Cftr делеция и бесплодие как забеременеть

CFTR –ген, отвечающий за формирование белковых образований в организме человека, его мутация может привести к кистозному фиброзу, вследствие чего увеличивается вероятность мужского бесплодия. Как показывает статистика сегодня, на каждого из 5 000 новорожденных в мире найдется один с данным видом патологии.

Существует несколько причин, которые провоцируют возникновение проблем с зачатием у мужчин:

• Изменения состава секреторных выделений желез, делая их больше вяжущими и густыми
• Происходит замедление движения секреторных выделений по семявыносящим протокам

Которые как выше упоминалось, приводят к развитию мужского бесплодия, и длительному процессу лечения. Стоит так же учитывать тот нюанс, что мужчина может и не переболеть инфекционным заболеванием, а быть только носителем патологии, который и является причиной бесплодия. Именно мутировавший ген CFTR может отвечать за стерильность и последующее за ним мужское бесплодие. Данный вид заболевания часто является наследственным, характеризуется тем, что железы внешней секреции выделяют густую и вязкую слизь. Зачастую патология может и не проявить себя пока не будет произведено необходимое обследование.

Ген CFTR — фактор, который является одним из важных элементов в генетической матрице мужского организма.

Цена CFTR-обследования указывается в соответствии прейскурантом медицинского центра, где необходимо сдать анализы для выявления возможных генетических мутаций. После получения качественных результатов, специалисты смогут сделать вывод о наличии или отсутствии аномальных изменений CFTR. Время для проведения всех исследовательских работ составлен интервал около 14 дней, в зависимости от самого процесса и трудностей, которые могут возникнуть при изучении взятого генетического материала.

Такую диагностику следует проводить перед планированием беременности, чтобы проконтролировать состояние здоровья будущего отца, заранее выявить возможные патологические отклонения, наследственную предрасположенность.

Сегодня на территории России выделяется 25 видов мутации в гене CFTR, когда как в мире выделяется до 1,5 тысяч подобных мутаций. Данный процесс является причиной развития такого заболевания, как муковисцидоз, представляющее собой наследственную патологию. Она характеризуется нарушением работы желез внешней секреции, в основном затрагивая:

• желудочно-кишечный тракт;
• дыхательную систему;
• половые железы;
• потовые железы.

Мутация гена CFTR приводит к нескольким последствиям:

• полному отсутствию белка CFTR;
• снижению его количества;
• структурным изменениям белка;
• нарушению функции.

Ген CFTR кодирует АТФ-связывающий белок, необходимый для формирования канала в стенках клеток, через который поступают ионы хлора. Следствием мутации белка становится нарушение транспорта указанных элементов, а также электролитов, что приводит к увеличению слизистых выделений и закупориванию выводящих протоков желез.

Мутация гена CFTR подразделяется на несколько классов в зависимости от того, к каким последствиям приводит данный процесс.

1. При первом классе мутации происходит нарушение синтеза аминокислот в белке. Это приводит к тому, что как и сам белок, так и аминокислота имеют короткую структуру, из-за чего они не могут нормально функционировать.
2. При втором классе отмечается нарушение структуры белка, из-за чего он начинает распадаться еще в цитоплазме, не достигая клеточной мембраны.
3. Третий класс мутации характеризуется образованием достаточного количества белка CFTR. Однако его функции нарушены.
4. Четвертый класс приводит к скорой закупорке ионных каналов, в результате чего транспортирование хлоридов нарушается. При этом функция самого белка нарушена лишь частично. Данный и следующие классы мутации в гене CFRT относятся к «легким».
5. Пятый класс характеризуется снижению числа нормальных аминокислот и белка в организме. Это происходит вследствие нарушения процесса формирования аминокислот.
6. Шестой класс – возможно нарушение постоянных действий, которые белок оказывает на другие клеточные каналы.

Стоит отметить, что при муковисцидозе чаще выявляется второй класс мутации в гене CFTR. Кроме того, частота распределения данной патологии различается в зависимости от места проживания людей, их национальности и других факторов.

Согласно исследованиям, проведенных Петровой Н. В., в России наиболее «популярным» классом мутации белка CFTR является второй.

Каждый новорожденный получает две копии белка CFTR. Первая достается ему от отца, а вторая – от матери. Соответственно, если родители являются носителями рассматриваемого генетического заболевания, то и ребенок также унаследует его. При этом следует понимать, что первые три класса мутации в гене CFTR носят более тяжелый характер, чем остальные три. Помимо этого, если, например, у отца выявляется четвертый класс мутации, а матери второй, тогда у ребенка проявляются более «легкие» формы мутации.

Первые три класса характеризуются следующим:

• выраженным поражением поджелудочной железы;
• нарушением аппетита;
• острый и/или хронический панкреатит (обычно выявляются в зрелом возрасте);
• нарушением легочной функции и другими симптомами.

Мутация гена CFTR, отнесенная к 4-6 классам, проявляется в виде только одного из следующих симптомов:

• полипы, образованные в носовых пазухах;
• гипертензия;
• цирроз печени;
• задержка роста;
• панбронхиолит и некоторые другие заболевания.

При наличии указанных патологий рекомендуется обратиться в специализированный центр для прохождения обследования на мутацию гена CFTR.

Основное воздействие рассматриваемый процесс оказывает на поджелудочную железу и легкие. Первые три класса мутаций наносит серьезный вред функции ПЖ. Что касается «легких», то в юном возрасте поджелудочная железа нормально отправляет свои функции, однако с возрастом может развиться недостаточность, острый или хронический панкреатит.

Необходимо отдельно обратить внимание на то, что «легкие» классы мутаций, хоть и несерьезно воздействуют на поджелудочную железу, в то же время их влияние на органы дыхания характеризуется значительным поражением легких. Этот вывод сделала уже упомянутая выше Н. В. Петрова. Но не все ученые согласны с выводами российского специалиста.

Также среди доказанных случаев проявления мутации в гене CFTR является мужское бесплодие. Нередко оно возникает вследствие отсутствия или недостаточно развитых семявыводящих протоков. Подсчитано, что примерно 2% мужчин, у которых выявлено бесплодие, страдают от рассматриваемой патологии.

Средняя продолжительность жизни человека, у которого выявлены мутации гена CFTR, составляет 25 лет. Нередки случаи, когда люди с этой проблемой доживают до 60 лет. Основной причиной столь ранней смерти является дыхательная недостаточность, диагностируемая в 95% случаев. К сожалению, лечения данной патологии не существует. Специалисты, на основе полученных данных о классе мутации, могут прописать прием корректоров, благодаря которым белок начинает принимать правильную структуру, потенциаторы, необходимые для восстановления хлорного канала, вещества, способствующие синтезу аминокислот, и другое.

Проблема мужского бесплодия сегодня актуальна как никогда раньше. Врачи-андрологи и репродуктологи отмечают повсеместную тенденцию снижения качества спермы мужчин, особенно молодого возраста. Причин, вызывающих плохие показатели спермограммы много, но, не всем пациентам назначают генетический CFTR анализ. В каких случаях назначается этот анализ и что он дает?

Прямым показанием для проведения генетического обследования мужчины являются неудовлетворительные результаты спермограммы:

• Выраженная олигозооспермия, или тератозооспермия (низкий уровень содержания сперматозоидов патологическая морфология);
• Олигоспермия (значительное уменьшение количества эякулята);
• Азооспермия ( полное отсутствие сперматозоидов в сперме).

Кроме плохой спермограммы показаниями для проведения анализа являются:

• Изменение соотношения половых гормонов ( по анализу крови);
• Уменьшение объема яичек в сравнении со средней нормой в 2-3 раза;
• Наличие в анамнезе супруги невынашивания беременности.

Ген CFTR, трансмембранный регулятор муковисцидоза, является маркером обструктивного бесплодия при муковисцидозе. Кистозный фиброз, или муковисцидоз является наследственным заболеванием, при котором поражаются железы внешней секреции, продуцирующие патологически густую и вязкую слизь. Заболевание может протекать в атипичной форме и не проявлять себя. Сftr ген муковисцидоза муковисцидоза у человека локализуется на длинном плече 7-ой хромосомы в позиции q31.2. Диагностировать его могут по поводу бесплодия мужчины, проводя анализ CFTR мутации.

Главной причиной развития муковисцидоза, а затем и бесплодия у мужчин является мутация гена CFTR. Он отвечает за работу субклеточных образований – ионных каналов. Вследствие его мутации нарушается перенос хлора через каналы в клетки, вырабатывающие слизистый секрет. Это является причиной обезвоживания секрета, он становится более густым и вязким. Такой вязкий секрет в половых органах мужчины приводит к фиброзным изменениям в семявыносящих каналах и в придатках яичка, или к их полному отсутствию. Такая патология проявляется мужской стерильностью и бесплодием. Причиной мужского бесплодия может быть даже не само заболевание, а его носительство.

Провести исследование гена CFTR можно как с диагностической целью у больных с клиническими проявлениями заболевания, так и с прогностической целью у здоровых лиц, планирующих беременность. CFTR анализ цена, на который указывается в прайс листе любой генетической лаборатории, совершенно безболезненный и не требует специальной подготовки. Материалом исследования является цельная венозная кровь.

Срок выполнения исследования – не менее двух недель.

Ген CFTR это трансмембранный регулятор муковисцидоза, белковое образование, посредством которого осуществляется перенос ионов хлора и натрия через мембранные стенки клеток. Мутации, происходящие в гене, приводят к развитию довольно распространенного генетического заболевания (рецессивного типа) – муковисцидоза, и, как, следствие, мужского бесплодия. Причина заболевания заключается в нарушении ионной транспортировки в клетки эпителия, продуцирующие секреторную жидкость, что в свою очередь ведет к нарушению процесса секреции и характера секреторной жидкости.

Застой секрета вызывает развитие бактериальной инфекции, кистозных образований, что приводит к муковисцидозу в органах и системах, в том числе и в мужской половой системе. Гиперпродукция вязкой слизи приводит к закупорке канальцев семенников и развитию мужской стерильности.

Ген CFTR это наиболее частая причина врожденного мужского бесплодия, связанного с плохой проходимостью семявыносящих протоков или полным их отсутствием. Причем последняя патология развивается у 2% стерильных, по причине муковисцидоза, мужчин. Обструктивная азооспермия (полное отсутствие сперматозоидов в сперме), наблюдается у 6%. Патологии могут проявляться явной клинической картиной, могут быть срытыми, или протекающими атипично. В группе риска находятся носители мутированного гена муковисцидоза, которые выявляются только при генетическом обследовании. Анализ на ген муковисцидоза и ген cftr анализ на этот показатель выявляет и, так называемые, мягкие его мутации:

• Олигоастенотератозооспермию;
• Обособленную олигозооспермию;
• Малый объём семенной плазмы;
• Патологическую густоту и вязкость эякулята;
• Низкую насыщенность спермы фруктозой.

Для мужчин детородного возраста показаниями для исследования на ген муковисцидоза являются:

• Определение степени риска рождения больного ребенка при планировании семьи;
• Дифференцированная диагностика мужского бесплодия.

В исследовании участвуют 25 необходимых генетических маркеров гена муковисцидоза. Они позволяют увидеть наиболее распространенные его мутации, связанные с развитием заболевания. В результатах исследования могут быть три варианта:

• N / N – мутаций не обнаружено;
• N / M – есть мутация по гетерозиготному типу, что означает скрытое носительство.
• M / M – есть гомозиготная мутация, что является подтверждением диагноза – «муковисцидоз».

Материал исследования – цельная венозная кровь.
Срок выполнения анализа – не менее 15 рабочих дней.

Итог мутации CFTR- бесплодие у мужчины. К сожалению, это передается по наследству на генном уровне, или же после заболевания в обоих случаях происходят нарушения односторонней или двухсторонней проходимости секреторных выделений из семявыводящих протоков. Так называемая генитальная форма муковисцидоза. При данном заболевании стоит учитывать тот фактор что может и не быть явных признаков проблем. Поэтому стоит, проходит обследование перед планированием отцовства.

Выявление мутации гена CFTR при бесплодии происходит через процесс генетического исследования, которое в свою очередь позволяет определить степень заболевания и варианты дальнейшего лечения пациента, учитывая анализ на cftr мутации (cftr анализ крови) .

Более точное исследование назначается если:

• Анализ крови показал явные изменения в соотношении гормонов полового типа
• Изменение формы мужских яичек в отличие от установленной нормы в несколько раз
• Анамнез партнера показывает не способность вынашивания плода

Так же показанием к более глубокому обследованию является спермограмма, если ее результаты показывают:

• Выявление морфологической патологии и низкий уровень сперматозоидов
• Значительное уменьшение выделения семенной жидкости (другими словами эякулята)
• Стерильность мужской спермы (отсутствие сперматозоидов как таковых)

Из-за проявления мутации CFTR, бесплодием страдает большое количество мужчин, как после фиброза, так и по наследственным причинам.

При исследовании выявляются такие факторы как:

• Нарушенный сперматогенез с отсутствием внешних проявлений
• Уровень активности сперматозоидов в сперме
• Выявление неправильной работы органов половой секреции
• Изучение генетического материала, при необходимости проведения ЭКО

Причиной мутации CFTR бесплодия последовавшим за этим, является, как упоминалось ранее, мутационные процессы гена, отвечающего за трансмембранную регуляцию, он провоцируют развитие фиброза, после чего происходит поражение внешних желез, отвечающих за секрецию, и ухудшается состояние органов дыхания (тоже из-за повышения вязкости слизи). Данное заболевание представляет особый интерес для изучения наукой, по причине того, что оно имеет определенный приоритет в поисках лечения.

В современной медицине мутация гена CFTR бесплодии связанного с этим процессом, выясняется довольно быстро, главное начать сам процесс лечения. Вообще, как показывают научные эксперименты, генетические причины бесплодия чаще всего выявляются в нарушенной структуре и изменившемся числе человеческих хромосом. По этой причине всегда необходимо проходить все процессы исследования вне зависимости от поставленного диагноза бесплодия.

Как показывает статистика, практически половина пар не может завести ребенка по причине неспособности мужчин, по причине нарушений их организмом репродуктивных функций.

Мутации гена CFTR и бесплодие, которое непосредственно взаимосвязаны между собой, могут, проявляться у 2% мужчин, с наследственным двухсторонним отсутствием семявыводящего протока. Практически у каждого такого мужчины в свою очередь есть мутация на генетическом уровне, а именно предрасположенность к заболеванию кистозным фиброзом среди набора из 7 пар хромосом.

На сегодняшний момент мутации в гене CFTR и бесплодие как закономерное последствие, определяются более чем в 1 500 разновидностях генетических изменений, выявить которые поможет cftr анализ крови.

Факторы, способствующие появлению мутации:

• Преобразование структуры белка
• Выявление нарушений в функциональности белка

Появление мутационного процесс CFTR состоит из нескольких этапов, смотря к чему, приведут последствия:

• Во время первого этапа происходит процесс нарушения объединения органических соединений для формирования белка. Что в свою очередь приводит к тому, что образовывается короткий, аномальный белок, не выполняющий свои функции.
• Второй этап характеризуется нарушением структурности белка, по этой причине начинается его распад, до достижения плазматической мембраны, то есть в самом содержимом клетки – цитоплазме.
• Третий этап проявляется в нормальном по количеству образовании белка CFTR, но качество его нарушено.
• При четвертом этапе происходит быстрая закупорка пор каналов, образованных CFTR, поэтому движение хлоридов нарушается. Все последующие этапы, как и этот, являются «легким» видом изменений CFTR.
• Пятый этап проявляется в низких показателях белка из-за нарушения процесса образования аминокислот на генетическом уровне.
• Шестой этап диагностируется при нарушении действий белка на другие ионные туннели клетки.

CFTR — фактор мужского бесплодия, это доказано давно, и только при правильном диагностировании и своевременном лечении мужчина сможет увеличить свои шансы стать отцом. Стоит помнить об этом всегда.

источник

Комплексное исследование, которое позволяет определить ведущие генетические причины мужского бесплодия и выбрать соответствующую тактику ведения пациента.

В исследование включены самые частые генетические причины мужского бесплодия: выявление делеций в области локуса AZF, влияющих на сперматогенез, определение количества CAG-повторов в гене AR, связанных с изменением чувствительности к андрогенам и поиск мутаций в гене CFTR, отвечающего за развитие заболевания муковисцидоз, клиническим проявлением которого является обструктивная азооспермия.

БиоЧип, Автоматическое секвенирование ДНК, полимеразная цепная реакция.

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Буккальный (щечный) эпителий, венозную кровь.

Как правильно подготовиться к исследованию?

Общая информация об исследовании

Мужское бесплодие (МБ) – это серьезное патологическое состояние, требующее комплексной всесторонней диагностики, неотложной коррекции, а в некоторых случаях и профилактики.

Бесплодием страдает 15-20 % пар репродуктивного возраста. В половине случаев оно связано с «мужским фактором», проявляющимся отклонениями в параметрах эякулята.

Сложность диагностики МБ заключается в большом количестве причин, его вызывающих. К ним относятся аномалии мочеполовой системы, опухоли, инфекции мочеполового тракта, эндокринные нарушения, иммунологические факторы, генетические мутации и др. В отличие от вышеперечисленных причин, генетические не всегда имеют клинические проявления, однако крайне важны для диагностики МБ у обследуемого.

Важно понимать, что диагноз «МБ» и его форм может поставить только врач-специалист на основании анамнестических данных, данных осмотра, результатов инструментальных и лабораторных исследований. Поводом обращения к врачу могут быть следующие причины:

• невозможность зачатия ребенка в течение года при условии отсутствия признаков женского бесплодия у партнерши;
• нарушения эректильной и эякуляторной функций;
• сопутствующие заболевания урогенитальной сферы (воспалительные, опухолевые, аутоиммунные, врождённые и др.);
• прием гормональных и цитостатических препаратов;
• дискомфорт в урогенитальной области.

Частыми причинами мужского бесплодия являются нарушения структуры и количества сперматозоидов, влияющие на их подвижность и способность к оплодотворению.

Основными генетическими причинами развития МБ являются:

1) делеции (удаления генетических фрагментов) локуса AZF;

2) полиморфизм (увеличение повторов генетического фрагмента – CAG) гена AR;

3) мутации (нарушение последовательности) гена CFTR.

В настоящее время эти маркеры являются неотъемлемой частью стандартных критериев при комплексной диагностике генетических проявлений МБ, встречаясь в группе пациентов в 10-15 % случаев.

Делеции локуса AZF и гена SRY

Важную роль в развитии таких патологий, как олигозооспермия и азооспермия, играют отклонения в специфическом участке Y-хромосомы – AZF-локусе (фактор азооспермии). Входящие в него гены определяют нормальное протекание сперматогенеза, и при нарушении генетической структуры AZF-локуса образование мужских половых клеток может серьезно нарушиться.

AZF-локус находится в длинном плече Y-хромосомы (q11). Гены, расположенные в этом локусе, играют важную роль в процессе сперматогенеза.

Микроделеция Y-хромосомы – это выпадение определенных участков, обнаруживается в среднем в 10-15 % случаев азооспермии и в 5-10 % случаев олигозооспермии тяжелой степени и обусловливают нарушения сперматогенеза и бесплодие у мужчин.

Локус AZF разделен на 3 участка: AZFa, AZFb и AZFc. В каждом из них идентифицированы гены, участвующие в контроле сперматогенеза. Делеции в локусе AZF могут быть полными, т.е. целиком удаляющими один из AZF-регионов или более, и частичными, когда они не полностью захватывают какой-либо из трех его регионов.

При полных AZF-делециях прослеживается довольно четкая зависимость степени нарушения сперматогенеза от размера и локализации делеций, что может иметь прогностическое значение в получении сперматозоидов, пригодных для программ экстракорпорального оплодотворения.

• Отсутствие всего локуса AZF, а также делеции, целиком захватывающие регионы AZFa и/или AZFb, указывают на невозможность получения сперматозоидов.
• Практически у всех пациентов с делециями AZFb или AZFb+c отмечают азооспермию вследствие тяжелых нарушений сперматогенеза (синдрома «только клетки Сертоли»).
• При полных делециях региона AZFc проявления варьируются от азооспермии до олигозооспермии. В среднем у 50-70 % пациентов с делецией, целиком захватывающей AZFс-регион, удается получить сперматозоиды, пригодные для искусственного оплодотворения.
• При частичных AZFс-делециях проявления варьируются от азооспермии до нормозооспермии.

Исследование состояния AZF-локуса Y-хромосомы у пациентов с азооспермией и олигозооспермией тяжелой степени позволяет установить генетическую причину нарушений сперматогенеза, провести дифференциальную диагностику бесплодия у мужчин и скорректировать лечение, проверить возможность получения сперматозоидов при тестикулярной биопсии и возможность получения сперматозоидов для ИКСИ (интрацитоплазматическая инъекция сперматозоида).

Следует учитывать, что в случае успешного использования вспомогательных репродуктивных технологий делеция Y-хромосомы передается по мужской линии. Это показывает необходимость диспансерного наблюдения за мальчиками, рождёнными после применения ИКСИ у отцов с микроделециями в Y-хромосоме, для оценки их фертильного статуса.

Показания для скрининга AZF-делеций основываются на количестве сперматозоидов и включают в себя азооспермию и тяжелую олигозооспермию ( T, N1303K, 2143delT, 2184insA, G542X, 1677delTA, R334W, 3821delT, G85E, 2789+5G>A, S1196X, 2183AA-G, I507del, 621+1G>T, R347P, R553X, 1078delT, R347H, 1717-1G>A, G551D, R1162X, 3732delA.

Генетический анализ позволяет выявлять до 95 % всех возможных больных, что существенно превышает разрешающие способности утвержденного в России скрининга.

Совокупность результатов, которые могут быть получены при проведении генетического тестирования на наличие у мужчины делеций AZF, определения числа CAG-повторов гена AR и мутаций гена CFTR, позволяет выявить проблемы по мужской линии при планировании беременности, принять решение по тактике ведения пациента и при необходимости выбрать оптимальную схему вспомогательных репродуктивных технологий.

Когда назначается исследование?

• При диагностике причин бесплодия у мужчин;
• комплексное обследование бесплодной пары;
• при нарушении сперматогенеза неясной этиологии;
• при определении терапевтического подхода к получению сперматозоидов для ЭКО (и прогнозировании его возможности);
• в случаях нарушения репродуктивной функции по мужской линии в семейном анамнезе;
• если у мужчины выявлены структурные аномалии семявыносящего протока (двустороннее отсутствие семявыносящего протока, одностороннее отсутствие семявыносящего протока).

Анализ локуса AZF

• Делеции не выявлены – данное состояние не ассоциировано с развитием мужского бесплодия.
• Выявлена делеция (делеции) – данное состояние может являться причиной развития клинических проявлений мужского бесплодия и, в зависимости от типа делеции, нарушений сперматогенеза разной степени выраженности.
• Делеция AZFa – негативный прогноз в отношении получения сперматозоидов с помощью биопсии яичка.
• Делеция AZFb – негативный прогноз в отношении получения сперматозоидов с помощью биопсии яичка.
• Делеция AZFc – высокая вероятность получения сперматозоидов, пригодных для искусственного оплодотворения.
• Делеция SRY – нарушение дифференцировки гонад по мужскому типу, женский фенотип.

Количество повторов гена AR. Верхней границей нормы для определения риска генетической предрасположенности к гормонозависимому нарушению сперматогенеза является 23 CAG-повтора. По некоторым источникам, диапазон 20-26 повторов считается относительной нормой.

Анализ гена CFTR

N (норма) / N (норма) – мутации не обнаружены.

N (норма) / M (мутации) – выявлена мутация в гетерозиготном состоянии.

M (мутация) / M (мутация) – выявлена мутация в гомозиготном состоянии, подтверждение диагноза «муковисцидоз».

По итогам комплексного исследования выдается заключение с интерпретацией результатов.

[08-038] Простатспецифический антиген общий (ПСА общий)

На протяжении жизни данные генетические маркеры не изменяются, исследование проводится однократно.

1. Naina Kumar and Amit Kant Singh Trends of male factor infertility, an important cause of infertility: A review of literature J Hum Reprod Sci. 2015 Oct-Dec; 8(4): 191–196.

источник

Специалисты Клинического госпиталя на Яузе проводят полный спектр исследований для выявления причин бесплодия у мужчин и женщин и разрабатывают индивидуальные программы лечения для успешного зачатия.

Бесплодным считается брак, в котором женщина не может забеременеть на протяжении 12 месяцев при регулярной половой жизни без контрацепции. Бесплодие может быть обусловлено генетическими особенностями одного или обоих супругов.

Точное выявление причин бесплодия позволяет выбрать правильную тактику лечения и значительно ускорить достижение желанного результата — наступления беременности и рождения ребенка.

Не теряйте время на неэффективное лечение! Пройдите точную диагностику.

• кариотипирование;
• экспертная спермограмма;
• анализ мутаций в гене муковисцидоза (CFTR);
• определение делеций локуса AZF хромосомы Y (регионов а, b, c);
• определение индекса фрагментации хроматина (HALO- или TUNEL-тесты);
• FISH-исследование сперматозоидов — выявление численных хромосомных аномалий (анеуплоидий);
• электронно-микроскопическое исследование сперматозоидов (ЭМИС);
• определение числа (CAG)-повторов в гене андрогенового рецептора.

Выявив причины бесплодия и объективно оценив выраженность нарушений, репродуктолог сможет рекомендовать оптимальный для каждой пары метод преодоления бесплодия — заместительная гормональная терапия, искусственная инсеминация, ЭКО с ИКСИ, МЕЗА, ТЕЗА, ПЕЗА, ЭКО с донорской спермой и др. Современные репродуктивные технологии позволяют достичь успеха практически при любой сложности проблемы.

Пройдите обследование для исключения генетических причин бесплодия при:

• выраженной олигозооспермии или азооспермии (обструктивной, необструктивной);
• тератозооспермии;
• астенозооспермии:
  • азооспермия — отсутствие сперматозоидов в эякуляте (обструктивная — связана с непроходимостью семявыносящих путей, необструктивная — при нарушении образования сперсматозоидов в яичках),
  • олигозооспермия — сниженное количество сперматозоидов в эякуляте. О существенном угнетении сперматогенеза говорят при концентрации сперматозоидов менее 5 млн/мл эякулята,
  • тератоззоспемия — нарушение морфологии сперматозоидов,
  • астенозооспермия — нарушение подвижности сперматозоидов.

Записаться на консультацию

• хромосомные нарушения— носительство сбалансированной реципрокной или Робертсоновской транслокаций, инверсий и др. структурных изменений кариотипа в большинстве случаев сопровождаются нарушениями сперматогенеза. Аномалии кариотипа встречаются у мужчин с азооспермией и с олигозооспермией.
• аномалии числа половых хромосом — синдром Клайнфельтера (47,ХХУ); некоторые случаи дисомии хромосомы Y (47,XYY). Синдром Клайнфельтера является крайне распространённой патологией: на каждые 500 — 700 новорождённых мальчиков приходится 1 ребёнок с данной патологией. Синдром Клайнфельтера является одной из самых частых причин мужского гипогонадизма (гипергонадотропного гипогонадизма) и бесплодия.
• структурные аномалии половых хромосом.
• делеции локусаAZFхромосомыY. «Фактор азооспермии» — локус АZF включает гены, отвечающие за сперматогенез. Он делится на 3 региона: AZFa, AZFb. AZFc, делеции которых сопровождаются нарушениями сперматогенеза различной степени тяжести. Так, делеции в AZFa обычно сопровождаются синдромом «только клетки Сертоли». В случае делеции локусов AZFb, AZFс возможно обнаружение в тканях яичек сперматозоидов пригодных для процедуры ИКСИ. Делеции в локусе AZF в большинстве случаев возникают denovo в результате мутаций в клетках сперматогенного ряда или на ранних стадиях развития эмбриона. Делеции локуса AZF встречаются у 15% мужчин с выраженной идиопатической олигозооспермией и 20% мужчины с идиопатической необструктивной азооспермией.
• мутации в гене AR — андрогеннового рецептора. Влияние числа (CAG)-повторов на сперматогенез до конца не доказано, однако повреждения гена в области гормонсвязывающего участка (делеции и точковые мутации) достоверно приводят к развитию олигоастенотератозооспермии. Примерно случаев азооспермии или выраженной олигозооспермии связаны с точковыми мутациями в гене рецептора андрогенов.
• мутации в генах, приводящие к развитию гипогонадотропного гипогонадизма (синдром Каллмана и др. состояния).
• мутации в гене муковисцидоза CFTR. Муковисцидоз относится к числу наиболее распространенных моногенных заболеваний в европейской популяции и в среднем встречается с частотой 1 больной ребенок на каждые 2500 новорожденных. Примерно 1 из 25 человек является гетерозиготным носителем мутации в гене CFTR. Мутации в гене CFTR приводят к нарушениям сперматогенеза различной степени тяжести, часто без манифестации других признаков муковисцидоза.
• мутации в гене половой дифференцировки SRY.

Мутации в гене муковисцидоза CFTR приводят к врожденному отсутствию семявыносящих протоков (CBAVD, CUAVD) и непроходимости семявыносящих протоков.

Тератозооспермия и астенозооспермия могут быть обусловлены мутациями в отдельных генах или указывать на наличие хромосомных аномалий в кариотипе мужчины, а в сочетании с высокой степенью фрагментации хроматина в сперматозоидах свидетельствуют о нарушении оптимальных условий сперматогенеза и повышенной вероятности наличия численных хромосомных аномалий в сперматозоидах.

Мутации в генах, отвечающих за развитие гонад и их функционирование, в том числе генах, кодирующих гормоны ЛГ, ФСГ и их рецепторы, могут быть причиной бесплодия у мужчин. Однако данные нарушения встречаются настолько редко, что проводить генетические исследования для выявления возможной причины в рамках лечения в клиниках ВРТ не представляется целесообразным. Бесплодие может развиваться как следствие наличия у пациента генерализованного наследственного генетического заболевания (синдром Прадера-Вилли, синдром Нунан, гемохроматоз, анемия Фанкони, бета-талассемия и др.).

К бесплодию у мужчин могут приводить и различные экзогенные факторы облучение, перегрев яичек, курение и чрезмерное потребление алкоголя, перенесенные инфекционные заболевания, производственные яды, лекарства, болезни матери при беременности: сахарный диабет, фенилкетонурия и гипотиреоз, перенесенные инфекционные заболевания.

• Кариотпирование
• Преимплантационный генетический скрининг анеуплоидий
• Исследование уровня рецептивности эндометрия
• Исследование мутаций в генах системы гемостаза
• Исследование неравновесной инактивации хромосомы Х

Пройдите обследование для исключения генетических причин бесплодия при:

• бесплодии неясного генеза
• неудачных попытках искусственного оплодотворения, в том числе ЭКО
• нарушении имплантации эмбрионов
• невынашивании беременности
• спонтанных абортах и случаях неразвивающейся беременности в анамнезе

Хромосомные нарушения:

• нарушения механизмов расхождения хромосом в процессе оогенеза приводят к образованию яйцеклеток с численными хромосомными нарушениями. После 35 лет доля яйцеклеток с хромосомной патологией возрастает и может достигать 80% после 40 лет. Оплодотворение яйцеклетки с хромосомной патологией приводит к формированию анеуплоидного эмбриона. В большинстве случаев (за исключением трисомии хромосом 13, 18, 21 и численных аномалий половых хромосом) такие эмбрионы рано или поздно останавливаются в развитии, что приводит к самопроизвольному аборту или неразвивающейся беременности. Наличие хромосомной патологии у эмбриона также может быть причиной нарушения имплантации в стенку матки.
• хромосомные аберрации— носительство сбалансированной реципрокной или Робертсоновской транслокаций, инверсий и др. структурных изменений кариотипа в большинстве случаев приводят к образованию анеуплоидных яйцеклеток.
• аномалии числа половых хромосом: синдром Шерешевского-Тернера (45,Х); синдром трисомии хромосомы Х (47,ХХХ), синдром Свайера (46,XY).
• структурные аномалии половых хромосом могут быть причиной первичной недостаточности функции яичников.

Молекулярно-генетические нарушения:

• Мутации в генах, отвечающих за гомеостаз — повышенное содержание гомоцистеина, повышенная свертываемость крови и склонность к тромбообразованию — могут быть причиной бесплодия и невынашивания беременности.
• Нарушение рецептивности эндометрия и смещение времени имплантационного окна
• Синдром Мартина-Белл (синдром ломкой fragile X mental retardation syndrome,FRAXA) является наиболее частой причиной умственной отсталости у мальчиков. Развитие синдрома связано с экспансией тринуклеотидных повторов (CGG) в промоторной области гена FMR1 хромосомы Х. У здоровых индивидов число этих повторов колеблется от 6 до 54, а увеличение этого числа свыше 200 повторов приводит к феномену ломкой и клиническому проявлению заболевания. При количестве повторов от 55 до 200 (предмутационное состояние) заболевание в типичной форме не проявляется, но существует высокая вероятность проявления заболевания у потомков. У женщин-носителей предмутационного состояния в случаев развивается синдром раннего истощения яичников.
• Мутации в генах, обуславливающие развитие вторичной недостаточности функции яичников — гипогонадотропного гипогонадизма (нарушения в работе гипоталамо-гипофизарной регулирующей системы). Например, синдром Каллмана и др. состояния.

Также как и в случае мужчин, мутации в генах, отвечающих за функционирование репродуктивной системы, в том числе генах половых гормонов и их рецепторов, могут приводить к бесплодию. Бесплодие может быть следствием наличия генерализованного наследственного генетического заболевания (синдром Прадера-Вилли, адреногенитальный синдром, галактоземия, муковисцидоз, гемохроматоз, бета-талассемия и др.).

Воздействие неблагоприятных факторов окружающей среды, стрессы, перенесенные инфекции, в том числе во время внутриутробного развития, также могут приводить к развитию бесплодия.

Для установления причин бесплодия специалисты Клинического госпиталя на Яузе рекомендуют пройти консультации уролога, акушера-гинеколога, эндокринолога, клинического генетика. Консультация генетика рекомендуется всем парам, обращающимся к помощи ВРТ, и является обязательной при обнаружении той или иной формы генетической патологии у одного из партнеров.

источник

При мужском факторе бесплодия в 30-50% всех случаев выявляется нарушение структуры или числа хромосом, т.е. генетическое бесплодие.

Процесс сперматогенеза у мужчин контролируется более чем двумя тысячами генов, особенно в половой хромосоме Y.

Мутации генов могут являться причиной нарушения, как самого процесса сперматогенеза, так и морфологии сперматозоидов, их подвижности и общих фертильных свойств.

Многие люди даже не подозревают о наличии носительства мутаций. Как правило, это выявляется при обследовании супружеской пары, когда им не удаётся зачать ребёнка. Мутации в генах бывают и у женщин, и у мужчин. Поэтому анализ кариотипа рекомендуется проводить обоим супругам при всех формах бесплодия или привычного невынашивания беременности.

При генетическом бесплодии в спермограмме у мужчин выявляется:

• Азооспермия (отсутствие спрматозоидов в эякуляте)
• Олигозооспермия (снижение числа сперматозоидов)

Самой частой причиной этого являются мутации Y-хромосомы и мутации в гене CFTR (ген муковисцидоза). Также причиной мужского бесплодия могут быть повреждения ДНК самих сперматозоидов (высокая фрагментация ДНК в сперматозоидах), аномалии в общем наборе хромосом у мужчины, например, синдром Кляйнфельтера (наличие лишней X хромосомы).

Гораздо реже встречается врожденное двустороннее отсутствие семявыносящего протока (генетическая мутация в одной из хромосом 7 пары).

1. наследственность;
2. неблагоприятное влияние окружающей среды (курение, алкоголь, наркотики, инфекционные заболевания, радиация, приём некоторых лекарственных препаратов).

Для выявления данной патологии проводятся исследования:

• венозной крови (анализ кариотипа, анализ микроделеций Y-хромосомы (AZF-фактор и др.), исключение носительства мутаций в гене CFTR);
• анализ эякулята (спермограмма, выявление фрагментации ДНК в сперматозоидах (Halosperm)).

• при бесплодии неясного генеза;
• при тяжёлой олигозооспермии, необструктивной азооспермии;
• в случае привычного невынашивания раннего срока беременности у супруги (наличие 2 и более самопроизвольных абортов в первом триместре беременности);
• при наличии в семье родственников с врождёнными пороками;
• при наличии нескольких неудачных попыток ЭКО.

Генетическое бесплодие вылечить невозможно, но это не означает, что супружеской паре нельзя ничем помочь. Современная медицина располагает методами, позволяющими паре с диагнозом генетическое бесплодие стать родителями здоровых детей. В этом случае рекомендован один из методов вспомогательных репродуктивных технологий – ИКСИ. Т.е. в яйцеклетку, с помощью тончайшей трубочки вводится сперматозоид.

Но для того, чтобы предотвратить риск передачи своему потомству генетических отклонений необходима преимплантационная генетическая диагностика (ПГД). Это исследование (на 4-5 сутки после оплодотворения) даёт возможность провести полную диагностику всего набора хромосом эмбриона. По результатам ПГД в полость матки будут перенесены только здоровые эмбрионы.

источник

Примерно 15% сексуально активных супружеских пар сталкиваются с проблемой невозможности зачатия желанного ребенка. Если беременность не наступает дольше, чем после года активной половой жизни без контрацепции, то речь идет о бесплодии, типов которого несколько. Одной из редких причин проблем с фертильностью у молодой пары может быть генетический фактор. Сбой на уровне хромосом обычно возникает под влиянием каких-либо негативных воздействий еще в период внутриутробного развития будущих родителей, но бывает и приобретенным. Человек долгое время может ничего не знать о поломке в генах, пока не столкнется с бесплодием в зрелом возрасте. Влияние мутаций ДНК на бесплодие чаще выявляется у мужчин. Современная медицина в большинстве случаев может помочь решить эту проблему.

Каждая бесплодная пара уникальна, ведь причины недуга могут быть очень разными. Одни из них более распространены, другие встречаются гораздо реже. При проведении диагностики врачи вначале исключают самые вероятные заболевания, приводящие к бездетности. Во время медицинского осмотра пара может получить рекомендации пройти дополнительные обследования.

Генетик при бесплодии консультирует семью, если:

• в прошлом у женщины было несколько выкидышей на ранних сроках, мертворождение либо есть ребенок с врожденными пороками развития;
• беременность не наступает более года;
• диагностика не выявила каких-либо заболеваний, снижающих вероятность зачатия;
• один из супругов страдает наследственным заболеванием либо имеет врожденные дефекты;
• брак заключен между родственниками;
• один или оба партнеров подвергались негативному воздействию окружающей среды (вредное производство, радиация и т.п.).

В геноме заложена вся информация о человеческом организме. Форма носа и ушной раковины, цвет глаз, телосложение — эти и многие другие данные записаны на определенном участке хромосом. Также закодированы и сведения о наследственных заболеваниях, которые были в роду. В процессе оплодотворения яйцеклетки генетическая информация обоих родителей передается будущему ребенку, по 23 пары хромосом от каждого.

Дефект одного или нескольких генов в хромосомном наборе и становится причиной генетического бесплодия. Это может быть нарушение структуры хромосом, увеличение или уменьшение их количества, изменения какого-то участка ДНК. Из-за этих мутаций возникают определенные синдромы и заболевания.

Так, проблема бесплодия может быть связана с генетически обусловленными факторами.

1. Наследственные врожденные анатомические аномалии органов мочеполовой сферы у одного или обоих супругов — отсутствие, удвоение, недоразвитие матки, яичек, яичников, маточных труб, влагалища.
2. Наследственные заболевания, не связанные с патологией половых органов, но имеющие обширный симптомокомплекс и опосредованно влияющие на возможность зачатия и развития беременности. Сюда можно отнести гематологические, эндокринные, тяжелые соматические, некоторые аутоиммунные патологии.
3. Дисфункция нормальных при рождении репродуктивных органов из-за мутации хромосом с возрастом или под воздействием агрессивной окружающей среды. Как пример, синдром истощенных и поликистозных яичников.
4. Генетический сбой во время образования зиготы и в первые дни ее развития. Чаще всего именно такие беременности завершаются самопроизвольными абортами на ранних сроках, а выжившие дети страдают выраженными пороками развития. Иллюстрацией могут служить синдромы, связанные с трисомией (три хромосомы вместо двух в одной из пар): Дауна, Патау, Эдвардса и другие.
5. Генетическая несовместимость супругов. Проявляется при схожих HLA-антигенах у пары. Чем больше сходство, тем выше вероятность, что организм женщины будет отторгать плод.

Женская репродуктивная система устроена сложно. За ее развитие и правильность функционирования отвечают примерно две тысячи генов. Какие-либо мутации в любом из них и есть генетические причины бесплодия у женщин. Снижение фертильности может быть основным проявлением заболевания, вызванного генной поломкой, и частью симптомокомплекса.

Мутировать могут как половые хромосомы, несущие наследственную информацию потомству, так и аутосомы. Патологии бывают:

• регулярные (выявляются во всех клетках организма);
• мозаичные (здоровые и пораженные клетки чередуются).

У женщин могут выявляться дефекты хромосом только в яичниках. Даже у здоровых женщин некоторая часть ооцитов будет с генетической поломкой и их число повышается с возрастом. Изменения кариотипа приводят к аномалии имплантации эмбриона, привычной невынашиваемости, врожденным порокам у ребенка.

В некоторых случаях невозможность зачатия связана с врожденными анатомическими патологиями половых органов у будущей матери. Виной этому — наследственность и нарушения органогенеза в период эмбрионального развития. Например, аплазия яичников, недоразвитие матки и вульвы характерны для синдрома Шерешевского-Тернера как следствие мутации у хромосомы (45Х0). У женщин с отягощенной наследственностью нередко встречаются пороки развития матки.

Любое изменение кариотипа в сторону увеличения или уменьшения хромосом влечет за собой более или менее выраженные пороки развития. При изменении структуры молекул ДНК, таких как потеря, удвоение, поворот ее участка и подобные, бывают сходные последствия. Однако степень воздействия на организм будет колебаться в зависимости от вида хромосомной аберрации.

Генетика может стать фактором бесплодия, если возникает дисфункция яичников. Такое состояние возникает при их врожденной аномалии либо при воздействии на организм негативных факторов (ионизирующее излучение, смена климата). Женские половые железы начинают работать неправильно. Появляются различные нарушения менструального цикла:

В пораженных яичниках появляется множество фолликулов, не проходящих свой естественный путь развития. Они не созревают, не выходят в полость матки, что характерно для СПКЯ. Либо же у молодой женщины наступает ранний климакс: яичники уменьшаются в размерах, запас фолликулов истощается, прекращаются менструации. В таких случаях не всегда возможна беременность с яйцеклеткой пациентки, иногда необходимо применение донорских ооцитов.

Намного чаще, чем у женщин, встречается генетическое бесплодие у мужчин, в соотношении примерно 1:9. Хромосомные мутации затрагивают обычно стадии развития спермиев, влияют на их строение и подвижность мужских половых клеток.

В числе наиболее частых мутаций генетического характера у мужчин выделяют:

• изменение формы или структуры Y-хромосомы;
• поломка муковисцидозного гена CFTR;
• аномалии в общем наборе хромосом (наличие женской Х-хромосомы);
• повреждение ДНК сперматозоидов.

Нормальный мужской набор хромосом человека содержит 22 пары аутосом и 2 гоносомы, имеет вид 46XY и не меняется в течение жизни. При наличии в кариотипах мужчин каких-либо изменений возникают патологии развития. Так, если в наборе присутствуют лишние хромосомы, одна или несколько, кариотип принимает вид 47XXY (реже 47XYY, 48XXXY, 48XXYY и т.п.), то у мальчика развивается синдром Клайнфельтера.

Мужское бесплодие при этом распространенном наследственном заболевании обусловлено, как правило, азооспермией и олигоспермией. Современные ВРТ позволяют получить здоровое потомство у мужчин с таким диагнозом, ранее считавшимися абсолютно неспособными к зачатию.

Случаи мужского генетического бесплодия наблюдаются при наличии определенной симптоматики:

• наличие врожденных пороков развития органов мочеполовой сферы;
• нарушено развитие мужских половых признаков (маленькие размеры полового члена и яичек, невысокий рост, оволосение и формирование фигуры по женскому типу, большая грудь, небольшой кадык, тембр голоса);
• эректильная дисфункция;
• скудное количество эякулята, вплоть до его отсутствия, при семяизвержении;
• отсутствие жизнеспособных сперматозоидов в сперме (внешне не проявляется, проблему определяют лабораторным путем).

Сперматогенез — процесс созревания сперматозоидов в половых железах, происходящий непрерывно с начала полового созревания до конца жизни. Нормой считается содержание в 1 мл эякулята мужчины 20 миллионов гамет, из которых не менее трети должны быть правильной формы, более половины общего объема будут сохранять подвижность минимум час, а количество выделяемой спермы должно быть около 2 мл.

Под воздействием хромосомных аберраций, некоторых заболеваний, травматизма слаженная работа мужского организма по производству репродуктивных клеток может сбиваться вплоть до полной ее остановки. Выработка сперматозоидов уменьшается, они могут терять подвижность, изменять форму.

Основных моментов, негативно влияющих на качество спермы, несколько. Все они обратимы, стоит лишь на два — три месяца изменить образ жизни:

• алкоголь, табак, любые токсические вещества;
• половые инфекции;
• плохая экология;
• авитаминоз;
• избыточный вес;
• перегревание организма;
• травмы гениталий.

Выраженная степень расстройства сперматогенеза проявляется полным отсутствием половых клеток в семенной жидкости, что носит название азооспермии. При этом состоянии способность мужчины к зачатию ребенка стремится к нулю.

Другие аномалии смерматогенеза, влияющие на мужскую фертильность:

• тератозооспермия — высокий процент гамет с различными дефектами строения;
• астенозооспермия — снижение подвижности половых клеток;
• акиноспермия — полная неподвижность сперматозоидов;
• олигозооспермия — низкая концентрация гамет в семенной жидкости;
• гипоспермия — недостаточный объем эякулята;
• некроспермия — нежизнеспособные половые клетки.

При наличии необъяснимого бесплодия, врачи рекомендуют в комплексе диагностических мероприятий выполнить такое генетическое исследование, как HLA-типирование на целиакию. Это наследственное аутоиммунное заболевание, связанное с непереносимостью глютена. При этом диагнозе белки зерновых повреждают прежде всего тонкий кишечник человека. Одновременно могут выявляться патологические процессы и в других системах организма.

Протекает зачастую бессимптомно. Иногда приводит к аменорее у женщин и повышенному содержанию пролактина у мужчин. Наследственные риски определяются наличием в геноме одного из семи вариантов HLA-DQ. Эти гены отвечают за иммунный ответ организма на чужеродные клетки. Вероятность заболеть резко увеличивается, если человек унаследовал две копии такого гена от обоих родителей (гетерозигота).

Бесплодие, ассоциированное с целиакией, зачастую устраняется при соблюдении пациентами безглютеновой диеты в течение как минимум трех — шести месяцев.

Обследование при бесплодии проводится комплексное и включает в себя также методы ДНК-диагностики. Она позволяет выявить разнообразные нарушения в геноме супружеской пары, распознать источник происхождения репродуктивных проблем, предупредить передачу генных или хромосомных патологий по наследству. Включает в себя цитогенетическое и молекулярно-генетическое исследование, анализ на совместимость партнеров.

Цитогенетические исследования анализируют состояние хромосом. Одной из его разновидностей является кариотипирование. Идентифицировать аномалии в конкретной хромосоме или ее части способен метод FISH.

Молекулярно-генетические анализы используются для выявления особенностей генов или генных комплексов, к примеру делеции AZF-локуса, SRY-локуса, мутации гена CFTR и генов, кодирующих андрогенный рецептор у бесплодных мужчин. Для их проведения может применяться метод ПЦР, или полимеразной цепной реакции.

Исследуется биологический материал человека, обычно это кровь или слюна. Специальной подготовки не требуется. ДНК человека не меняется с момента зачатия до конца жизни, поэтому молекулярно-генетические исследования проводят единожды, результаты не имеют срока годности.

Гистероскопия стала стандартом обследования при диагностике и лечении всех типов бесплодия у женщин, в том числе и генетического. Проводится с целью:

• визуального осмотра цервикального канала, полости матки, маточных труб;
• получения образца ткани (биоптата) для гистологического анализа.

Процедура информативна, входит в обязательный перечень лечебно-диагностических мероприятий при планировании беременности и перед началом ЭКО. Операция малоинвазивна. Проводится с помощью специального прибора, вводимого в матку после анестезии — гистероскопа, изображение с оптической части которого передается на экран монитора.

Лечение генетического бесплодия, направленное на устранение причин, малопродуктивно. Восстановить поврежденные гены науке пока не под силу. Но отсутствие методов лечения не означает невозможность помочь человеку. Добиться зачатия, выносить и родить здорового ребенка при патологии генома реально с использованием методик современной репродуктивной медицины.

Вспомогательные репродуктивные технологии предлагают широкий спектр процедур, позволяющий испытать счастье осознанного родительства. С этой целью в специализированных медицинских центрах, оснащенных современным оборудованием, используют:

• ЭКО;
• ИКСИ;
• TESA;
• суррогатное материнство;
• использование донорской спермы или ооцитов.

При обнаружении HLA-несовместимости партнеров помогает иммуноцитотерапия — подсадка женщине лимфоцитов из обработанной особым образом крови отца будущего ребенка.

Терапия подбирается индивидуально в каждом конкретном случае, доступна для всех желающих и достаточно результативна. Диагноз генетического бесплодия больше не звучит как приговор.

источник

Тавокина Л.В., Молекулярно-цитогенетическая лаборатория Медицинского центра ООО «Исида-IVF», г. Киев.
Статья опубликована в журнале «Почки», № 2 (08), 2014 год.
Информационный ресурс «Издательский дом Заславский» www.mif-ua.com

В данном обзоре представлены данные о некоторых генетических факторах мужского бесплодия и рассмотрены методы, которые могут быть использованы для его диагностики. Среди генетических факторов выделяют изменения генетического аппарата на уровне гена (мутации), хромосом (хромосомные аберрации), тотальной ДНК (дисперсия хроматина и фрагментация ДНК). Кроме стандартных цитогенетических методов обследования, спермограммы и ДНК-диагностики, существует ряд молекулярно-цитогенетических методов, таких как FISH, TUNEL, SCSA, SCGE, SCD. Углубленное изучение спермы бесплодных мужчин на нескольких уровнях организации генетического материала позволит оценить информативность каждого метода отдельно и в комплексе, а также разработать оптимальный алгоритм для проведения диагностики с целью выбора наиболее эффективного метода лечения мужского бесплодия.

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ

Согласно статистике, в нашей стране около 15 % пар, находящихся в браке, имеют проблемы с зачатием ребенка. По данным ВОЗ, 15 % — это предел, за которым бесплодие становится социальной проблемой. Считается, что если при регулярной половой жизни без контрацепции беременность не наступает в течение года, необходимо начинать обследование и, возможно, лечение супругов. С чего же начать обследование пациентов? Это определяется тем, какой тип бесплодия будет диагностирован у супружеской пары. На сегодня основные формы бесплодия установлены.

Бесплодие является первичным, если беременности никогда не было, и вторичным, если у женщины была хотя бы одна беременность, какой бы исход она не имела (роды, внематочная беременность, выкидыш и т.д.).

При женском бесплодии выделяют несколько форм: трубное, перитонеальное, трубно-перитонеальное, эндокринное, связанное с эндометриозом бесплодие, иммунологическое, психологическое и т.д. Сочетание у женщины нескольких причин бесплодия получило название «сочетанное бесплодие». Сочетанное бесплодие надо отличать от комбинированного, при котором и мужчина, и женщина имеют проблемы с репродуктивным здоровьем. Помимо этих форм выделяют еще такую форму, как идиопатичекое бесплодие, или бесплодие неясного генеза, которое наблюдается среди абсолютно здоровых и хорошо совместимых супружеских пар.

Когда женщина на протяжении определенного времени не может забеременеть, она обращается за консультацией к доктору. Если же оказывается, что она вполне здорова и может иметь ребенка, тогда акушер-гинеколог рекомендует пройти обследование супругу. Однако не каждый мужчина готов спокойно признать, что ему необходима медицинская консультация и помощь.

На сегодня установлено, что причины мужского бесплодия так же, как и женского, очень разно–образны. В числе причин мужского бесплодия рассматриваются эякуляторные, сексуальные, анатомические изменения в строении половых органов, эндокринные расстройства, воспалительные процессы, иммунологический фактор, различные нарушение сперматогенеза, факторы внешней среды и многое другое. На сегодня в структуре причин бесплодного брака мужское бесплодие занимает до 40 %, и ему должно быть уделено такое же пристальное внимание, как и женскому. Возможные осложнения простатита также могут быть причиной бесплодия

В настоящей работе сделан акцент на генетических аспектах мужского бесплодия. Рассмотрение этой проблемы необходимо проводить в двух плоскостях: способность половых клеток мужчин к зачатию ребенка и способность развития зародыша после зачатия.

Известно, что генетические факторы обусловливают по крайней мере 30–50 % всех случаев тяжелых форм бесплодия у мужчин. Сперматогенез является сложным биологическим процессом, который зависит от точно контролируемого каскада активации и деактивации определенных генов. Результатом работы этих генов является процесс созревания сперматозоидов из клеток-предшественников (сперматогониев). У человека в этот процесс вовлечено более 2000 генов. По причине генетических нарушений могут возникнуть разные по своей этиологии и степени тяжести формы бесплодия: от незначительных нарушений сперматогенеза до полной дисфункции гонад.

Среди генетических факторов мужского бесплодия выделяют три основных: изменения генетического аппарата на уровне хромосом (хромосомные аберрации), на уровне гена или группы генов (мутации), на уровне тотальной ДНК (дисперсия хроматина и фрагментация ДНК). Вот почему кроме стандартных морфологических, биохимических тестов при мужском бесплодии рекомендовано применять молекулярно-цитогенетические и молекулярно-генетические методы, которые позволяют оценить состояние генетического аппарата соматических и половых клеток у мужчин.

ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ, ИЛИ КАРИОТИПИРОВАНИЕ

Это исследование позволяет увидеть изменения на уровне хромосом в соматических клетках (например, лимфоциты крови) и определиться с конституциональными особенностями пациента. Многими работами показано, что среди мужчин с бесплодием и нарушением сперматогенеза в 5–15 % случаев обнаруживают хромосомные изменения, числовые или структурные. При этом аномалии гоносом (половых хромосом Х и Y) составляют 75 %, а аутосом (неполовых хромосом) — 25 % [2].

Наиболее распространенными являются синдромы Клайнфельтера (кариотип 47, ХХY; частота 1,5 на 1000 новорожденных), дисомия Y (кариотип 47, ХYY; частота 1 на 1000 новорожденных).

Внешние половые органы у таких пациентов, как правило, сформированы по мужскому типу; для них характерен микроорхизм, который является одним из важнейших клинических критериев данных синдромов. Объем эякулята редко достигает 1,5 мл, проявляется азооспермия. При выявлении олигозооспермии целесообразно проведение молекулярно-цитогенетического (FISH-теста) исследования клеток эякулята для выявления мозаичной формы синдромов. При мозаичной форме с преобладанием клона 46,ХY описаны фертильные мужчины, хотя они, как правило, имеют повышенную частоту специфических и неспецифических хромосомных аберраций (поломок) в сперматозоидах [3]. При диагностике у пациента азооспермии, но с присутствием клеток-предшественников сперматозоидов в яичках возможно применение методов искусственного оплодотворения с забором генетического материала непосредственно из яичка путем биопсии. Описано рождение здоровых детей, зачатых таким образом. На данный момент также возможно использование метода предымплантационной генетической диагностики для выбора эмбрионов с нормальным набором хромосом до эмбриотрансфера в цикле экстракорпорального оплодотворения (ЭКО).

Частота структурных хромосомных аберраций в кариотипах мужчин с бесплодием различна в разных исследованных выборках и колеблется в пределах 1,6–4,2 % [2, 4]. По данным других авторов [5], в группе пациентов — кандидатов на оплодотворение in vitro методом ICSI (внутрицитоплазменная инъекция сперматозоида, ИКСИ) этот показатель достигает 13,1 %. В последнем случае показаниями для цитогенетического обследования служили мужской фактор бесплодия и неудачные попытки ЭКО.

У мужчин с бесплодием встречаются кариотипы с хромосомными аберрациями типа сбалансированных перестроек: транслокации (робертсоновские и реципрокные), маркерные хромосомы, инверсии. По данным литературы, если популяционная частота, например, таких сбалансированных транслокаций не превышает 0,1 %, то их частота в группах мужчин и женщин с репродуктивными проблемами достигает 3,0–6,2 и 0,7–9,8 % соответственно [5]. Из числа сбалансированных перестроек в кариотипах мужчин чаще всего обнаруживается дериватная (производная) хромосома, которая образовалась в результате транслокации между 13-й и 14-й хромосомами — der(13;14)(q10;q10) [6, 7]. Важно знать, что сбалансированные перестройки хромосом при их формировании не приводят к потере или добавлению генетического материала, а только к перемещению его в пределах генома. Их носители, как правило, фенотипически нормальны и здоровы, но имеют риск рождения ребенка с хромосомной патологией. Напротив, присутствие несбалансированной перестройки (делеции и дупликации) в кариотипе пациента меняет дозовое соотношение генов, поэтому их носительство сопряжено с существенными отклонениями от нормы.

МОЛЕКУЛЯРНО-ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Метод FISH (флуоресцентная гибридизация in situ) — это метод молекулярной цитогенетики, с помощью которого можно точно идентифицировать конкретную хромосому или ее части. Это является особенно важным при диагностике хромосомных микроаномалий: микроделеции/микродупликации (метод сравнительной геномной гибридизации, или CGH), не выявляемых традиционным кариотипированием микроделеционных синдромов, мозаицизма хромосом и многого другого. Метод FISH широко используется для исследования интерфазных ядер половых клеток (сперматозоидов) на предмет обнаружения численных хромосомных нарушений (анеуплоидий). Такие аномалии могут встречаться у мужчин как с нормальным кариотипом, так и с измененным, однако с разной частотой. Доказано, что в последней группе их частота выше [8].

МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Эти методы необходимо использовать для исключения мутаций на уровне гена или группы генов (AZF-локус, мутации гена CFTR, определение количества CAG- повторов в гене AR, связанных с изменением чувствительности к андрогенам, и многие другие).

Делеции AZF-локуса. Помимо аномалий кариотипа наиболее частой генетической причиной бесплодия у мужчин являются делеции Y-хромосомы, захватывающие локус AZF (Azoospermia factor region — область фактора азооспермии). Делеции AZF-локуса связаны с различной степенью нарушения сперматогенеза — от умеренного снижения его активности (гипосперматогенез) до практически полного отсутствия половых клеток в семенных канальцах — синдром «только клетки Сертоли».

В 1996 г. Vogt и соавт. на основе полученных данных о локализации и размере делеций предложили выделить в локусе хромосомы Yq11.21-q11.23 три неперекрывающихся субрегиона: AZFa, AZFb и AZFc [9]. В настоящее время для мужчин с тяжелой формой олигозооспермии единственно эффективным методом преодоления бесплодия является ИКСИ, а для пациентов с азооспермией — ИКСИ в сочетании с извлечением тестикулярных сперматозоидов с помощью ТЕЗА или ТЕЗЕ. В настоящее время использование репродуктивных технологий позволяет иметь собственных детей мужчинам-носителям микроделеции Y-хромосомы. Однако существует риск передачи данной микроделеции Y-хромосомы мальчикам (в 100 % случаев), а также повышенный риска рождения детей с мозаицизмом 45,X/46,XY (т.е. с синдромом Тернера, смешанной дисгенезией гонад или другой формой гермафродитизма) [10].

Согласно данным В.Б. Черных с соавт. [10], с помощью мультиплексной полимеразной цепной реакции (ПЦР) в группе мужчин с азооспермией микроделеции были обнаружены у 12,7 %, а в группе с олигозооспермией тяжелой степени — в 8 % случаев. Причем в некоторых случаях отсутствие субрегионов AZFb и AZFc было обусловлено наличием макроделеций — терминальных делеций длинного плеча Y-хромосомы с точками разрыва в локусе Yq11.2, которые можно было видеть при цитогенетическом анализе. Частота микроделеций Y-хромосомы равна примерно 1 на 1000–1500 мужчин. Исследования ДНК Y-хромосомы показали ее высокую полиморфность [11]. Основной причиной высокой частоты микроделеций Y-хромосомы являются ее нестабильность и склонность к потере генетического материала.

Принято рекомендовать определение кариотипа и анализ микроделеций Y-хромосомы всем мужчинам с бесплодием при количестве сперматозоидов в эякуляте менее 5 млн/мл, а также мужчинам из супружеских пар, которым планируется программа ЭКО или ИКСИ. По результатам генетических тестов и медико-генетического консультирования оценивается степень риска рождения детей с нарушением репродуктивной функции. Также для оценки характера происхождения Y-микроделеций (мутация de novo или унаследованная) необходимо молекулярно-генетическое обследование отца, братьев и других мужчин семьи пробанда.

Мальчики же, рожденные после применения ИКСИ у отцов с микроделециями в Y-хромосоме, подлежат диспансерному наблюдению для оценки их фертильного статуса.

Мутации гена CFTR. Трансмембранный регулятор муковисцидоза (англ. CFTR — Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator) — это белок, участвующий в транспорте ионов хлора через мембрану клетки. Такое же название имеет ген, кодирующий этот белок. Наличие мутаций в обеих копиях гена CFTR ведет, как правило, к развитию самого распространенного наследственного аутосомно-рецессивного моногенного заболевания — муковисцидоза, а также может быть причиной мужского бесплодия [12]. Ген CFTR человека расположен на длинном плече хромосомы 7 в области q31. На данный момент известно более 900 видов различных мутаций гена CFTR. Около 70 % случаев заболевания муковисцидозом обусловлено делецией трех пар оснований, кодирующих аминокислоту фенилаланин в 508-м положении трансмембранного регуляторного белка — delF508(?F508). Помимо этого, наблюдаемая у мужчин обструктивная азооспермия в 25 % случаев является следствием одностороннего или двухстороннего врожденного отсутствия семявыносящих протоков, которое возникло по причине мутаций в гене CFTR. Поэтому скрининг перед процедурой ИКСИ обязательно включает молекулярно-генетические исследования этого гена. Для диагностики данной мутации используется метод ПЦР в реальном времени.

Делеция в SRY-локусе. В генетической детерминации развития по мужскому типу, формировании яичек, процессов сперматогенеза особо важен ген SRY (Sex- determining Region Y), который расположен в коротком плече Y-хромосомы (Yp11.3). Именно в этом гене обнаружено наибольшее количество мутаций, связанных с дисгенезией гонад и/или инверсией пола. При отсутствии участка хромосомы, содержащего ген SRY, или мутации в указанном гене фенотип будет женский при мужском кариотипе 46,ХУ (синдром Свайера). Напротив, при женском кариотипе 46,ХХ, но в присутствии встроенного в результате транслокации в Х-хромосому или даже аутосому локуса с геном SRY фенотип будет мужским (синдром де ля Шапеля). Но такие мужчины, как правило, бесплодны. Тестирование на наличие SRY-локуса можно проводить FISH-методом, а мутации в этом локусе выявляются методами ПЦР в дополнение, конечно, к традиционному кариотипированию.

Ген, кодирующий андрогеновый рецептор. Другим определяющим фактором мужского бесплодия является нарушение гормональной регуляции сперматогенеза, ключевую роль в котором играют мужские половые гормоны андрогены. Они взаимодействуют со специфическими андрогеновыми рецепторами, определяя развитие мужских половых признаков и активируя сперматогенез. Для гена андрогеновых рецепторов характерно наличие последовательности повторов CAG (цитозин — аденин — гуанин). Ген, кодирующий андрогеновый рецептор, находится в Х-хромосоме. Андрогеновые рецепторы содержатся в клетках семенников, простаты, кожи, клетках нервной системы и других тканей. От количества повторов в гене андрогенового рецептора зависит чувствительность рецептора к тестостерону, причем связь обратно пропорциональная: чем больше повторов, тем рецептор менее чувствительный. При увеличенном количестве CAG-повторов у мужчин возрастает риск развития олиго– и азооспермии. Верхней границей нормы для определения риска генетической предрасположенности к гормонозависимому нарушению сперматогенеза является 23 CAG-повтора. По некоторым источникам, диапазон 20–26 повторов считается относительной нормой [13].

Таким образом, при планировании беременности комплексное генетическое тестирование на хромосомные и основные генные мутации помогает выявлять проблемы по мужской линии, не выявляемые другими тестами (биохимическими, цитологическими, иммунологическими и т.д.), и принять решение о тактике лечения пациента.

ФРАГМЕНТАЦИЯ ТОТАЛЬНОЙ ДНК

В последние годы накапливается все больше данных о том, что кроме хромосомных и генных мутаций значительную роль в проблеме бесплодия играет изменение структуры самой ДНК сперматозоидов. Широкую популярность приобрела гипотеза о том, что снижение репродуктивной функции иногда связано с патологическим состоянием общей ДНК сперматозоидов (фрагментированость — наличие одноцепочечных и двухцепочечных разрывов ДНК, неправильная упаковка хроматина и др.).

Поскольку в норме ДНК должна иметь определенную конформацию, химическую и физическую структуру, то любое незначительное повреждение ДНК или ее упаковки может привести к неправильному развитию событий после проникновения такого дефектного сперматозоида в яйцеклетку [14]. Важным является то, что не всегда дефектный сперматозоид внешне выглядит патологическим. Еще не доказана связь между состоянием ДНК сперматозоида и показателями спермограммы. А это особенно важно при проведении процедуры ИКСИ, поскольку сперматозоиды, которые подбираются для цикла на основе нормальной морфологии, могут иметь повреждение на уровне молекулы ДНК. По многочисленным данным литературы, снижение количества спермиев с поврежденной ДНК существенно повышает шансы получить беременность, которая нормально развивается [15, 16]. И наоборот, сперматозоид с фрагментированной ДНК может оказывать влияние на ранние этапы эмбрионального развития, особенно на формирование бластоцисты. Такая беременность замирает на ранних этапах развития зародыша.

С целью исследования состояния тотальной ДНК (дисперсии хроматина и фрагментации ДНК) используют методы TUNEL (Terminal uridine deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling), SCSA (sperm chromatin structural assay), SCGE (Single Cell Gel Electrophoresis), SCD (sperm chromatin dispersion).

В норме содержание сперматозоидов, несущих фрагментированную ДНК, не должно превышать, по данным разных авторов, 20–30 %.

Патофизиологические механизмы, ведущие к фрагментации ДНК, не вполне ясны. Предполагается, что их причиной могут быть нерепарированные повреждения ДНК, дефекты ремоделинга хроматина, возникающие в ходе сперматогенеза, окислительные процессы и апоптоз (программируемая гибель клетки). Сперматозоиды чрезвычайно чувствительны к апоптотическим стимулам, таким как высокие дозы химиотерапии, к генотоксическим факторам окружающей среды (например, курение) и др.

Подходы к преодолению повышенной фрагментации в сперматозоидах человека только начинают разрабатываться [17]. На сегодня известны следующие:

• технология обработки спермы, которая способствуют обогащению образца клетками с интактной нормально упакованной ДНК;
• преодоленияе высоких показателей фрагментации ДНК в эякуляторных сперматозоидах с помощью замещения их тестикулярными сперматозоидами со значительно более низкими показателями;
• использование антиоксидантной терапии;
• донация сперматозоидов при плохом качестве бластоцист и неудачных циклах ЭКО.

Таким образом, анализ фрагментации ДНК сперматозоидов может служить эффективным прогностическим инструментом, выявляющим мужской фактор нарушения фертильности.

Из вышесказанного следует, что причины мужского бесплодия часто не лежат на поверхности, а требуют тщательного изучения одновременно на нескольких уровнях. Только сопоставив данные морфологических, биохимических, цитогенетических и молекулярных исследований, можно судить о реальном репродуктивном потенциале пациента и выбрать соответствующую тактику лечения.

Углубленное изучение спермы бесплодных мужчин на нескольких уровнях организации генетического материала позволит оценить информативность каждого метода отдельно и в комплексе, а также разработать оптимальный алгоритм для проведения диагностики мужского бесплодия. Возможно, комплексный подход, а именно всестороннее изучение качества спермы, даст более полную картину патологического процесса и, следовательно, большую эффективность лечения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Borini A., Tarozzi N., Bizzaro D., Bonu M.A., Fava L., Flamigni C., Coticchio G. Sperm DNA fragmentation: paternal effect on early post-implantation embryo development in ART // Hum. Reprod. Advance Access published. — 2006. — V. 21, Issue 11. — P. 2876–2881.

2. Ворсанова С.Г., Берешева Л.З., Казанцева Л.З., Демидова И.А., Шаронин В.О., Соловьев И.В., Юров Ю.Б. Молекулярно-цитогенетическая диагностика хромосомных аномалий у супружеских пар с нарушением репродуктивной функции // Проблемы репродукции. — 1998. — № 4. — С. 41–46.

3. Cozzi J., Chevret E., Rousseaux S. Achievment of meiosis in XXY germ cells: study of 543 sperm karyotypes from an XY/XXY mosaic patient // Hum. Genet. — 1994. — V. 93. — P. 32–34.

4. Mikelsaar R., Lissitsina J., Punab M. Cytogenetic analyses of families with fertility problems // Сongress/Lab. Med. — 2006. — № 1. — Р. 171.

5. Peschka B., Leygraaf J., van der Ven K., Montag M., Schartmann B., Schubert R., van der Ven H., Schwanitz G. Type and frequency of chromosome aberrations in 781 couples undergoing intracytoplasmic sperm injection // Human Reprodaction. — 1999. — V. 14, № 9. — Р. 2257–2263.

6. Стефанович Г.В., Бутенко В.Л., Бариляк І.Р. Цитогенетичні дослідження статевих та соматичних клітин при безплідді // ІІІ з’їзд медичних генетиків України: Тези доп. — Львів, 2002. — С. 36.

7. Scriven P.N., Flinter F.A., Braude P.R., Mackie Ogilvie C. Robertsonian translocation reproductive risks and indications for preimplantation genetic diagnosis // Human Reprodaction. — 2001. — V. 16, № 11. — Р. 2267–2273.

8. Luca Gianoroli, M.Cristina Magli, Giorgio Cavallini, Andor Crippa, Marco Nadalini, Luca Bernardini, Giuseppe F. Menchini Fabris, Silvia Voliani, Anna P. Ferraretti. Frequency of aneuploidy in sperm from patients with extremely severe male factor infertility // Human Reprodaction. — 2005. — V. 20, № 8. — Р. 2140–2152.

9. Vogt P.H. еt al. AZF deletions and Y chromosomal haplogroups: history and update based on sequence // Hum. Reprod. Update. — 2005.

10. Черных В.Б., Курило Л.Ф., Шилейко Л.В., Ширшова Л.С., Чухрова А.Л., Ковалевская Т.С., Полякова А.В., Гоголевский П.А., Калугина А.С., Морина Г.В., Тогобецкий А.С., Здановский В.М., Гоголевская И.К., Крамеров Д.Н. Анализ микроделеций в локусе AZF у мужчин с бесплодием: совместный опыт исследований // Медицинская генетика. — 2003. — Т. 2. — С. 367–379.

11. Jobling M.A., Samara V., Pandya A. et al. Recurrent duplication and deletion polymorphism on the long arm of the Y chromosome in normal males // Hum. Mol. Genet. — 1996. — Vol. 5. — P. 1767–1775.

12. McCallum T.J., Milunsky J.M., Cunningham D.L., Harris D.H., Maher T.A., Oates R.D. Fertility in men with cystic fibrosis: an update on current surgical practices and outcomes // Chest. — 2000 Oct. — 118(4). — 1059–62.

13. Guadalupe S.M.-G. et al. Genetic Screening in Infertile Mexican Men: Chromosomal Abnormalities, Y Chromosome Deletions, and Androgen Receptor CAG Repeat Length // Journal of Andrology. — 2008.

14. Tesarik J., Mendoza C., Greco E. Paternal effects acting during the first cell cycle of human preimplantation development after ICSI // Hum. Reprod. — 2002. — 17. — 184–189.

15. Baker M., Aitken R.J. Reactive oxygen species in spermatozoa: methods for monitoring and significance for the origins of genetic disease and infertility // Reprod. Biol. Endocrinol. — 2005. — 3, 67. — 1477–7827.

16. Findikli N., Kahraman S., Kumtepe Y. Assessment of DNA fragmentation and aneuploidy on poor quality human embryos // Reprod. Biomed. Online. — 2004. — 8, 2. — 196–206.

17. Маркова Е.В., Замай А.С. Фрагментация ДНК в сперматозоидах человека (обзор литературы // Проблемы репродукции. — 2006. — Т. 12, № 4. — С. 42–50.

источник