualne zaburzenia erekcji (najlepiej zapytać czy występują poranne spontaniczne wzwody). Nie możemy pominąć pytań o występowanie przewlekłego stanu zapalnego układu oddechowego. Jeżeli powyższemu objawowi towarzyszy występowanie nieruchomych plemników możemy podejrzewać zespół Younga (uszkodzenie komórek mających migawki oraz plemników)(2).

Ważne są informacje dotyczące przyjmowanych przez pacjenta leków, które mogą zaburzać spermatogenezę. Nie możemy zapomnieć o wykonywanej przez pacjenta pracy – narażenia na substancje toksyczne, nadmierne ocieplenie etc.

Zwracamy uwagę na budowę ciała pacjenta. Szukamy cech eunuchoidalnych, badany tarczycę, poszukujemy ginekomastii oraz mlekotoku. W badaniu przedmiotowym należy zwrócić uwagę na stan najądrzy,
nasieniowodów, wielkość jąder (norma około 20ml). Atrofię jądra obserwujemy w pierwotnej niewydolności jąder, zespole Klinefeltera, endokrynopatiach, po przebytej śwince oraz zaburzeniach funkcji wątroby.

Należy wykluczyć obecność żylaków powrózka nasiennego znacznego stopnia, które w uważane są za prawdopodobnie jedną z jedną z częstszych przyczyn niepłodności męskiej (24).

Oceniając penisa trzeba zwrócić uwagę na występowanie spodziectwa, wierzchniactwa, które mogą powodować niewłaściwe deponowanie nasienia w trakcie stosunku i być przyczyną niepłodności. W badaniu per rectum możemy ocenić prostatę, jej wielkość, objawy infekcji, jak również występowanie torbieli.

Ogólne badanie nasienia jest podstawą diagnostyki niepłodności męskiej. Powinno być wykonywane jeżeli nie w pierwszej kolejności to równolegle z rozpoczęciem diagnostyki u kobiety, celem poszukiwania przyczyn niepłodności partnerskiej.

Badanie wykonywane jest między 2-gim a 7-mym dniem abstynencji płciowej. Powinno być powtórzone po 3 – 4 tygodniach, gdyż parametry nasienia zmieniają się w czasie (11). Dwukrotne prawidłowe parametry nasienia w dużym odsetku znacznie wykluczają czynnik męski niepłodności. Oczywiście nieprawidłowe parametry nasienia nie wykluczają koncepcji. Znane są badania, w których 7,7% par, w których przypadku mężczyzna miał ciężką oligozoospermię zachodziło w ciążę.(4)

WHO zaleca pobieranie nasienia drogą masturbacji do czystego, suchego pojemnika (1). Jednak „naprotechnolodzy” polecają uzyskać nasienie podczas stosunku płciowego korzystając ze specjalnej
prezerwatywy. Postępowanie takie nie jest jedynie związane z nauką Kościoła Katolickiego, lecz opiera się na badaniach Zavos’a, które donoszą o lepszych parametrach nasienia w ejakulatach uzyskiwanych w trakcie stosunku płciowego niż drogą masturbacji. Dotyczy to zwłaszcza pacjentów z oligozoospermią(5).

Stosując powyższe kryteria możemy rozpoznać oligozoospermię, gdy ilość plemników jest niższa niż 39 mln/ejakulat. O ciężkiej oligozoospermii mówimy, gdy ilość plemników w ejakulacie jest niższa niż 5 mln/ml ejakulatu. Cryptozoospermia jest to brak plemników w preparacie bezpośrednim, lecz są one obecne w osadzie po odwirowaniu próbki. Azoospermia oznacza brak plemników w preparacie bezpośrednim i po odwirowaniu ejakulatu. W przypadku azoospermii tak jak i przy małej objętości ejakulatu należy ocenić mocz oddany po ejakulacji.

• Ruchliwość plemników >32% całkowitej liczby plemników.
  Ruchliwość plemników określa odsetek całkowitej liczby plemników wykonujących jakikolwiek rodzaj ruchu. W aktualnych wytycznych WHO plemniki dzielimy jedynie na ruchliwe i nieporuszające się. Według doniesień prawdopodobieństwo koncepcji rośnie wraz ze wzrostem ruchliwości plemników do około 60% (6).
• Żywotność >58%
  Do oceny żywotności stosujemy najczęściej test z eozyną. W wyniku dodania barwnika do ejakulatu żywe plemniki nie wybarwiają się.

Kolejnym testem oceniającym żywotność jest test hypoosmotyczny. Plemniki pod wpływem roztworu hypoosmotycznego zawijają ogonek w zależności od stopnia przepuszczalności błony komórkowej. W porównaniu do innych testów oceniających żywotność jest testem odwracalnym. Obniżona żywotność plemników koreluje z podwyższony odsetkiem wczesnych nawracających poronień o niewyjaśnionej etiologii.

• Morfologia plemnika minimum 4%
  Obejmuje badania budowy plemnika. Plemniki obserwuje się w mikroskopie z obiektywem 100x, po uprzednim wybarwieniu rozmazu z nasienia metodą Schorra. Nieprawidłowości dzieli się w zależności od ich lokalizacji w strukturach plemnika. W najnowszych kryteriach WHO odsetek prawidłowych plemników ustalono jedynie na 4%. Podwyższony odsetek nieprawidłowych plemników (teratozoospermia) wiąże się żylakami powrózka nasiennego i wtórną niewydolnością jąder.(1). W nasieniu możemy także oceniać poziom fruktozy, cynku, kwasu cytrynowego, kwaśnej fosfatazy. Powyższe badania stosujemy do oceny funkcjonalności pęcherzyków nasiennych.
• Komórki okrągłe <5mln/ml
  Komórki okrągłe to wszystkie komórki znajdujące się w nasieniu nie będące plemnikami. Jeżeli ilość komórek okrągłych przekracza dopuszczalną normę należy dokładnie określić liczbę leukocytów. Jeżeli przekracza ona 1mln/ml świadczyć to może o infekcji narządów płciowych. Kolejnym etapem diagnostyki będzie wykonanie posiewu nasienia z antybiogramem (3).
• Aglutynacja
  Grupowanie się plemników może być spowodowane czynnikiem zapalnym, jak również świadczyć o obecności przeciwciał przeciwplemnikowych.
• Przeciwciała przeciwplemnikowe
  Plemniki posiadają swoiste antygeny nierozpoznawalne jako własne przez układ immunologiczny. W momencie, gdy uszkodzona zostaje bariera krew-jądro, może dojść do wytworzenia przez organizm
  przeciwciał przeciwplemnikowych. Znaczenie obecności przeciwciał przeciwplemnikowych nie jest jednoznaczne. Znajdujemy prace, które mówią o niższym odsetku ciąż u partnerek mężczyzn, u których ponad 50% plemników związanych jest z przeciwciałami(9). Są też prace sugerujące obecność dwóch grup przeciwciał – powodujących i niepowodujących niepłodność(10).
• Automatyczna analiza nasienia Computer-aided semen analysis- CASA
  W związku z rozwojem komputeryzacji powstały automatyczne systemy analizy nasienia. Dzięki specjalistycznym aparatom można pominąć subiektywizm diagnosty, przez co badanie staje się bardziej
  obiektywne. Jednakże aparaty muszą podlegać szczegółowym kalibracjom systemu oraz ścisłym kontrolom jakości, gdyż uzyskiwane wyniki są ściśle zależne od sposobu przygotowania próbki nasienia.

Mimo, iż jedynie u około 3% niepłodnych mężczyzn znajdujemy zaburzenia hormonalne, każdy pacjent z nieprawidłowym wynikiem badania nasienia, zaburzeniami erekcji, obniżonym libido lub cechami endokrynopatii w badaniu fizykalnym, powinien mieć wykonany panel badań hormonalnych. Do oceny hormonalnej stosuje się badanie poziomu FSH, LH, Prolaktyny, Testosteronu, SHBG, Estradiolu oraz TSH. W zależności od wyniku badania przedmiotowego i podmiotowego zaleca się odpowiedni zakres badań.

U pacjentów z hipogonadyzmem hipogonadotropowym będziemy obserwować niskie poziomy FSH, LH i testosteronu. W hipogonadyzmie hipergonadotropowym obserwuje się wysokie poziomy FSH i LH przy prawidłowych lub niskich poziomach testosteronu. Hiperprolaktynemia może powodować zarówno zaburzenia spermatogenezy, jak i zaburzenia seksualne. U części pacjentów z oligozoospermią można stwierdzić obniżony stosunek testosteron/estradiol, który w dużym odsetku ulega normalizacji wraz z poprawą parametrów nasienia po podaniu inhibitora aromatazy (15).

U pacjentów z nieprawidłowymi parametrami nasienia występuje 20-krotnie większe ryzyka raka jądra. Dlatego zawsze należy rozważyć rozszerzenie diagnostyki celem wykluczenia choroby nowotworowej (16).

U pacjentów z azoospermią i ciężką oligozoospermią wykonuje się badania USG: transrektalne, USG narządów moszny i ewentualnie USG jamy brzusznej. USG transrektalne zalecane jest u pacjentów z małą objętością ejakulatu i prawidłową objętością jąder, przy kwaśnym odczynie nasienia i obniżonej ilości fruktozy w przypadku podejrzeniu niedrożności przewodu wytryskowego (17). USG moszny wykonujemy celem wykluczenia guza jądra, weryfikacji braku jądra w kanale pachwinowym oraz obecności żylaków powrózka nasiennego. Poszerzenie się naczyń żylnych splotu wiciowatego powyżej 3mm oraz widoczny przepływ wsteczny w obrazowaniu metodą kolorowego dopplera podczas wykonywania próby Valsalvy świadczą o występowaniu żylaków powrózka nasiennego.(18,19). USG jamy brzusznej zalecane u mężczyzn z agenezją nasieniowodów, gdyż istnieje podwyższone ryzyko jednostronnej agenezji nerki (20).

Vasografia jest wykorzystywana w celu badania przewodu nasiennego przy podejrzeniu niedrożności. Badanie wykonuje się z użyciem środka cieniującego w celu określenia miejsca i wielkości zamknięcia lub zwężenia przewodu nasiennego czyli w przypadku azoospermii(3). Aspiracja lub biopsja jądra i najądrza (TESA, TESE, MESA). Biopsję jądra wykonujemy u pacjentów z azoospermią. Można wykonać biopsję aspiracyjną cienkoigłową celem uzyskania plemników do procedury IVF-ICSI.

W trakcie biopsji diagnostycznej (chirurgicznej) powinny zostać pobrane dwa wycinki, jeden do badania histopatologicznego, drugi do ewentualnej ekstrakcji plemników. Badanie histologiczne wycinków z jąder ma znaczenie w ocenie stopnia braku rozwoju nabłonka plemnikotwórczego w niepełnych postaciach hipogonadyzmy hipogonadotropowego celem wyboru postępowania terapeutycznego (21).

Najczęściej wykonywanymi badaniami genetycznymi w diagnostyce niepłodności męskiej jest ocena kariotypu, Badanie mutacji genu CFTR, ocena mikrodelecji chromosomu Y oraz fragmentacja DNA plemnika.

Badanie kariotypu zalecane jest u mężczyzn z azoospermią i ciężką oligozoospermią. Zaburzenia chromosomalne dotyczą około 72-9% niepłodnych mężczyzn. W 66% tych przypadków nieprawidłowy wynik kariotypu wiąże się z rozpoznaniem zespołu Klinefeltera. Zaleca się wykonanie kariotypu u wszystkich mężczyzn z oligozoospermią rozpoczynających przygotowania do zabiegu zapłodnienia pozaustrojowego
(22).

Mutacje genu CFTR są przyczyną mukowiscydozy. Stwierdzono, iż większość chorujących na mukowiscydozę mężczyzn obustronnie nie ma nasieniowodów (CBAVD). Część heterozygotycznych pod względem genu CFTR mężczyzn jest także obciążonych CBAD. Należy pamiętać, iż para obciążona mutacją w zakresie genu CFTR może skorzystać z diagnostyki preimplantacyjnej (23).

Region długiego chromosomu Y, w którym zlokalizowane są geny istotne dla spermatogenezy nazywamy regionem AZF (azoospermic factor). Uważa się, iż około 10% mężczyzn z azoospermią może mieć mikrodelecje w regionie AZF(3). W regionie tym wyróżniamy 4 podregiony: AZFa, AZFb, AFc, AZFd. Najmniejsze szanse na uzyskanie nasienia u mężczyzn z brakiem plemników obserwujemy, gdy mikrodelecje obejmują podregion AZFa oraz AZFb. (24)

Każdy plemnik posiada w swojej główce bardzo mocno upakowane DNA. Różne czynniki zewnętrzne, a także genetyczne, mogą wpływać na stopień uszkodzenia materiału genetycznego plemnika. Podwyższony poziom fragmentacji DNA plemnikowego związany jest m.in. z infekcjami, gorączką, podwyższeniem temperatury w okolicach jąder, paleniem papierosów, nieodpowiednią dietą, używkami, ekspozycją na zanieczyszczenia środowiskowe, jak również z zaawansowanym wiekiem. Leczenie, a dokładniej zminimalizowanie poziomu fragmentacji zależy od czynnika sprawczego. Jeśli przyczyną uszkodzeń w chromatynie był stres oksydacyjny, zmiana stylu życia oraz zbilansowana dieta mogą przyczynić się do obniżenia stopnia uszkodzenia DNA. Stosowanie antybiotykoterapii w przypadku stanów infekcyjnych również powinno poskutkować obniżeniem poziomu fragmentacji. Zweryfikowanie trafności podjętych czynności należy sprawdzić oceniając jakość materiału genetycznego powtórnie, w odstępie 2-3 miesięcy od pierwszej analizy.

Dowiedziono, iż niepłodni mężczyźni mają wyższy poziom fragmentacji niż mężczyźni z udowodniona płodnością. Zaleca się wykonywanie fragmentacji DNA plemnika przed zabiegami IVF-ICSI, ze względu na zdrowie potomstwa, w związku z brakiem naturalnych barier w zabiegach IVF-ICSI(25). W przypadkach podwyższonej fragmentacji zaleca się separację plemników celem zastosowania do ICSI jedynie plemników bez niej.

Obecnie najlepsza metoda oceny fragmentacji DNA jest mikroskopowa ocena stopnia uszkodzenia DNA plemnika (Terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling – TUNEL).

Przyjmuje się, iż wartości prawidłowe to <15% plemników z uszkodzeniami DNA, obniżona płodność – 15%- 30%, problem z płodnością – >30%.

W diagnostyce niepłodności męskiej stosujemy wiele różnorakich metod, począwszy od badania ogólnego nasienia poprzez badania hormonalne, a na badaniach genetycznych kończąc.

Mimo tak dużego arsenału badań, nadal w znacznym odsetku możemy u pacjenta rozpoznać niepłodność idiopatyczną. Jednak dzięki technikom rozrodu wspomaganego (ART), wiele niepłodnych mężczyzn z par akceptujących ART jako drogę leczenia może stać się biologicznymi rodzicami.

Autorzy artykułu: lek. med. Mariusz Łukaszuk, prof. dr hab. Krzysztof Łukaszuk, Kierownik Klinik Leczenia Niepłodności INVICTA.

Bibliografia:
1. WHO laboratory manual of the examination and processing of human semen. Fifth editio. 2010
2. WHO Manual for the Standardized Investigation and Diagnosis of the Infertile Couple. Cambridge University Press, Cambridge 2000.
3. Semczuk M, Kurpisz M, Andrologia PZWL 2006r
4. Matorras R, Diez J, Corcóstegui B, Gutiérrez de Terán G, García JM, Pijoan JI, Rodríguez-Escudero FJ. Spontaneous pregnancy in couples
waiting for artificial insemination donor because of severe male infertility.Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol. 1996 Dec 27;70(2):175-8.
5. Zavos PM. Seminal parameters of ejaculates collected from oligospermic and normospermic patients via masturbation and at intercourse
with the use of a Silastic seminal fluid collection device. Fertil Steril. 1985 Oct;44(4):517-20.
6. Berkovitz A, Eltes F, Yaari S, Katz N, Barr I, Fishman A, Bartoov B.The morphological normalcy of the sperm nucleus and pregnancy rate of
intracytoplasmic injection with morphologically selected sperm.Hum Reprod. 2005 Jan;20(1):185-90. Epub 2004 Oct 7.
7. Guzick DS, Overstreet JW, Factor-Litvak P, Brazil CK, Nakajima ST, Coutifaris C, Carson SA, Cisneros P, Steinkampf MP, Hill JA, Xu D,
Vogel DL; National Cooperative Reproductive Medicine Network.Sperm morphology, motility, and concentration in fertile and infertile
men.Guzick DS, Overstreet JW, Factor-Litvak P, Brazil CK, Nakajima ST, Coutifaris C, Carson SA, Cisneros P, Steinkampf MP, Hill JA, Xu
D, Vogel DL; N Engl J Med. 2001 Nov 8;345(19):1388-93.
8. Zavos PM. Characteristics of human ejaculates collected via masturbation and a new Silastic seminal fluid collection device. Fertil Steril.
1985 Mar;43(3):491-2. No abstract available.
9. Ayvaliotis B, Bronson R, Rosenfeld D, Cooper G. Conception rates in couples where autoimmunity to sperm is detected. Fertil Steril. 1985
May;43(5):739-42.
10. Chamley LW, Clarke GN. Antisperm antibodies and conception. Semin Immunopathol. 2007 Jun;29(2):169-84.
11. Chen Z, Toth T, Godfrey-Bailey L, Mercedat N, Schiff I, Hauser R.Seasonal variation and age-related changes in human semen
parameters.J Androl. 2003 Mar-Apr;24(2):226-31.
12. Aitken RJ, Buckingham D, West K, Wu FC, Zikopoulos K, Richardson DW.Differential contribution of leucocytes and spermatozoa to the
generation of reactive oxygen species in the ejaculates of oligozoospermic patients and fertile donors.J Reprod Fertil. 1992 Mar;94(2):451-62.
13. Raman JD, Schlegel PN. Aromatase inhibitors for male infertility.J Urol. 2002 Feb;167(2 Pt 1):624-9.
14. Raman JD, Nobert CF, Goldstein M.Increased incidence of testicular cancer in men presenting with infertility and abnormal semen analysis.J
Urol. 2005 Nov;174(5):1819-22; discussion 1822.
15. 17. Carter SS, Shinohara K, Lipshultz LI. Transrectal ultrasonography in disorders of the seminal vesicles and ejaculatory ducts. Urol Clin
North Am. 1989 Nov;16(4):773-90.
16. Wieczorek P. Przydatność endosonografii w diagnostyce męskiej niepłodności wyd. IZT 2001
17. Carmignami L.: detection of testicularlesions In serve male infertility. J. Urol. 2004, Sep.172(3) 1045-1047.
18. Schlegel PN, Shin D, Goldstein M.Urogenital anomalies in men with congenital absence of the vas deferens.J Urol. 1996 May;155(5):1644-8.
19. Janczewski Z, Bablok L.: The diagnostics and prognosticsignificance of the testicular biosy. Andrologia, 1978,23,300-304
20. De Braekeleer M, Dao TN.Cytogenetic studies in male infertility: a review.Hum Reprod. 1991 Feb;6(2):245-50. Review.
21. Shin D, Gilbert F, Goldstein M, Schlegel PN.Congenital absence of the vas deferens: incomplete penetrance of cystic fibrosis gene
mutations.J Urol. 1997 Nov;158(5):1794-8; discussion 1798-9. Review.
22. Krausz C, Quintana-Murci L, McElreavey K.Prognostic value of Y deletion analysis: what is the clinical prognostic value of Y chromosome
microdeletion analysis?Hum Reprod. 2000 Jul;15(7):1431-4. Review.
23. Virro MR, Larson-Cook KL, Evenson DP.Sperm chromatin structure assay (SCSA) parameters are related to fertilization, blastocyst
development, and ongoing pregnancy in in vitro fertilization and intracytoplasmic sperm injection cycles.Fertil Steril. 2004 May;81(5):1289-95.
24. Clinical Guideline, National Collaborating Centre for Women’s and Children’s Health, Fertility: assessment and treatment for people with fertility
problems, 2004 February: 13.