Мутации гена cftr мужское бесплодие

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

Помимо диагностирования основных причин мужского бесплодия, мы проводим исследования возможных генетических отклонений мужских гамет, которые также могут являться причиной инфертильности.

Что нужно знать, чтобы понять причины генетических проблем, вызывающих мужское бесплодие?

Соматические клетки: все клетки организма, которые содержат 46 хромосом, кроме половых гамет.

Мужские и женские гаметы: половые клетки, содержащие 23 хромосомы и созревающие в семенниках и яичниках.

Хромосомы, обуславливающие пол: хромосомы Х и Y, присутствующие как в соматических, так и в половых клетках.

Аутосомы: все остальные хромосомы, находящиеся во всех клетках.

Анеуплоидные клетки: клетки с анормальным числом хромосом.

Мейоз: формирование половых клеток; процесс, происходящий только в семенниках и яичниках.

Соматические клетки человека содержат 46 хромосом: 22 пары гомологичных (похожих друг на друга) хромосом, аутосомы (хромосомы с 1 по 22) и две половые хромосомы. Такой набор хромосом называется диплоидным. Мужчины и женщины имеют в своём генетическом коде по 2 хромосомы, обуславливающих их пол: мужчины имеют набор 46XY, а женщины—46ХХ.

Как можно узнать хромосомных нарушениях?

Это можно узнать, проведя анализ крови на кариотип.

В каких случаях показан данный анализ?

Рекомендуется провести анализ крови на кариотип, в случаях:

• Азооспермия
• Олигозооспермия в тяжёлой форме (с астено- и/или тератозооспермией, или без таковых)
• Нормозооспермия с самопроизвольными абортами у партнёрши
• Пациентам, проходящим программу ЭКО+ИКСИ.

Если кариотип не имеет отклонений, имеет смысл делать остальные анализы?

Кроме кариотипных аномалий, могут быть нарушения мейоза, обусловленные фактором гамет (анормальность в соединении гомологичных хромосом, десинапсис, асинапсис). Данные аномалии провоцируют формацию анеуплоидной спермы, которая при оплодотворении овоцита производит нежизнеспособный эмбрион.

Каким образом генетические или хромосомные отклонения влияют на фертильность?

Эти отклонения могут спровоцировать:

• Альтерации сперматогенеза (производство спермы в семенниках)
• Нарушения транспортации спермы
• Формирование спермы с хромосомными нарушениями (анеуплоиды).

Какие генетические или хромосомные дефекты связаны с бесплодием?

В общем, существует множество причин, вызывающих этот недуг, но наиболее часто встречающиеся приведены ниже:

• Конституциональные аномалии хромосом
• Анормальности, обусловленные гаметами
• Частичное разрушение Y-хромосомы
• Мутации в гене CFTR (кистозно-фиброзный трансмембранный регулятор).

Что такое конституциональные хромосомные аномалии?

Данные отклонения поражают хромосомы соматических клеток человека. В общем, эти аномалии могут быть очень сложными, но обычно встречаются их следующие типы: Нумерический (отсутствие и/или превышение числа одной или нескольких полных хромосом) и Структуральный (изменения в структуре одной или нескольких хромосом).

Иногда эти отклонения проявляются в одно и тоже время.

Часто ли встречаются эти аномалии среди пациентов, прибегающих к вспомогательным репродуктивным технологиям?

Обычно вероятность этих аномалий в 13 раз выше у пациентов с бесплодием, чем у остальных людей.

У пациентов, страдающих бесплодием, число конституциональных хромосомных аномалий обратно пропорционально числу сперматозоидов, что повышает риск отклонений от нормы.

Что такое микроразрушение Y-хромосомы?

Нарушения в половых хромосомах встречаются чаще, чем аномалии в аутосомах.

Y-хромосома обуславливает мужской пол и содержит гены, необходимые для сперматогенеза.

В 1976 году стало известно, что 0,5% бесплодных мужчин страдают микроразрушением хромосомы Y (недостаток генетического материала в длинной части хромосомы).Учитывая это, фактор азооспермии Yq (AZF) был принят за постулат.

Используя молекулярный анализ, базирующийся на PCR (Polimerase Chain Reaction— цепная реакция полимеразы), стало возможным подразелить Y-хромосому на 3 зоны: AZFa, AZFb и AZFc, в зависимости от поражённой области Y-хромосомы. Позже стало возможным изолировать набор генов DAZ (Deleted in Azoospermia), находящихся в зоне AZFc.

В каких случаях рекомендовано изучение Y-хромосомы?

Микроразрушению Y-хромосомы подвержены около 10% пациентов с азооспермией (отсутствие сперматозоидов в эякуляте) и около15% пациентов с тяжёлой формой идиопатической олигозооспермии (недостаточное количество сперматозоидов с концентрацией ниже 20 млн/мл).

Большинство микроразрушений приходятся на зону AZFc и таким образом поражают ген DAZ, который во многих случаях обуславливает азооспермию.

В прошлом пациенты с тяжёлой олигозооспермией и микроразрушением Y-хромосомы считались стерильными, однако с приходом техники ИКСИ, у них появилась возможность иметь детей.

Для пациентов с азооспермией и микроразрушением Y-хромосомы появление техники ИКСИ также явилось революционным, равно как и ТЕЗА (Testicular Sperm Aspiration— аспирация сперматозоидов из ткани яичка) и ТЕЗЕ (Testicular Sperm Extraction— экстракция сперматозоидов из ткани яичка).

Лишь в случаях с одновременным поражением всех трёх зон Y-хромосомы—AZFa, AZFb и AZFc—можно дать негативный прогноз, так как в этих случаях сперма оказывается абсолютно непригодна к оплодотворению.

Существует вероятность, что пациенты, страдающие микроразрушением Y-хромосомы и получившие потомство путём ИКСИ, передадут данное заболевание своим потомкам мужского пола (на женщин оно не распространяется, так как проявляется только в мужской Y-хромосоме).

Что такое генетические мутации CFTR?

Фиброзная киста—это самое распространённое аутосомное рецессивное заболевание, поражающее 2000-2500 новорожденных кавказской расы. Более 95% мужчин, страдающих фиброзной кистой—бесплодны.

Ген, чья мутация вызывает фиброзную кисту, в международном обозначении называется Cystic Fibrosis (CF) или Cystic Fibrosis Transmembrane Regulator (CFTR); этот ген находится в длинной части (q 31) 7-ой хромосомы. Первый случай мутации гена CFTR был описан в 1987 году; на сегодняшний день описаны более 1000 случаев мутаций этого гена.

При каких диагнозах рекомендовано пройти обследование на мутагенный фактор?

• Азооспермия, вызванная врождённым билатеральным отсутствием спермовыводящих путей;
• Унилатеральное отсутствие спермовыводящего пути при наличии азооспермии или без таковой;
• Обструктивная азооспермия.

В клинической практике изучены 31 наиболее часто встречающиеся мутации гена CFTR. Если у мужчины присутствует мутагенный фактор, становится необходимым провести аналогичное исследование его партнёрши, так как она также может оказаться подвержена этому фактору. Если у обоих родителей он присутствует в равной степени, эмбрион может его унаследовать и в последствии страдать от клинического проявления фиброзной кисты.

В этих случаях очень важно провести PGD (Preimplantation Genetic Diagnostic— Генетическое Диагностирование Эмбриона), чтобы проверить, является ли зародыш простым носителем мутагенного фактора или же он подвержен заболеванию фиброзной кисты.

Каким образом можно узнать степень генетических аномалий спермы?

Несколько лет назад появилась новая техника для хромосомного исследования. Она включает в себя цитогенетику и анализ на молекулярном уровне, и в международном обозначении называется Fluorescent In Situ Hybridation (FISH)—флюоресцентная гибридизация in situ.

FISH проводится на образце эякулята и позволяет анализировать лишь 5 хромосом из 23 (хромосомы 13, 18, 21, X и Y). Тем не менее, хотя это исследование может оказаться полезным и позволить обнаружить отклонения в данных хромосомах, оно недостаточно полное. В конце концов, мы предпочитаем проводить анализ мейоза, который даёт полную картину состояния хромосом.

Что такое мейоз?

Как уже было сказано, соматические клетки человека содержат 46 хромосом (диплоидный набор), а половые клетки (женские и мужские гаметы)—23 хромосомы: единичные копии каждой аутосомы плюс одна половая хромосома (X или Y) (гаплоидный набор) Во время мейоза (вид клеточного деления) тело хромосомы делится пополам, при этом из одной материнской образуются две дочерние клетки, каждая из которых имеет половину хромосомного набора соматической клетки. В результате этого деления образуются сперматозоиды и яйцеклетки, а после оплодотворения восстанавливается нормальный диплоидный набор хромосом. Во время мейоза в дочерних клетках происходят определенные генетические изменения, вызванные образованием перекреста (кроссинговера), таким образом эмбрион наследует генетическую информацию отца и матери.

Каким образом исследуются мейотические нарушения?

С начала 80-ых годов двадцатого века, исследования мейоза являются обязательными при использовании вспомогательных репродуктивных технологий при мужском бесплодии. Обычно они проводятся на основе биопсии ткани яичка; проводя этот анализ андрологи наблюдают за поведением хромосом во время первой и второй фаз мейотического деления.

Что такое биопсия яичка и как она проводится?

Это абсолютно безболезненная амбулаторная процедура, проводимая под местной анестезией. В нижней части мошонки делается маленький надрез (примерно 5мм) и извлекается микроскопический образец ткани яичка. Затем надрез обрабатывается растворимыми волокнами и через некоторое время от него не остаётся и следа. В отдельных случаях после процедуры мужчина может ощущать чувство дискомфорта, но это быстро проходит.

В каких случаях рекомендуется проводить мейотическое исследование?

Некоторые медицинские публикации говорят о 4-8% пациентов с нарушениями мейоза; эти цифры дополняются до 18% в следствие наличия пациентов с олигоастенотератозооспермией (

источник

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

Муковисцидоз — мутации гена CFTR (CYSTIC FIBROSIS — CYSTIC FIBROSIS TRANSMEMBRANE CONDUCTANCE REGULATOR gene)

Данный анализ предназначен для выявления мутаций, связанных с одним из наиболее частых моногенных заболеваний — муковисцидозом. Исследование мутаций гена CFTR может иметь диагностическое значение (у больных с клиническими проявлениями заболевания), а также прогностическое значение с целью выявления носительства неблагоприятных мутаций у здоровых лиц, вступающих в брак и/или планирующих деторождение. Кроме того, исследование на наличие мутаций в гене CFTR проводят при мужском бесплодии (отсутствие или непроходимость семявыносящих путей).

ГЕН ВХОДИТ В СОСТАВ ИССЛЕДОВАНИЙ:

Выделяют несколько клинических форм муковисцидоза. Лёгочная форма характеризуется преимущественным поражением бронхолёгочной системы в виде упорного, нередко приступообразного, кашля с трудно отделяемой вязкой мокротой, нарастающей одышкой при отсутствии признаков пневмонии. Впоследствии развиваются обструктивный, затем гнойный бронхит, рецидивирующие пневмонии, эмфизема лёгких, ателектазы, бронхоэктазы, сопровождающиеся дыхательной недостаточностью. Кишечная форма — проявляется плохой прибавкой массы тела при хорошем уходе и нормальном, а чаще повышенном аппетите, вздутием и увеличением размеров живота, снижением мышечного тонуса и тургора тканей. Учащается стул, развивается полифекалия (большой объём каловых масс) с резко зловонным, блестящим, светло-серым калом; иногда нерасщеплённый жир вытекает из заднего прохода в виде маслянистой жидкости, оставляющей на пеленках жирные пятна. У некоторых больных отмечается склонность к запорам, при этом кал светлый, жирный и либо остается жидким и зловонным, либо становится оформленным, плотным, иногда напоминающим «овечий». Дети могут отставать в росте, у большинства больных отмечаются боли в животе, в ряде случаев наблюдается выпадение прямой кишки. Сохранённый в начале болезни аппетит по мере её развития снижается. Следствием длительного нарушения процессов пищеварения становятся тяжелая дистрофия, полигиповитаминоз, обменные расстройства.

Изменения печени при муковисцидозе характеризуются застоем желчи и механической желтухой, чаще проявляющихся в периоде новорождённости. Через месяцы или годы развивается портальная гипертензия (повышения давления в системе полой вены) с увеличением селезёнки и иногда с явлениями асцита (скопление жидкости в брюшной полости). У детей с муковисцидозом повышается риск развития желчнокаменной болезни.

Мутации CFTR гена являются наиболее частой причиной мужского бесплодия, связанного с врожденным двух- или односторонним нарушением проходимости или отсутствием семявыносящих протоков. Отсутствие семявыносящих протоков наблюдается у 2% бесплодных мужчин и 6% страдающих обструктивной азооспермией. В настоящее время известно, что частота носительства для отдельных мутаций муковисцидоза у бесплодных мужчин значительно выше (12%), чем частота носительства тех же мутаций в обычной популяции (3%). Отличительными особенностями спермограмм мужчин, имеющих различные мягкие мутации гена муковисцидоза, являются олигоастенотератозооспермия, изолированная олигозооспермия, азооспермия неясного генеза, сниженный объём семенной плазмы, отсутствие или низкая концентрация фруктозы, патологическая вязкость эякулята. Также с нарушением фертильности у мужчин связывают вариант 5Т полиморфизма ТТ в 8-м интроне гена CFTR.

Прогноз при муковисцидозе серьёзный и зависит от формы и тяжести течения заболевания, возраста, в котором появились первые симптомы, ранней диагностики и целенаправленного лечения. Средняя продолжительность жизни — 25 лет. Некоторые больные с муковисцидозом живут более 50-60 лет. Большинство больных погибает от дыхательной недостаточности (95%). Вследствие врождённой облитерации семенных протоков практически все мужчины, страдающие муковисцидозом, стерильны. У женщин, страдающих муковисцидозом, происходит образование густого спермицидного шеечного секрета, что уменьшает вероятность оплодотворения.

Профилактика муковисцидоза заключается в проведении медико-генетического консультирования семей, где имеются больные муковисцидозом. Для постановки клинического диагноза муковисцидоза используют определение электролитов в потовой жидкости после стимуляции альдостероном (содержание солей повышено).

Ген CFTR кодирует аминокислотную последовательность молекулы трансмембранного регуляторного белка муковисцидоза (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator), относящегося к семейству так называемых ABC транспортеров (от ATP-binding cassette). Белок CFTR представляет собой цАМФ-активируемый Cl- канал клеточной мембраны, который обеспечивает транспорт хлора и других ионов. Ген CFTR экспрессируется в различных тканях (почки, поджелудочная железа, кишечник, сердце, семявыносящие протоки, легкие, протоки потовых желез и др.). За счет CFTR обеспечивается процесс секреции различных жидких продуктов. Мутации в гене CFTR приводят к нарушению процесса секреции, вследствие чего секреты желез становятся вязкими, и их выделение затрудняется. В результате развиваются воспалительные процессы в различных органах — легких, поджелудочной железе и др., приводя к формированию характерной для муковисцидоза клиники.

Основные мутации в гене CFTR — del21kb, delF508, delI507, 1677delTA, 2143delT, 2184insA, 394delTT, 3821delT, G542X, W1282X, N1303K, L138ins, R334W, 3849+10kbC>T обусловливают примерно 75% генетических дефектов, приводящих к муковисцидозу. Из этих мутаций наиболее частой является делеция del F508. Частота ее в России составляет около 55%. Всего же в гене CFTR описано свыше 700 мутаций, большинство из которых являются очень редкими. Тип наследования муковисцидоза — аутосомно-рецессивный. При диагностике генетических причин мужского бесплодия в гене CFTR также определяется количество ТТ-повторов в 8-м интроне (ТТ-полиморфизм). В норме количество ТТ-повторов равно 7 (вариант 7Т) или 9 (вариант 9Т).

• Материал для исследования: цельная кровь (2 — 3 мл), взятая с ЭДТА.
• Метод определения: ПЦР и рестрикционный анализ.

1. Геномика — медицине. Научное издание / Под ред.академика РАМН В.И.Иванова и академика РАН Л.Л.Киселева.- М.: Академкнига, 2005.- 392 с.
2. База OMIM *219700 www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/dispomim.cgi? >

Смотрите также:

1. Клинический диагноз муковисцидоза.
2. Супружеские пары, планирующие деторождение (в том числе имеющие здорового ребёнка).
3. Супружеские пары, имеющие ребёнка с муковисцидозом.
4. Супружеские пары, являющиеся кровными родственниками.
5. Родственники больных муковисцидозом.

Варианты заключений:
мутации не обнаружены;
мутации обнаружены (указывается какие и в какой форме)

Частота встречаемости заболевания – 1:5000 новорождённых.
Частота гетерозиготного носительства мутаций в гене CFTR – 1:30 человек.

источник

Генетические факторы мужского бесплодия, их сочетания и спермиологическая характеристика мужчин с нарушением фертильности

Н.Ю. Сафина 1 , Т.А. Яманди 1 , В.Б. Черных 2, 3 , Л.В. Акуленко 1 , С.В. Боголюбов 4 , И.И. Витязева 4 , О.П. Рыжкова 2 , А.А. Степанова 2 , Т.А. Адян 2 , Е.А. Близнец 2 , А.В. Поляков 2
1 ФГБОУ ВО «Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова» Минздрава России; Россия, 127473 Москва, ул. Делегатская, 20, стр. 1;
2 ФГБНУ «Медико-генетический научный центр»; Россия, 115522 Москва, ул. Москворечье, 1;
3 ФГБОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России; Россия, 117437 Москва, ул. Островитянова, 1;
4 ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр эндокринологии» Минздрава России; Россия, 117036 Москва, ул. Дмитрия Ульянова, 11 Контакты: Наталия Юрьевна Сафина natal.s@mail.ru

Бесплодие диагностируют у 5–7 % мужчин в общей популяции [1]. Нарушение репродуктивной функции может быть вызвано генетическими, средовыми факторами, а также их сочетанием. К генетическим факторам нарушения фертильности относят хромосомные и генные мутации, эпигенетические изменения. Хромосомными аномалиями, обусловливающими нарушения фертильности у мужчин, являются числовые аномалии половых хромосом (синдром Клайнфельтера, гоносомный мозаицизм, сбалансированные структурные перестройки хромосом и несбалансированные перестройки хромосом, вариации числа копий (copy number variation)) [2].

Частыми генетическими нарушениями, которые связаны с мужским бесплодием, считаются синдром Клайнфельтера, микроделеции Y-хромосомы, мутации и полиморфизмы в гене муковисцидоза (CFTR) и в гене андрогенового рецептора (AR/HUMARA) [3].

Наиболее изученные микроструктурные хромосомные перестройки при мужском бесплодии – микроделеции длинного плеча Y-хромосомы. Их обнаруживают с частотой примерно 1 на 1000 мужчин [4]. AZF-делеции могут быть полными, т. е. целиком удаляющими один или более регион локуса AZF (AZFa, AZFb или AZFс), и частичными, не полностью захватывающими какой-либо из AZF-регионов. Почти все полные AZFделеции являются мутациями de novo и приводят к секреторной азооспермии или олигозооспермии тяжелой степени. Влияние частичных AZF-делеций на сперматогенез и фертильность мужчин может быть негативным, а может отсутствовать [5].

Мутации гена CFTR достаточно часто встречаются у мужчин с нарушением фертильности. Они вызывают муковисцидоз, синдром врожденной двусторонней аплазии семявыносящих протоков (congenital bilateral aplasia of vas deferens, CBAVD), обструктивную форму азооспермии [6, 7].

У мужчин с нарушением фертильности наблюдаются различные варианты CAG-полиморфизма в экзоне 1 гена AR/HUMARA. Нарушение сперматогенеза выявляется чаще у носителей «длинных» (27 и более) CAG-аллелей, чем у фертильных мужчин [3, 8].

Анализ научных публикаций свидетельствует о том, что, несмотря на большое количество исследований, четкой классификации генетических причин мужского бесплодия, которая учитывала бы все формы и фенотипические проявления, до сих пор не существует. Мало или фрагментарно изучены сочетания различных генетических факторов, снижающих фертильность, их клинические последствия и фенотипические эффекты.

Цель исследования – установить частоту генетических факторов, влияющих на мужскую репродуктивную функцию, их сочетаний и изучить их влияние на сперматогенез и сперматологические показатели.

Материалы и методы

Обследованы 393 неродственных российских мужчины, обратившихся по поводу бесплодия в браке. Проводили стандартное спермиологическое, цитогенетическое, молекулярно-генетическое исследование (микроделеций локуса AZF, мутаций и полиморфизмов гена CFTR и числа CAG-повторов гена AR).

По результатам цитогенетического исследования были сформированы 3 группы: 1-я группа – 135 мужчин с числовыми аномалиями половых хромосом (с синдромами Клайнфельтера, дисомии Y-хромосомы); 2-я группа – 58 мужчин, имеющих сбалансированные структурные мутации хромосом (реципрокные и робертсоновские транслокации, инверсии); 3-я группа – 200 мужчин с нормальным кариотипом (46,XY).

Стандартный спермиологический анализ выполняли по общепринятой методике; его результаты оценивали по критериям Руководства Всемирной организации здравоохранения по лабораторному исследованию эякулята человека и взаимодействия сперматозоидов с цервикальной слизью [9].

Для цитогенетического исследования использовали препараты метафазных хромосом культивированных лимфоцитов периферической крови в соответствии со стандартной процедурой с использованием GТGокрашивания. Результаты цитогенетического исследования приведены согласно Международной системе цитогенетической номенклатуры хромосом человека [10]

Молекулярно-генетическое исследование выполняли на ДНК, выделенной из лимфоцитов периферической крови с помощью набора реактивов для выделения DNA Prep100 по протоколу производителя.

Для поиска микроделеций Y-хромосомы применяли метод мультиплексной амплификации. Для определения микроделеций в локусе AZF использовали набор из 19 маркеров (SRY, ZFY, sY84, sY86, sY127, sY134, sY254, sY255, sY615, sY1237, sY1235, sY121, sY124, sY1302, sY142, sY1192, sY1197, sY1206, sY1125). Детально методика описана ранее [11].

Ген CFTR анализировали на наличие 22 частых мутаций (F508del, CFTRdele2,3 (21kb), 394delTT, I507del, 1677delTA, 2143delT, 2184insA, 394delTT, 3821delT, L138ins, G542X, W1282X, N1303K, R334W, 3849+10kbC>T, 604insA, 3944delGT, S1196X,621+1q>t, E92K, 4022insT, 4015delA, 3272-26A>T), суммарно составляющих около 77 % от общего числа поврежденных хромосом, а также полиморфизм IVS8-Tn. Детально методика описана ранее [6].

Для анализа CAG-полиморфизмов экзона 1 гена AR/HUMARA применяли подход, предложенный R.C.Allen и соавт. [12].

Статистический анализ проводили с помощью программы Excel из пакета программ Microsoft Office 2013, используя точный критерий χ2 Пирсона. Значимыми считали различия при уровне вероятности р 0,05).

Частые мутации и полиморфизм IVS8-5Т гена CFTR проанализированы у 164 пациентов: у 25 мужчин из 1-й группы, 16 пациентов 2-й группы, 123 пациентов 3-й группы. Мутации или IVS8-5Т (аллель 5Т – мягкая варьирующая мутация гена CFTR) обнаружены у 18 пациентов: у 2 пациентов I группы (5T), у 3 мужчин 2-й группы (мутация и гомозиготность по 5Т), у 13 пациентов 3-й группы (3 мутации и 10 аллелей 5T). Между этими группами не выявлено значимых различий в частоте мутаций (χ2 = 0,971; p >0,05). Обнаружены следующие мутации: у 8 пациентов – аллель 5Т, у 3 – мутации в гетерозиготной форме (F508del/N, 2184insA/N, N1303K/N), у 2 – мутации CFTR в компаунд-гетерозиготном состоянии с IVS8-5Т (mutCFTR/5T), что характерно для генотипа, не вызывающего муковисцидоз, но приводящего у мужчин к развитию синдрома CBAVD и обструктивной азооспермии.

Полиморфизм числа CAG-повторов в экзоне 1 гена AR/HUMARA исследован у 152 мужчин: у 86 пациентов 1-й группы, 16 пациентов 2-й группы и 52 пациентов 3-й группы. Количество CAG-повторов варьировало от 14 до 37. Среднее количество CAG-повторов существенно не различалось между группами и составило в 1-й группе 22 ± 3, во 2-й группе – 22 ± 3, в 3-й группе – 23 ± 3. Полные мутации данного локуса гена AR (количество CAG-повторов более 40) не выявлены ни у одного из обследуемых. Повышенное количество CAGповторов (≥ 27) обнаружено у 11 (13 %) пациентов 1-й группы, у 1 (7 %) пациента 2-й группы и у 7 (13,4 %) пациентов 3-й группы. Сниженное (≤ 17) количество CAGповторов определено у 5 (5,8 %) мужчин с синдромом Клайнфельтера и 1 (7 %) пациента из 2-й группы. Среди пациентов 3-й группы «короткие» CAG-аллели не выявлены. Значимых различий частоты «длинных» CAG-аллелей между пациентами с нормальным и аномальным кариотипом не обнаружено (χ2 = 0,003; р >0,5).

Сперматологическая характеристика мужчин с нарушениями репродуктивной функции, имеющих числовые аномалии половых хромосом (1-я группа). В этой группе обследовано 120 пациентов с синдромом Клайнфельтера и 15 пациентов с дисомией Y-хромосомы, имеющих их мозаичные или другие цитогенетические варианты (табл. 1).

Наиболее частый цитогенетический вариант синдрома Клайнфельтера представлен кариотипом 47,ХХY, который выявлен у 105 (87,5 %) пациентов. Мозаичные формы и другие цитогенетические варианты синдрома Клайнфельтера обнаружены у 15 (12,5 %) пациентов.

Среди мужчин с дисомией Y-хромосомы ее регулярная форма – кариотип 47,XYY – определен у 13 (86,6 %). У 2 (13,4 %) мужчин с дисомией Y-хромосомы выявлены мозаичный вариант 46,XY/47,XYY и сочетание дисомии Y-хромосомы с робертсоновской транслокацией – 46,XYY,der(13;14)(q10;q10).

В 1-й группе спермиологическое исследование проводили у 87 пациентов, из них 76 – с синдромом Клайнфельтера и 11 – с дисомией Y-хромосомы. Анализ эякулята не выполнен остальным пациентам в связи с недоступностью биологического материала. Нарушения сперматогенеза различной степени тяжести диагностированы у всех обследованных пациентов (табл. 1).

Таблица 1. Цитогенетическая и сперматологическая характеристика пациентов 1-й группы

Азооспермия или криптозооспермия обнаружена у 67 (88 %), олигоастенотератозооспермия тяжелой степени – у 7 (9 %), астенотератозооспермия – у 2 (2,6 %), астенозооспермия – у 3 % спермиологически обследованных пациентов с синдромом Клайнфельтера. Азооспермия обнаружена у 4 (36,4 %), олигоастенотератозооспермия – у 5 (45,5 %), астено-/тератозооспермия – у 2 (18 %) спермиологически обследованных пациентов с дисомией Y-хромосомы.

При молекулярно-генетическом анализе у 23 (17 %) из 123 обследованных пациентов 1-й группы выявлены различные генетические факторы: у 12 пациентов с синдромом Клайнфельтера, у 3 пациентов с дисомией Y-хромосомы – частичные делеции региона AZFc (b2/b3, gr/gr), у 7 пациентов с синдромом Клайнфельтера – увеличенное (27 и более), у 2 – уменьшенное (17 и менее) количество CAG-повторов в экзоне 1 гена AR/HUMARA. Гетерозиготность по CAGаллелям определена у 55 пациентов, гомозиготность – у 53 пациентов с синдромом Клайнфельтера, в том числе среди мозаиков гетерозиготы – 3, гомозиготы – 9.

У всех пациентов, имеющих сочетание хромосомных аномалий и генных мутаций/факторов нарушения мужской фертильности, выявлены тяжелые формы патозооспермии (табл. 2).

Таблица 2. Сочетания аномалий половых хромосом с генетическими факторами, связанными со снижением фертильности у мужчин

Сперматологическая характеристика мужчин с нарушением репродуктивной функции, имеющих структурные мутации хромосом (2-я группа). Данная группа включала 58 пациентов с первичным бесплодием, у которых по результатам цитогенетического исследования выявлены сбалансированные структурные мутации хромосом. Эта группа составила 30 % обследованных пациентов с хромосомными аномалиями.

В спектре исследованных структурных мутаций хромосом большую часть составили сбалансированные реципрокные (преимущественно аутосомно-аутосомные) транслокации, обнаруженные у 27 (47 %) пациентов, а также робертсоновские транслокации, в основном с вовлечением хромосом 13 и 14 (кариотип 45,XY,der(13;14)(q10;q10)), выявленные у 23 (40 %) пациентов. Перицентрические инверсии определены у 4 (7 %) пациентов, из них аутосомные (хромосом 7, 18) – у 3, хромосомы Y – у 1. Комплексные хромосомные перестройки выявлены у 3 (5 %) пациентов: 46,XY,t(5;15) (р22;q32);t(6;12)(q15;q21); 46,XY,t(5;11)(q31,1;q33)t(6;18) (q25,1;р11,2), сочетание транслокации и инверсии – 46,XY,t(7;9)(q31;q34)inv(9)(q32;q34). У 1 мужчины с азооспермией обнаружена кольцевая хромосома 22 (кариотип 46,XY,r(22)(::р11→q13::)).

Спермиологическое исследование выполнено у 37пациентов со структурными мутациями хромосом (табл. 3). Различные формы патозооспермии диагностированы у 36 (97 %) пациентов: азооспермия – у 8 (21 %), криптозооспермия – у 1 (3 %), олигоастенотератозооспермия тяжелой степени – у 18 (46 %), астенотератозооспермия – у 8 (21 %). У 1 пациента с робертсоновской транслокацией (13;14) определена нормозооспермия.

Таблица 3. Сперматологическая характеристика у мужчин с нарушением репродукции, имеющих структурные мутации хромосом

При молекулярно-генетическом исследовании у 11 (19 %) из 58 пациентов 2-й группы обнаружено сочетание структурных мутаций хромосом с другими генетическими факторами бесплодия (микроделеции Y-хромосомы, мутации гена CFTR и «коротких» или «длинных» CАG-повторов гена AR).

У одного мужчины с робертсоновской транслокацией установлено наличие полной делеции региона AZFc (del b2/b4) Y-хромосомы (табл. 4). Частичные микроделеции региона AZFc (del b2/b3, del gr/gr) выявлены у 6 (14,3 %) пациентов (от общего числа пациентов с транслокациями) и у 1 пациента с инверсией. Сочетание структурных перестроек хромосом и мутаций или аллели 5Т гена CFTR выявлено у 3 (3,5 %) пациентов.

Таблица 4. Сочетание структурных хромосомных мутаций с генетическими нарушениями, связанными с нарушением фертильности у мужчин

Таким образом, у пациентов с сочетанием хромосомных и генных мутаций выявлены преимущественно тяжелые формы патозооспермии (азооспермия, олигозооспермия тяжелой степени).

Сперматологическая характеристика мужчин с нарушением репродуктивной функции, имеющих нормальный кариотип (группа 3-я). К данной группе отнесены пациенты, обратившиеся поповоду первичного бесплодия, укоторых в ходе цитогенетического исследования не обнаружено хромосомных аномалий. В нее вошли 200 мужчин c различными формами патозооспермии или нарушения сперматогенеза и нормальным мужским кариотипом (46,XY).

В структуре спермиологических заключений у 186 (93 %) пациентов 3-й группы отмечена азооспермия, криптозооспермия или олигозооспермия тяжелой степени, у 13 (6,5 %) – астено-/тератозооспермия или олигозооспермия умеренной степени. У 1 пациента выявлена нормозооспермия (см. рисунок).

Спектр спермиологических нарушений у мужчин 3-й группы

При молекулярно-генетическом исследовании у 56 (28,7 %) пациентов 3-й группы диагностированы различные генетические факторы мужского бесплодия (табл. 5). Полные делеции одного AZF-региона (a, b или c) обнаружены у 19 (34 %) мужчин 3-й группы. У 5 (9 %) пациентов выявлены делеции AZFb+с, в том числе у 1 – в сочетании вариантом IVS8-5T гена CFTR в гетерозиготном состоянии (см. табл. 5).

Таблица 5. Типы и частота генетических аномалий у пациентов с нормальным мужским кариотипом (3-я группа)

Таблица 6. Формы патозооспермии у мужчин с сочетанием различных генетических факторов мужского бесплодия (AZF, CFTR, AR)

У 1 (1,8 %) пациента диагностирована мутация F508del гена CFTR. Мутации в гене CFTR в компаундгетерозиготе с вариантом IVS8-5T выявлены у 2 (3,6 %) пациентов с обструктивной формой азооспермии (генотипы 2184insA/N,5T/7T и F508del/N,5T/9T). У 2 мужчин обнаружено сочетание варианта IVS8-5T гена CFTR и увеличенное количество CAG-повторов гена AR (генотипы CFTR 5T/7T; AR CAGn = 28 и CFTR 5Т/7Т; CAGn = 33).

Как можно видеть из табл. 5, среди генетических факторов (AZF, CFTR и AR) чаще всего отмечены микроделеции региона AZFc, выявленные у 23 (41 %) пациентов 3-й группы. У 3 мужчин определены частичные делеции региона AZFc (del b2/b3), которые сочетались у одного пациента с повышенным (n = 30) количеством CAG-повторов гена AR, а у 2 – с вариантом IVS8-5T гена CFTR в гетерозиготном состоянии. Сочетание нескольких различных генетических факторов, связанных с нарушением фертильности у мужчин, выявлено у 6 (10,7 %) пациентов 3-й группы.

В выявленных случаях сочетания генетических факторов мужского бесплодия во всех 3 группах преобладали тяжелые формы патозооспермии (азооспермия, олигоастенотератозооспермия тяжелой степени), которые выявлены соответственно у 100, 70 и 94,5 % пациентов 1, 2 и 3-й групп (табл. 6). У мужчин с сочетанием генетических факторов бесплодия не обнаружено изолированной тератозооспермии и нормозооспермии.

В данном исследовании впервые изучены сочетания различных генетических факторов, связанных с нарушением мужской фертильности (AZF, CFTR, AR), у мужчин с нормальным кариотипом и с хромосомными мутациями (с числовыми и структурными аномалиями).

В группе пациентов с числовыми аномалиями хромосом встречали частичные AZF-делеции, изменение количества CAG-повторов гена AR и не встречали полные делеции региона AZF, мутации в гене CFTR. У пациентов со структурными перестройками хромосом выявлены частичные AZF-делеции, мутации в гене CFTR, но не обнаружены «короткие» и «длинные» CAG-повторы гена AR. Это может указывать на то, что наличие у пациента 2 генетических причин мужского бесплодия (например, хромосомной мутации и полной делеции региона AZF) является случайным, встречается редко, и, очевидно, эти генетические факторы не зависят друг от друга.

У мужчин с бесплодием, не имеющих аномалий кариотипа, частота других исследованных генетических факторов, нарушающих сперматогенез (AZF, CFTR и AR), примерно в 2 раза превысила совокупную частоту данных факторов в группах пациентов с числовыми и структурными аномалиями хромосом. У пациентов с нормальным кариотипом сочетания микроструктурных перестроек Y-хромосомы и генных вариантов (в генах CFTR и AR) обнаружены чаще, чем у пациентов с хромосомными аномалиями. Сочетание 2 изменений в одном и том же факторе – мутации и аллели 5Т в гене CFTR – может вызывать синдром CBAVD или обструктивную азооспермию.

Примечательно, что в структуре патозооспермии обследованных групп нами выявлено сходство.

В частности, азооспермию у мужчин с нормальным кариотипом и мужчин с хромосомными аномалиями регистрировали с одинаковой частотой – 58 %.

Наличие дополнительных генетических факторов, очевидно, существенно не влияло на тяжесть нарушения сперматогенеза у пациентов с синдромом Клайнфельтера, у которых в основном диагностирована азооспермия. У мужчин со структурными аномалиями чаще обнаруживали олигозооспермию тяжелой степени. Больше всего сочетаний генетических факторов, приводящих к тяжелым формам патозооспермии, выявлено у пациентов с нормальным кариотипом.

Наличия полной делеции AZF-региона(ов), мутаций в генах AR или CFTR достаточно для развития тяжелых генетически обусловленных форм мужского бесплодия, как правило первичного. Для данных микроделеций Y-хромосомы характерно тяжелое угнетение сперматогенеза, вплоть до синдрома наличия только клеток Сертоли и секреторной азооспермии, криптозооспермии или олигозооспермии тяжелой степени. Наличие в генотипе мутаций или аллели 5Т в гене CFTR может приводить к развитию синдрома CBAVD, проявляющегося первичным бесплодием вследствие обструктивной формы азооспермии [6]. Следует подчеркнуть, что наличие частичных микроделеций AZFc-региона, только 1 мутации или аллели 5Т гена CFTR, увеличенное или уменьшенное количество CAG-повторов в гене AR не сами по себе вызывают мужское бесплодие, а только в сочетании с другими факторами, поскольку нарушение фертильности имеет мультифакторную этиологию. Их чаще отмечают у мужчин с тяжелыми формами патозооспермии, в частности с азооспермией и олигозооспермией тяжелой степени, однако они встречаются у мужчин с различной фертильностью и показателями спермограммы [3].

Данное исследование свидетельствует, что у пациентов с бесплодием может наблюдаться сочетание 2 и более разных генетических факторов, влияющих на мужскую фертильность. Подобные сочетания генетических факторов в генотипе (в частности, микроделеций Y-хромосомы, мутаций гена CFTR и увеличенного числа CAG-повторов гена AR) могут чаще встречаться у пациентов с бесплодием. Если они выявляются в комбинации друг с другом, это производит аддитивный эффект, усиливает негативное действие каждого, утяжеляет клинические (фенотипические) проявления. Дальнейшее изучение данного вопроса очень важно как для понимания причин мужского бесплодия, выбора адекватной тактики лечения, в том числе с помощью вспомогательных репродуктивных технологий, так и для планирования профилактики генетических нарушений у потомства.

источник