Håndtering af infertilitet på grund af manglende sædleder

Af Robert D. Oates, MD

Hvis din patient ikke kan blive gravid, fordi hendes partner har cystisk fibrose eller medfødt bilateral fravær af sædlederne, tilbyder assisteret reproduktiv teknologi en løsning. Men disse sygdomme har genetiske konsekvenser, som du skal huske på, når du rådgiver sådanne par.

Cystisk fibrose (CF) er en almindelig lidelse, der findes hos ca. én ud af 1.600 personer af nordeuropæisk afstamning.1 Næsten alle mænd med CF mangler vasa deferentia bilateralt.2 En anden lidelse, congenital bilateral absence of the vas deferens (CBAVD), findes hos ca. 1 % af de infertile mænd og hos en højere procentdel af dem, der præsenterer azoospermi.3

Indtil for nylig havde mænd med CF eller CBAVD stort set ingen chance for at blive fædre, men med nutidens teknologi er det nu muligt.4 Klinikere, der beskæftiger sig med reproduktionsmedicin, skal forstå kendsgerningerne og værdsætte nuancerne ved disse to lidelser for at kunne rådgive par, der lider af infertilitet. I denne artikel vil jeg diskutere de genetiske spørgsmål, der er involveret, og hvordan vi kan hjælpe kvinder og deres berørte partnere med at realisere en befrugtning.

Genetik i forbindelse med cystisk fibrose

Det blev opdaget i 1968, at årsagen til infertilitet hos voksne mænd med klinisk anerkendt CF var fravær af begge vasa deferentia.5 Spermatogenese er normal hos sådanne mænd, men vasal aplasi fører til obstruktiv azoospermi.

CF er den mest almindelige dødelige autosomalt recessive sygdom, der findes hos personer af nordeuropæisk afstamning. Blandt asymptomatiske personer med denne baggrund er bærerfrekvensen 4 % til 5 %. Rommens og medarbejdere fandt ud af, at CF-genet er placeret i et område på den lange arm af kromosom 7, locus 31.6 Et 250 kb-fragment af dette gen koder for et protein kaldet cystisk fibrose transmembran-konduktansregulator (CFTR). Dette er et membranbundet molekyle, der bidrager til transmembrantransporten af kloridioner for at opretholde en optimal hydreringstilstand i epithelforede lumina. Hvis CFTR er dysfunktionel, bliver sekret i de små luftveje i lungerne og i bugspytkirtelkanalerne hårdfør og blokerer disse strukturer, hvilket fører til respiratoriske og bugspytkirtelkomplikationer.

Der er blevet identificeret over 800 mutationer i CF-allelen, hvoraf den mest almindelige er

F508. Denne mutation repræsenterer en inframe-deletion på tre basepar, som fuldstændig fjerner en phenylalaninrest fra CFTR, hvilket begrænser dens funktionelle kapacitet betydeligt. Nogle andre mutationer, som f.eks. R117H, har en langt mindre betydelig indvirkning på integriteten og evnen af det resulterende CFTR-protein. Det er den mildeste af de to mutationer, som en patient arver, der er afgørende for sygdommens kliniske karakter.

Hvis to alvorlige mutationer forekommer samtidig hos et individ, hvilket ofte sker, når CF-patienter er homozygote for

F508, vil sygdommen være af ekstrem karakter med både pulmonal og pancreatisk dysfunktion samt vasal agenese. Men når abnormiteterne i CF-genet ikke er så alvorlige, er sygdommen mindre barsk. I disse situationer kan patienten have en tilstrækkelig pancreasfunktion, men en kompromitteret respiratorisk status og ingen vasa. Kort sagt afhænger det fænotypiske spektrum af CF af de nøjagtige abnormiteter i de to CF-alleler, og disse bestemmer sygdommens sværhedsgrad.

Genetik for CBAVD

De samme begreber er nyttige til at forstå medfødt fravær af vasal agenesi.7 Mænd med CBAVD har normal lungefunktion og pancreasfunktion; deres eneste kliniske lighed med CF er vasal agenesi. Den første erkendelse af deres tilstand kan være, når de præsenterer sig som den mandlige partner i et infertilt ægteskab. Selv om de er fri for de fleste symptomer på CF, har 65-80 % til 80 % af mændene med CBAVD mindst én påviselig mutation eller abnormitet i deres CF-alleler.8-10 Dette er naturligvis højere end den kendte bærerfrekvens i den almindelige befolkning og viser, at mange tilfælde af CBAVD er milde fænotypiske udtryk for CFTR-dysfunktion.

CFTR-puljen er imidlertid ikke så udtømt eller dysfunktionel hos mænd med CBAVD som hos dem med CF-relateret lungesygdom eller bugspytkirtelsygdom ud over vasal agenese. Det ser ud til, at CBAVD og CF befinder sig i to modsatte ender af det fænotypiske område, der bestemmes af CFTR-aberration. En af de mest almindelige CF-genanormaliteter, der findes hos mænd med CBAVD, er 5-thymidin-varianten af polythymidin-trakten i splejsningsacceptorstedet i intron 8, der går forud for exon 9 (IVS8-5T).11,12 Denne variant findes hos ca. 5 % af den almindelige befolkning og begrænser puljen af modent mRNA, der omfatter exon 9-meddelelsen.

Meget af det transskriberede exon 9 splejses ud under behandlingen af det nascente mRNA, og aminosyrederivaterne af exon 9 indgår derfor ikke i det endelige CFTR-protein, hvilket fører til en væsentlig forstyrrelse af dets funktionelle kapacitet. Hvis en 5T-allel er kombineret med en mutation i det modsatte CF-gen, reduceres den samlede pulje af normalt CFTR betydeligt til et niveau, hvor vasal morfogenese kan blive kompromitteret. I en serie af mænd med CBAVD blev der f.eks. fundet en 5T-allel hos 24 ud af 64 mænd (38 %), og dette var forbundet med en anerkendt mutation på den modsatte allel (13 ud af 64 mænd, 20 %).13 I samme serie blev der påvist 72 mutationer, når der blev foretaget både direkte sekventering og 5T-analyse. Denne frekvens er betydeligt højere end den, der påvises ved et rutinemæssigt panel, der søger efter de 31 mest almindelige mutationer i CF-populationen.

Spektret af mutationer hos mænd med CBAVD er noget anderledes end det, der findes i CF-populationen. Det genetiske laboratorium bør være bekendt med den kliniske diagnose, så testningen kan være mere fokuseret og præcis.

Genetisk testning og rådgivning

Det er sandsynligt, at et par, der klager over infertilitet på grund af CF eller CBAVD, alligevel vil forsøge at blive gravide. Hvis kvinden bærer en mutation, kan afkommet arve to mutationer og kan blive påvirket af enten CF eller CBAVD, afhængigt af de nøjagtige abnormiteter, der er til stede (figur 1). Af denne og andre grunde bør en mand med CF eller CBAVD have foretaget en CF-mutationsanalyse.3 Afhængigt af resultaterne kan der foretages præimplantationsgenetisk screening af alle embryoner, der genereres under assisterede reproduktionsprocedurer, for at forhindre overførsel af embryoner, der bærer mutationer i begge alleler.

Et tæt samarbejde med vores kolleger inden for medicinsk genetik er vigtigt for at vurdere risikoen og rådgive par i denne situation. Selv om det er upraktisk at få din patient og hendes partner testet for hver eneste mutation og polymorfi, der er beskrevet til dato, kan den a priori estimerede risiko for parret reduceres til størrelsesordenen 1 ud af 400 ved at kigge efter et udvalg af de mest almindeligt forekommende abnormiteter i CF-genet. Barnet vil stadig være bærer, men det er ikke i sig selv skadeligt. Når alt kommer til alt, er en ud af 20 personer af nordeuropæisk afstamning bærer. Bekymringer om at øge antallet af bærere er ubegrundet, da virkningen på verdens bærerpopulation næppe er målbar, når disse par vælger at få børn.

Diagnosen CF eller CBAVD betyder også, at andre i mandens familie, først og fremmest hans søskende, også kan have CF-mutationer. Hvis vi antager, at en mand med CF eller CBAVD har to identificerbare CF-genanomalier, kan vi forudsige, at 25 % af hans søskende ikke vil arve nogen mutationer fra deres forældre, 25 % vil arve de to CF-allelanomalier, og 50 % vil arve en mutation fra enten far eller mor. Dette sætter disse brødre og søstre i risiko for enten selv at få et eller andet udtryk for sygdommen eller potentielt at få et barn med CF eller CBAVD, hvis deres ægtefælle er asymptomatisk bærer. Familiescreening kan identificere disse personer i risikogruppen.

En lille procentdel af mænd med CBAVD har unilateral nyreagenese og ingen identificerbare CF-mutationer. Disse mænd har sandsynligvis en helt anden genetisk ætiologi, som ikke involverer CF-generne. Det kan være en sådan, der kan føre til unilateral eller bilateral nyreagenese hos undfanget afkom. Parret bør informeres om denne mulighed, selv om de nøjagtige chancer for forekomst ikke er kendt på nuværende tidspunkt.

Hvad er de terapeutiske muligheder?

I normal mandlig anatomi frigives spermatozoer fra Sertoli-cellerne og begynder deres rejse i lumenet af de seminiferiske tubuli. Disse indledende passager samler sig i testis mediastinum for at danne rete testis. Herfra opstår seks til otte efferente kanaler, der bevæger sig uden for testiklens grænser og samler sig i den første del af bitestiklen, caput. De efferente kanaler smelter til sidst sammen til en enkelt tubulus, der er stærkt oprullet, og som successivt danner corpus og cauda epididymis.

Mænd, der mangler vasa, har ikke desto mindre caput epidididymis, fordi denne struktur stammer fra en anden embryologisk forløber end corpus, cauda, vas og sædblæren. I ca. 50 % af tilfældene af CBAVD kan der være rester af enten corpus eller cauda til stede, som fortsætter fra den egentlige epididymale tubulus, når den kommer ud af caput.

Hos mænd med disse tilstande viser sædanalysen et lavt volumen (<1 mL), og sæden er sur (pH <7,0) og azoospermisk. Sædblærerne er aplastiske eller atrofiske, og hvis der er en vævsrest, er den typisk dysfunktionel.14

Silber og kolleger var pionerer inden for mikrokirurgisk sædaspiration til mænd med CBAVD, i kombination med in vitro-befrugtning. Min gruppe udvidede denne strategi til også at omfatte mænd med klinisk CF.15 Den samlede succesrate var imidlertid ringe i de tidlige dage på grund af sædcellernes begrænsede evne til at befrugte en høstet oocyt under standard IVF. I data offentliggjort af Sperm Microaspiration Retrieval Techniques Study Group var befrugtningsraten kun 7 %, og den endelige graviditetsrate var 5 %.16

Løsningen, igen takket være Silber, var at anvende den nye teknik med intracytoplasmisk sædinjektion (ICSI), hvor en enkelt sædcelle placeres mekanisk i den udtagne ægcelle.17 ICSI var i stand til at overvinde sædcellernes manglende evne til at trænge igennem de ydre oocytmembraner og levere den genetiske pakke til oocyttens indre, så succesraten steg dramatisk. Den høje befrugtningsrate beviste, at kernen i den sædcelle, der kirurgisk blev udtaget fra patienter med CF eller CBAVD, var fuldt ud i stand til at udføre sin rolle i befrugtningsprocessen, hvis den blot kunne komme ind i ooplasmaet.

ICSI er et så effektivt redskab i tilfælde som disse, at vi begyndte at anvende kryokonserverede epididymale sædceller med samme effektivitet som frisk udtaget sæd.18 Dette giver større fleksibilitet, fordi sædhøst ikke behøver at ske på tidspunktet for udtagning af oocyter.19 Desuden kan et enkelt kirurgisk indgreb give en mængde sædceller til kryokonservering i flere hætteglas, som kan tjene som sædkilde til flere ICSI-cyklusser, hvis det er nødvendigt. Graviditetsrater nærmer sig nu dem, der rutinemæssigt ses under ICSI – ca. 35 % til 45 % pr. cyklus, afhængigt af den kvindelige partners fertilitet.

Mikrokirurgisk epididymal sædopsamling (MESA) udføres under lokalbedøvelse og en lille mængde IV-sedation. Der foretages et lille snit i tunikaen af epididymis, og en enkelt epididymal tubulus isoleres. Der laves et lille hul i den forreste overflade, og den væske, der udledes, suges forsigtigt op i et spermvenligt medium. Prøven analyseres, behandles skånsomt og opdeles derefter i 6 til 10 kryoflasker (figur 2). Morbiditeten ved denne åbne fremgangsmåde er minimal.

I fremtiden kan vi måske blot udtage testikelvæv til at tjene som reservoir for sædceller, dvs. hvis frosset og optøet testikelsæd viser sig at være vellykket og uden langtidsskader. Indtil videre foretrækker de fleste embryologer dog at arbejde med sædholdig væske frem for sædholdigt væv.

Sammenfattende kan man sige, at mænd med CF eller CBAVD ikke kan blive far til børn på naturlig vis, men kan gøre det ved hjælp af en kombination af sædudtagning og ICSI. Vi forstår det genetiske grundlag for lidelserne og må sikre, at der foretages korrekt testning og rådgivning forud for ethvert indgreb, så de kommende forældre er klar over de genetiske risici for det undfangede afkom.

1.Kerem B, Rommens JM, Buchanan JA, et al. Identifikation af cystisk fibrosis-genet: genetisk analyse. Science. 1989;245:1073-1080.

2.Phillipson G. Cystisk fibrose og reproduktion. Reprod Fertil Dev. 1998;10:113-119.

3.Oates RD. Genetik af mandlig reproduktion. In: 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. Graviditet med sædaspiration fra det proximale hoved af epididymis: en ny behandling for medfødt fravær af sædlederne. Fertil Steril. 1988;50:525-528.

5.Kaplan E, Shwachman H, Perlmutter AD, et al. Reproduktionssvigt hos mænd med cystisk fibrose. N Engl J Med. 1968;279:65-69.

6.Rommens JM, Iannuzzi MC, Kerem B, et al. Identifikation af cystisk fibrose-genet: kromosomvandring og -springning. Science. 1989;245:1059-1065.

7.Anguiano A, Oates RD, Amos JA. Medfødt bilateral fravær af vas deferens. En primært genital form af cystisk fibrose. JAMA. 1992;267:1794-1797.

8.Oates RD, Amos JA. Medfødt bilateral fravær af vas deferens og cystisk fibrose. En genetisk fællestræk. World J Urol. 1993;11:82-88.

9.Kanavakis E, Tzetis M, Antoniadi T, et al. Screening af mutationer for cystisk fibrose hos CBAVD-patienter og mænd med obstruktiv azoospermi eller svær oligozoospermi. Mol Hum Reprod. 1998;4:333-337.

10.Oates RD, Amos JA. Det genetiske grundlag for medfødt bilateral fravær af vas deferens og cystisk fibrose. J Androl. 1994;15:1-8.

11.Chillon M, Casals T, Mercier B, et al. Mutationer i cystisk fibrose-genet hos patienter med medfødt fravær af sædlederne. 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. Andelen af mutationer i cystisk fibrose-genet, der ikke er påvist ved rutinemæssig testning hos mænd med obstruktiv azoospermi. JAMA. 1999; 281:2217-2224.

14.Schlegel PN, Shin D, Goldstein M. Urogenitale anomalier hos mænd med medfødt fravær af sædlederne. J Urol. 1996;155:1644-1648.

15.Oates RD, Honig S, Berger MJ, et al. Mikroskopisk epididymal sædaspiration (MESA): en ny mulighed for behandling af obstruktiv azoospermi i forbindelse med cystisk fibrose. J Assist Reprod Genet. 1992;9:36-40.

16.Resultater i USA med mikroaspirationsteknikker til udtagning af sædceller og assisterede reproduktionsteknologier. The Sperm Microaspiration Retrieval Techniques Study Group. J Urol. 1994;151:1255-1259.

17.Silber SJ, Nagy ZP, Liu J, et al. Konventionel in vitro-befrugtning versus intracytoplasmisk sædinjektion for patienter, der kræver mikrokirurgisk sædopsamling. Hum Reprod. 1994;9:1705-1709.

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

19.Okada H, Yoshimura K, Fujioka H, et al. Assisteret reproduktionsteknologi til patienter med medfødt bilateral fravær af vas deferens. J Urol. 1999; 161:1157-1162.

Dr. Oates er lektor i urologi, Boston University School of Medicine, Boston Medical Center, Boston, Mass.

Robert Oates. Håndtering af infertilitet på grund af fravær af vas deferens. Contemporary Ob/Gyn 2000;10:77-85.