Řešení neplodnosti v důsledku absence chámovodů

Robert D. Oates, MD

Pokud vaše pacientka nemůže otěhotnět, protože její partner trpí cystickou fibrózou nebo vrozenou oboustrannou absencí chámovodů, nabízí asistovaná reprodukce řešení. Tyto poruchy však mají genetické důsledky, které musíte mít na paměti, když takovým párům radíte.

Cystická fibróza (CF) je běžná porucha, která se vyskytuje přibližně u jednoho z 1600 lidí severoevropského původu.1 Téměř u všech mužů s CF chybí vasa deferentia oboustranně.2 Další porucha, vrozená oboustranná absence chámovodů (CBAVD), se vyskytuje přibližně u 1 % neplodných mužů a u vyššího procenta těch, u nichž se vyskytuje azoospermie.3

Do nedávna neměli muži s CF nebo CBAVD prakticky žádnou šanci stát se otci, ale s dnešní technologií je to nyní možné.4 Lékaři zabývající se reprodukční medicínou musí rozumět faktům a ocenit nuance těchto dvou poruch, aby mohli poradit párům trpícím neplodností. V tomto článku se budu zabývat genetickou problematikou a tím, jak můžeme ženám a jejich postiženým partnerům pomoci realizovat početí.

Genetika cystické fibrózy

V roce 1968 bylo zjištěno, že příčinou neplodnosti u dospělých mužů s klinicky rozpoznanou CF je absence obou vasa deferentia.5 Spermatogeneze je u těchto mužů normální, ale vasální aplazie vede k obstrukční azoospermii.

CF je nejčastější letální autozomálně recesivní onemocnění vyskytující se u lidí severoevropského původu. Mezi asymptomatickými jedinci s tímto původem je frekvence přenašečství 4 až 5 %. Rommens a jeho spolupracovníci zjistili, že gen pro CF se nachází v oblasti na dlouhém raménku chromozomu 7, lokusu 31.6 250kb fragment tohoto genu kóduje protein zvaný regulátor transmembránového vedení cystické fibrózy (CFTR). Jedná se o membránově vázanou molekulu, která napomáhá transmembránovému transportu chloridových iontů, aby se udržel optimální stav hydratace v luminech vystlaných epitelem. Pokud je CFTR nefunkční, sekrety v malých plicních dýchacích cestách a ve vývodech slinivky břišní se stávají houževnatými a ucpávají tyto struktury, což vede k dýchacím a pankreatickým komplikacím.

V alele CF bylo identifikováno více než 800 mutací, z nichž nejčastější je

F508. Tato mutace představuje in-frame deleci tří párů bází, která zcela odstraňuje fenylalaninový zbytek z CFTR, což podstatně omezuje jeho funkční schopnost. Některé další mutace, jako například R117H, mají mnohem menší vliv na integritu a schopnost výsledného proteinu CFTR. Právě nejmírnější z těchto dvou mutací, které pacient zdědí, určuje klinickou povahu onemocnění.

Pokud u jedince koexistují dvě těžké mutace, jak se často stává, když jsou pacienti s CF homozygotní pro

F508, bude mít onemocnění extrémní charakter s plicní i pankreatickou dysfunkcí a také agenezí cév. Pokud však abnormality genu pro CF nejsou tak závažné, je onemocnění méně těžké. V těchto situacích může mít pacient přiměřenou funkci pankreatu, ale zhoršený stav dýchacích cest a žádné cévy. Stručně řečeno, fenotypové spektrum CF závisí na přesných abnormalitách v obou CF alelách a ty určují závažnost onemocnění.

Genetika CBAVD

Stejné pojmy jsou užitečné pro pochopení vrozené absence chámovodů.7 Muži s CBAVD mají normální plicní a pankreatické funkce; jejich jedinou klinickou podobností s CF je ageneze chámovodů. První rozpoznání jejich stavu může být, když se objeví jako mužský partner v neplodném manželství. Ačkoli jsou bez většiny příznaků CF, 65 % až 80 % mužů s CBAVD má alespoň jednu detekovatelnou mutaci nebo abnormalitu v alelách CF.8-10 To je samozřejmě více než známá frekvence přenašečů v běžné populaci a ukazuje to, že mnoho případů CBAVD je mírným fenotypovým projevem dysfunkce CFTR.

CFTR pool však není u mužů s CBAVD tak vyčerpaný nebo dysfunkční jako u mužů s plicním nebo pankreatickým onemocněním souvisejícím s CF navíc k agenezi cév. Zdá se, že CBAVD a CF jsou na dvou opačných koncích fenotypového spektra určeného aberací CFTR. Jednou z nejčastějších abnormalit genu CF zjištěných u mužů s CBAVD je 5-thymidinová varianta polythymidinového traktu v místě akceptoru sestřihu intronu 8, který předchází exonu 9 (IVS8-5T).11,12 Tato varianta se vyskytuje přibližně u 5 % běžné populace a omezuje pool zralé mRNA, která obsahuje zprávu exonu 9. Varianta IVS8-5T je v podstatě stejná jako u mužů s CBAVD.

Velká část transkribovaného exonu 9 je během zpracování vznikající mRNA vyštěpena, a aminokyselinové deriváty exonu 9 proto nejsou zahrnuty do konečného proteinu CFTR, což vede k zásadnímu narušení jeho funkční schopnosti. Pokud je alela 5T spojena s mutací v opačném genu CF, celkový pool normálního CFTR se výrazně sníží na úroveň, kdy může být ohrožena morfogeneze cév. Například v sérii mužů s CBAVD byla alela 5T nalezena u 24 ze 64 mužů (38 %) a byla spojena s rozpoznanou mutací na opačné alele (13 ze 64 mužů, 20 %).13 Ve stejné sérii bylo při přímém sekvenování i analýze 5T zjištěno 72 mutací. Tato frekvence je výrazně vyšší než frekvence zjištěná při rutinním panelu vyhledávajícím 31 nejčastějších mutací v populaci CF.

Spektrum mutací u mužů s CBAVD se poněkud liší od spektra zjištěného v populaci CF. Genetická laboratoř by měla znát klinickou diagnózu, aby mohlo být testování cílenější a přesnější.

Genetické testování a poradenství

Je pravděpodobné, že pár, který si stěžuje na neplodnost v důsledku CF nebo CBAVD, se přesto pokusí otěhotnět. Pokud žena nese mutaci, potomek může zdědit dvě mutace a může být postižen buď CF, nebo CBAVD, v závislosti na přesných přítomných abnormalitách (obrázek 1). Z tohoto a dalších důvodů by měl muž s CF nebo CBAVD podstoupit analýzu mutací CF.3 V závislosti na zjištěných nálezech lze provést preimplantační genetický screening u všech embryí vzniklých během postupů asistované reprodukce, aby se zabránilo přenosu těch, která nesou mutace v obou alelách.

Pro odhad rizik a poradenství párům v této situaci je důležitá úzká spolupráce s kolegy z lékařské genetiky. I když je nepraktické nechat pacientku a jejího partnera testovat na všechny dosud popsané mutace a polymorfismy, lze apriorní odhad rizika pro pár snížit na řádově 1 ze 400 vyhledáním vybraných nejčastěji se vyskytujících abnormalit v genu pro CF. Dítě bude stále přenašečem, ale to samo o sobě není škodlivé. Koneckonců jeden z 20 lidí severoevropského původu je přenašečem. Obavy ze zvýšení počtu přenašečů jsou neopodstatněné, protože vliv na světovou populaci přenašečů je sotva měřitelný, když se tyto páry rozhodnou mít děti.

Diagnóza CF nebo CBAVD také znamená, že mutace CF mohou mít i další členové rodiny tohoto muže, především jeho sourozenci. Předpokládáme-li, že muž s CF nebo CBAVD má dvě identifikovatelné anomálie CF genu, můžeme předpovědět, že 25 % jeho sourozenců nezdědí od svých rodičů žádnou mutaci, 25 % zdědí dvě abnormality CF alel a 50 % zdědí jednu mutaci buď od otce, nebo od matky. Tím se tito sourozenci vystavují riziku, že buď sami budou mít nějaký projev onemocnění, nebo se jim potenciálně narodí dítě s CF nebo CBAVD, pokud je jejich manžel či manželka asymptomatickým přenašečem. Rodinný screening může tyto rizikové jedince identifikovat.

Malé procento mužů s CBAVD má jednostrannou agenezi ledvin a žádné identifikovatelné mutace CF. Tito muži mají pravděpodobně zcela jinou genetickou etiologii, která nezahrnuje geny CF. Může to být taková, která může vést k jednostranné nebo oboustranné agenezi ledvin u počatého potomstva. Pár by měl být o této možnosti informován, i když přesná pravděpodobnost výskytu není v současné době známa.

Jaké jsou terapeutické možnosti?

V normální mužské anatomii se spermie uvolňují ze Sertoliho buněk a začínají svou pouť v lumen semenných kanálků. Tyto počáteční chodby se spojují v mediastinu varlete a vytvářejí rete testis. Odtud vychází šest až osm eferentních kanálků, které putují mimo varle a spojují se v první části nadvarlete, caput. Eferentní kanálky se nakonec spojí do jediného kanálku, který je vysoce stočený a postupně tvoří corpus a cauda epididymis.

Muži, kteří nemají vasa, mají přesto caput epididymis, protože tato struktura pochází z jiného embryologického předchůdce než corpus, cauda, vas a semenné váčky. Přibližně v 50 % případů CBAVD mohou být přítomny zbytky buď tělíska, nebo kaudy, které pokračují z vlastního nadvarlete při jeho výstupu z caput.

U mužů s těmito stavy vykazuje analýza spermatu malý objem (<1 ml) a sperma je kyselé (pH <7,0) a azoospermické. Semenné váčky jsou aplastické nebo atrofické, a pokud existuje zbytek tkáně, je obvykle dysfunkční.14

Silber a jeho kolegové jako první provedli mikrochirurgickou aspiraci spermií u mužů s CBAVD v kombinaci s oplodněním in vitro. Moje skupina tuto strategii rozšířila i na pacienty s klinickou CF.15 Celková úspěšnost však byla v těchto počátcích nízká vzhledem k omezené schopnosti spermií oplodnit odebraný oocyt při standardním IVF. V údajích zveřejněných skupinou Sperm Microaspiration Retrieval Techniques Study Group byla míra oplození pouze 7 % a konečná míra těhotenství 5 %.16

Řešením, opět zásluhou Silbera, bylo použití nové techniky intracytoplazmatické injekce spermie (ICSI), kdy se do odebraného oocytu mechanicky vloží jediná spermie.17 ICSI dokázala překonat neschopnost spermie proniknout vnějšími membránami oocytu a doručit genetický balíček do nitra oocytu, takže úspěšnost výrazně stoupla. Vysoká míra oplození prokázala, že jádro spermie chirurgicky odebrané pacientům s CF nebo CBAVD je dokonale schopné vykonat svou úlohu v procesu oplození, pokud se jen dokáže dostat do ooplazmy.

ICSI je v takových případech tak mocným nástrojem, že jsme začali používat kryokonzervované epididymální spermie s účinností rovnající se účinnosti čerstvě odebraných spermií.18 To umožňuje větší flexibilitu, protože k odběru spermií nemusí dojít v době odběru oocytů.19 Jediný chirurgický zákrok navíc může poskytnout množství spermií ke kryokonzervaci v několika lahvičkách, které v případě potřeby poslouží jako zdroj spermií pro více cyklů ICSI. Míra otěhotnění se nyní blíží míře běžně pozorované při ICSIpřibližně 35 % až 45 % na cyklus, v závislosti na plodnosti partnerky.

Mikrochirurgická aspirace spermií z nadvarlete (MESA) se provádí v lokální anestezii a malé dávce intravenózní sedace. V tunice nadvarlete se provede malý řez a izoluje se jeden nadvarletní kanálek. V přední prezentační ploše se vytvoří malý otvor a vytékající tekutina se opatrně nasaje do média vhodného pro spermie. Vzorek se analyzuje, šetrně zpracuje a poté se rozdělí do 6 až 10 kryovialek (obrázek 2). Morbidita tohoto otevřeného přístupu je minimální.

V budoucnu můžeme jednoduše extrahovat tkáň varlete, která bude sloužit jako rezervoár spermií, tedy pokud se ukáže, že zmrazené a rozmražené spermie z varlete jsou úspěšné a dlouhodobě nepoškozené. Prozatím však většina embryologů dává přednost práci s tekutinou obsahující spermie před tkání obsahující spermie.

Závěrem lze říci, že muži s CF nebo CBAVD nemohou být otci dětí přirozenou cestou, ale mohou tak učinit pomocí kombinace odběru spermií a ICSI. Rozumíme genetickému základu těchto poruch a musíme zajistit, aby před jakýmkoli zásahem proběhlo řádné testování a poradenství, aby si budoucí rodiče byli vědomi genetických rizik pro počaté potomky.

1. Kerem B, Rommens JM, Buchanan JA, et al. Identifikace genu cystické fibrózy: genetická analýza. Science. 1989;245:1073-1080.

2.Phillipson G. Cystická fibróza a reprodukce. Reprod Fertil Dev. 1998;10:113-119.

3.Oates RD. Genetika mužské reprodukce. In: Dětská reprodukce: Sandlow J, ed. Infertility and Reproductive Clinics of North America. Vol. 10. St. Louis, Mo: Mosby; 1999:411-427.

4. Silber SJ, Balmaceda J, Borrero C, et al. Pregnancy with sperm aspiration from the proximal head of the epididymis: a new treatment for congenital absence of the vas deferens. Fertil Steril. 1988;50:525-528.

5. Kaplan E, Shwachman H, Perlmutter AD, et al. Reprodukční selhání u mužů s cystickou fibrózou. N Engl J Med. 1968;279:65-69.

6.Rommens JM, Iannuzzi MC, Kerem B, et al. Identification of the cystic fibrosis gene: chromosome walking and jumping. Science. 1989;245:1059-1065.

7.Anguiano A, Oates RD, Amos JA. Vrozená oboustranná absence chámovodu. Primárně genitální forma cystické fibrózy. JAMA. 1992;267:1794-1797.

8.Oates RD, Amos JA. Vrozená bilaterální absence chámovodů a cystická fibróza. Genetická podobnost. World J Urol. 1993;11:82-88.

9.Kanavakis E, Tzetis M, Antoniadi T, et al. Screening mutací cystické fibrózy u pacientů s CBAVD a mužů s obstrukční azoospermií nebo těžkou oligozoospermií. Mol Hum Reprod. 1998;4:333-337.

10.Oates RD, Amos JA. Genetický základ vrozené oboustranné absence chámovodů a cystické fibrózy. J Androl. 1994;15:1-8.

11.Chillon M, Casals T, Mercier B, et al. Mutations in the cystic fibrosis gene in patients with congenital absence of the vas deferens. N Engl J Med. 1995;332:1475-1480.

12. Dohle GR, Ramos L, Pieters MH, et al. Surgical sperm retrieval and intracytoplasmic sperm injection as treatment of obstructive azoospermia. Hum Reprod. 1998; 13:620-623.

13. Mak V, Zielenski J, Tsui LC, et al. Proportion of cystic fibrosis gene mutations not detected by routine testing in men with obstructive azoospermia. JAMA. 1999; 281:2217-2224.

14.Schlegel PN, Shin D, Goldstein M. Urogenitální anomálie u mužů s vrozenou absencí chámovodu. J Urol. 1996;155:1644-1648.

15. Oates RD, Honig S, Berger MJ, et al. Microscopic epididymal sperm aspiration (MESA): a new option for treatment of the obstructive azoospermia associated with cystic fibrosis. J Assist Reprod Genet. 1992;9:36-40.

16. Výsledky ve Spojených státech s technikami mikroaspirace spermií a asistované reprodukce. The Sperm Microaspiration Retrieval Techniques Study Group. J Urol. 1994;151:1255-1259.

17. Silber SJ, Nagy ZP, Liu J, et al. Conventional in-vitro fertilizace versus intracytoplazmatická injekce spermie u pacientů vyžadujících mikrochirurgickou aspiraci spermií. Hum Reprod. 1994;9:1705-1709.

18. Oates RD, Lobel SM, Harris D, et al. Efficacy of intracytoplasmic sperm injection using intentionally cryopreserved epididymal spermatozoa. Hum Reprod. 1996;11:133-138.

19. Okada H, Yoshimura K, Fujioka H, et al. Assisted reproduction technology for patients with congenital bilateral absence of vas deferens. J Urol. 1999; 161:1157-1162.

Doktor Oates je docentem urologie na Boston University School of Medicine, Boston Medical Center, Boston, Mass.

Robert Oates. Řešení neplodnosti v důsledku absence chámovodů. Contemporary Ob/Gyn 2000;10:77-85.

.