Vas deferensin puuttumisesta johtuvan lapsettomuuden hoito

By Robert D. Oates, MD

Jos potilaasi ei voi tulla raskaaksi, koska hänen kumppanillaan on kystinen fibroosi tai synnynnäinen molemminpuolinen verisuonten siemenjohtimien puuttuminen, avusteinen lisääntymistekniikka tarjoaa ratkaisun. Näillä sairauksilla on kuitenkin geneettisiä vaikutuksia, jotka sinun on pidettävä mielessä neuvoessasi tällaisia pareja.

Kystinen fibroosi (CF) on yleinen sairaus, jota esiintyy noin yhdellä 1600:sta pohjoiseurooppalaista syntyperää olevasta ihmisestä.1 Lähes kaikilta CF:tä sairastavilta miehiltä puuttuu vasa deferentia bilateraalisesti.2 Toista sairautta, synnynnäistä molemminpuolista verisuonten puuttumista (congenital bilateraalinen absence of the vas deferens (CBAVD)), esiintyy noin yhdellä prosentilla hedelmättömistä miehistä, ja suuremmalla osalla niistä, joilla on atsoospermia.3

Viime aikoihin asti miehillä, joilla oli CF tai CBAVD, ei ollut käytännössä mitään mahdollisuuksia tulla isiksi, mutta nykyteknologian ansiosta se on nyt mahdollista.4 Lisääntymislääketieteen parissa työskentelevien lääkäreiden on ymmärrettävä tosiseikat ja arvostettava näiden kahden häiriön vivahteita neuvoakseen lapsettomuudesta kärsiviä pareja. Tässä artikkelissa käsittelen asiaan liittyviä geneettisiä kysymyksiä ja sitä, miten voimme auttaa naisia ja heidän sairastuneita kumppaneitaan toteuttamaan hedelmöittymisen.

Kystisen fibroosin genetiikka

Vuonna 1968 havaittiin, että kliinisesti todettua CF:ää sairastavien aikuisten miesten hedelmättömyyden syynä oli molempien suonikalvojen (vasa deferentia) puuttuminen.5 Spermatogeneesi on näillä miehillä normaalia, mutta suonikalvojen (vasa deferentia) pätkiminen (vasal aplasia) johtaa obstruktiiviseen atsoospermiaan.

CF on yleisin kuolemaan johtava autosomaalinen resessiivinen sairaus, jota esiintyy pohjoiseurooppalaista syntyperää olevilla ihmisillä. Tämän taustan oireettomien henkilöiden keskuudessa kantajataajuus on 4-5 %. Rommens ja työtoverit havaitsivat, että CF-geeni sijaitsee alueella kromosomi 7:n pitkällä varrella, lokuksessa 31.6 Tämän geenin 250 kilotavun pätkä koodaa proteiinia nimeltä kystisen fibroosin transmembraanisen johtavuuden säätelijä (CFTR). Kyseessä on kalvoon sitoutunut molekyyli, joka auttaa kloridi-ionien siirtämisessä kalvon läpi, jotta epiteelillä vuorattujen lumeiden optimaalinen kosteustila säilyy. Jos CFTR:n toimintahäiriö ilmenee, keuhkojen pienten hengitysteiden ja haimakanavien eritteet muuttuvat sitkeiksi ja tukkivat näitä rakenteita, mikä johtaa hengitystie- ja haimakomplikaatioihin.

CF-alleelista on tunnistettu yli 800 mutaatiota, joista yleisin on

F508. Tämä mutaatio edustaa kehyksen sisäistä kolmen emäsparin deletiointia, joka poistaa kokonaan fenyylialaniinijäämän CFTR:stä, mikä rajoittaa merkittävästi sen toimintakykyä. Joillakin muilla mutaatioilla, kuten R117H:lla, on paljon vähemmän merkittävä vaikutus syntyvän CFTR-proteiinin eheyteen ja kykyyn. Potilaan perimästä mutaatiosta lievin määrittää taudin kliinisen luonteen.

Jos yksilössä esiintyy samanaikaisesti kaksi vaikeaa mutaatiota, kuten usein tapahtuu, kun CF-potilaat ovat homotsygoottisia

F508:n suhteen, tauti on luonteeltaan äärimmäinen, ja siihen liittyy sekä keuhkojen että haiman toimintahäiriöitä sekä verisuonten ageneesia. Mutta kun CF-geenin poikkeavuudet eivät ole yhtä vakavia, tauti on lievempi. Näissä tilanteissa potilaalla voi olla riittävä haimatoiminta mutta heikentynyt hengitystila eikä verisuonia. Lyhyesti sanottuna CF:n fenotyyppinen kirjo riippuu kahden CF-alleelin täsmällisistä poikkeavuuksista, ja nämä määrittävät taudin vaikeusasteen.

CBAVD:n genetiikka

Samat käsitteet ovat käyttökelpoisia ymmärrettäessä synnynnäistä suonikalvon puuttumista.7 CBAVD:tä sairastavilla miehillä on normaali keuhko- ja haimatoiminta; heidän ainoa kliininen yhtäläisyytensä CF:n kaltaiseen tautiin nähden on suonikalvon agenesia. Heidän tilansa voidaan tunnistaa ensimmäisen kerran, kun he esiintyvät hedelmättömän avioliiton miespuolisena kumppanina. Vaikka heillä ei ole suurinta osaa CF:n oireista, 65-80 prosentilla CBAVD:tä sairastavista miehistä on vähintään yksi havaittava mutaatio tai poikkeavuus CF-alleeleissaan.8-10 Tämä on selvästi korkeampi kuin tunnettu kantajataajuus väestössä, ja se osoittaa, että monet CBAVD-tapaukset ovat CFTR:n toimintahäiriön lieviä fenotyyppisiä ilmentymiä.

CFTR-varasto ei kuitenkaan ole yhtä köyhtynyt tai toimintahäiriöinen miehillä, joilla on CBAVD, kuin niillä, joilla on CF:ään liittyvä keuhko- tai haimasairaus verisuonten ageneesin lisäksi. Vaikuttaa siltä, että CBAVD ja CF ovat CFTR-aberraation määrittämän fenotyyppisen vaihteluvälin kahdessa vastakkaisessa päässä. Yksi yleisimmistä CF-geenin poikkeavuuksista, joita esiintyy miehillä, joilla on CBAVD, on eksonia 9 edeltävän intronin 8 splice-akseptorikohdan polytetymidiiniradan 5-tymidiinivariantti intronin 8 splice-akseptorikohdassa (IVS8-5T).11,12 Tätä varianttia esiintyy noin 5 %:lla yleisestä populaatiosta, ja se rajoittaa kypsien mRNA:iden varantoa, joka pitää sisällään eksonin 9 viestin.

Suuri osa transkriptoidusta eksonista 9 splikoituu pois nascent-mRNA:n prosessoinnin aikana, ja eksonin 9 aminohappojohdannaiset eivät näin ollen sisälly lopulliseen CFTR-proteiiniin, mikä johtaa sen toimintakyvyn merkittävään häiriöön. Jos 5T-alleeli yhdistyy vastakkaisen CF-geenin mutaatioon, normaalin CFTR:n kokonaismäärä vähenee merkittävästi tasolle, jolla verisuonten morfogeneesi voi vaarantua. Esimerkiksi eräässä sarjassa miehiä, joilla oli CBAVD, 5T-alleeli löytyi 24:ltä mieheltä 64:stä (38 %), ja tähän liittyi tunnistettu mutaatio vastakkaisella alleelilla (13 miehellä 64:stä, 20 %).13 Samassa sarjassa havaittiin 72 mutaatiota, kun suoritettiin sekä suora sekvensointi että 5T-analyysi. Tämä frekvenssi on huomattavasti suurempi kuin se, joka havaittiin rutiinipaneelissa, jossa etsittiin 31 yleisintä mutaatiota CF-populaatiossa.

Mutaatioiden kirjo miehillä, joilla on CBAVD, poikkeaa jonkin verran CF-populaatiossa havaitusta. Genetiikkalaboratorion tulisi olla tietoinen kliinisestä diagnoosista, jotta testausta voidaan kohdentaa ja tarkentaa.

Geneettinen testaus ja neuvonta

On todennäköistä, että pariskunta, joka valittaa CF:stä tai CBAVD:stä johtuvaa hedelmättömyyttä, yrittää siitä huolimatta raskautta. Jos nainen kantaa mutaatiota, jälkeläinen voi periä kaksi mutaatiota, ja hän voi sairastua joko CF:hen tai CBAVD:hen, riippuen tarkoista poikkeavuuksista (kuva 1). Tästä ja muista syistä CF- tai CBAVD-tautia sairastavalle miehelle olisi tehtävä CF-mutaatioanalyysi.3 Tuloksista riippuen esi-implantaatiogeneettinen seulonta voidaan tehdä kaikille alkioille, jotka on tuotettu avusteisen lisääntymismenetelmän aikana, jotta estettäisiin sellaisten alkioiden siirto, joissa on mutaatioita molemmissa alleeleissa.

Tiivis yhteistyö lääketieteellisen genetiikan kollegojemme kanssa on tärkeää riskien arvioimiseksi ja parien neuvomiseksi tässä tilanteessa. Vaikka ei olekaan käytännöllistä testauttaa potilasta ja hänen kumppaniaan kaikkien tähän mennessä kuvattujen mutaatioiden ja polymorfismien varalta, pariskunnan a priori -riskiarvio voidaan pienentää suuruusluokkaan 1 400:sta etsimällä valikoima CF-geenin yleisimmin esiintyviä poikkeavuuksia. Lapsi on edelleen kantaja, mutta tämä ei sinänsä ole haitallista. Loppujen lopuksi yksi 20:stä pohjoiseurooppalaista syntyperää olevasta ihmisestä on kantaja. Huoli kantajapopulaation lisääntymisestä on aiheeton, sillä vaikutus maailman kantajapopulaatioon on tuskin mitattavissa, kun nämä pariskunnat päättävät hankkia lapsia.

F CF- tai CBAVD-diagnoosi tarkoittaa myös sitä, että muillakin miehen suvussa, ennen kaikkea hänen sisaruksillaan, voi olla CF-mutaatioita. Jos oletamme, että CF- tai CBAVD-tautia sairastavalla miehellä on kaksi tunnistettavaa CF-geenipoikkeavuutta, voimme ennustaa, että 25 prosenttia hänen sisaruksistaan ei peri vanhemmiltaan yhtään mutaatiota, 25 prosenttia perii kaksi CF-alleelipoikkeavuutta ja 50 prosenttia perii yhden mutaation joko isältä tai äidiltä. Näin ollen nämä sisarukset ovat vaarassa sairastua itse johonkin taudin ilmenemismuotoon tai saada mahdollisesti CF- tai CBAVD-tautia sairastavan lapsen, jos heidän puolisonsa on oireeton kantaja. Perheseulonnalla voidaan tunnistaa nämä riskihenkilöt.

Pienellä osalla miehistä, joilla on CBAVD, on yksipuolinen munuaisten ageneesi eikä tunnistettavia CF-mutaatioita. Näillä miehillä on todennäköisesti täysin erilainen geneettinen etiologia, johon CF-geenit eivät liity. Se saattaa johtaa yksi- tai molemminpuoliseen munuaisten ageneesiin hedelmöittyneissä jälkeläisissä. Pariskunnalle olisi kerrottava tästä mahdollisuudesta, vaikka sen tarkkaa esiintymistodennäköisyyttä ei tällä hetkellä tunneta.

Mitkä ovat hoitovaihtoehdot?

Normaalissa miehen anatomiassa siittiöt vapautuvat Sertolin soluista ja aloittavat matkansa siemennesteen tubulusten luumenissa. Nämä alkukäytävät yhtyvät kiveksen välikarsinassa muodostaen rete-kiveksen. Sieltä lähtee kuudesta kahdeksaan efferenttia kanavaa, jotka kulkevat kiveksen rajojen ulkopuolelle ja yhdistyvät lisäkiveksen ensimmäisessä osassa, caputissa. Efferentit kanavat sulautuvat lopulta yhdeksi ainoaksi putkeksi, joka on voimakkaasti kierretty ja muodostaa peräkkäin corpus- ja cauda-epididymis.

Miehillä, joilta puuttuu vasa, on kuitenkin caput epididymis, koska tämä rakenne on peräisin eri embryologisesta esiasteesta kuin corpus, cauda, vas ja siemenneste. Noin 50 prosentissa CBAVD-tapauksista voi olla jäänteitä joko corpusista tai caudasta, jotka jatkavat varsinaista lisäkudostubulusta sen noustessa caputista.

Miehillä, joilla on nämä tilat, siemennesteen analyysi osoittaa vähäistä tilavuutta (<1 ml) ja siemenneste on hapanta (pH <7,0) ja atsoospermistä. Siemennesteen rakkulat ovat aplastisia tai atrofisia, ja jos jäännöskudosta on jäljellä, se on tyypillisesti toimintahäiriöinen.14

Silber ja kollegat tekivät uraauurtavan mikrokirurgisen siemennesteen aspiraation miehille, joilla on CBAVD, yhdistettynä koeputkihedelmöitykseen. Ryhmäni laajensi tämän strategian koskemaan myös kliinistä CF:tä sairastavia.15 Kokonaismenestysprosentti oli kuitenkin noina alkuaikoina heikko, mikä johtui siittiöiden rajallisesta kyvystä hedelmöittää kerätty munasolu tavanomaisen IVF:n aikana. Sperm Microaspiration Retrieval Techniques Study Groupin julkaisemissa tiedoissa hedelmöitymisprosentti oli vain 7 % ja lopullinen raskausprosentti 5 %.16

Ratkaisu, joka oli jälleen Silberin ansiota, oli soveltaa uutta tekniikkaa, intrasytoplasmista spermainjektiota (ICSI), jossa yksittäinen siittiö sijoitetaan mekaanisesti talteenotettuun munasoluun.17 ICSI:llä pystyttiin voittamaan siittiöiden kyvyttömyys tunkeutua munasolun uloimpien kalvojen läpi ja toimittaa geenipaketti munasolun sisälle, joten onnistumisprosentit nousivat dramaattisesti. Korkea hedelmöitymisaste osoitti, että CF- tai CBAVD-potilailta kirurgisesti kerätyn siittiöiden ydin kykeni täydellisesti hoitamaan osuutensa hedelmöitymisprosessissa, jos se vain pääsisi ooplasman sisään.

ICSI on niin tehokas väline tällaisissa tapauksissa, että aloimme käyttää kryosäilöttyjä epididymaalisia siittiöitä, joiden teho on yhtä suuri kuin juuri talteen otettujen siittiöiden.18 Tämä mahdollistaa suuremman joustavuuden, koska siittiöiden talteenoton ei tarvitse tapahtua munasolujen talteenoton yhteydessä.19 Lisäksi yhdellä kirurgisella toimenpiteellä voidaan tuottaa määrä siittiöitä kryosäilytettäväksi useisiin injektiopulloihin, jotta ne voivat tarvittaessa toimia siittiöiden lähteenä useammille ICSI-jaksoille. Raskausluvut lähestyvät nykyään ICSI:n aikana rutiininomaisesti havaittuja lukuja noin 35-45 prosenttia sykliä kohti, riippuen naispuolisen kumppanin hedelmällisyydestä.

Mikrokirurginen epididymaalinen siemennesteenpoisto (MESA) tehdään paikallispuudutuksessa ja pienessä määrin suonensisäisessä rauhoituksessa. Epididymiksen vaippaan tehdään pieni viilto ja yksittäinen epididymikierukka eristetään. Anterioriseen pintaan tehdään pieni reikä, ja erittyvä neste imetään varovasti siittiöystävälliseen väliaineeseen. Näyte analysoidaan, käsitellään säästeliäästi ja jaetaan sitten 6-10 kryopulloon (kuva 2). Tämän avoimen lähestymistavan aiheuttama sairastuvuus on minimaalinen.

Tulevaisuudessa saatamme yksinkertaisesti ottaa kiveskudosta, joka toimii siittiöiden säiliönä, eli jos pakastetun ja sulatetun kiveksen siittiöiden pakastaminen osoittautuu onnistuneeksi ja pitkäaikaishaitoista vapaaksi. Toistaiseksi useimmat embryologit työskentelevät kuitenkin mieluummin siittiöitä sisältävän nesteen kuin siittiöitä sisältävän kudoksen kanssa.

Yhteenvetona voidaan todeta, että miehet, joilla on CF tai CBAVD, eivät voi synnyttää lapsia luonnollisesti, mutta he voivat tehdä sen käyttämällä siittiöiden talteenoton ja ICSI:n yhdistelmää. Ymmärrämme häiriöiden geneettisen perustan, ja meidän on varmistettava, että asianmukaiset testit ja neuvonta tapahtuvat ennen toimenpiteitä, jotta tulevat vanhemmat ovat tietoisia hedelmöittyneeseen jälkeläiseen kohdistuvista geneettisistä riskeistä.

1.Kerem B, Rommens JM, Buchanan JA, et al. Identification of the cystic fibrosis gene: genetic analysis. Science. 1989;245:1073-1080.

2.Phillipson G. Kystinen fibroosi ja lisääntyminen. Reprod Fertil Dev. 1998;10:113-119.

3.Oates RD. Miehen lisääntymisen genetiikka. 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. 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. Reproductive failure in male with cystic fibrosis. N Engl J Med. 1968;279:65-69.

6.Rommens JM, Iannuzzi MC, Kerem B, et al. Kystisen fibroosin geenin tunnistaminen: kromosomikävely ja -hyppely. Science. 1989;245:1059-1065.

7.Anguiano A, Oates RD, Amos JA. Vas deferensin synnynnäinen molemminpuolinen puuttuminen. Kystisen fibroosin ensisijaisesti genitaalinen muoto. JAMA. 1992;267:1794-1797.

8.Oates RD, Amos JA. Synnynnäinen molemminpuolinen vas deferensin puuttuminen ja kystinen fibroosi. Geneettinen yhtäläisyys. World J Urol. 1993;11:82-88.

9.Kanavakis E, Tzetis M, Antoniadi T, et al. Kystisen fibroosin mutaatioiden seulonta CBAVD-potilailla ja miehillä, joilla on obstruktiivinen atsoospermia tai vaikea oligozoospermia. Mol Hum Reprod. 1998;4:333-337.

10.Oates RD, Amos JA. Vas deferensin synnynnäisen molemminpuolisen puuttumisen ja kystisen fibroosin geneettinen perusta. J Androl. 1994;15:1-8.

11.Chillon M, Casals T, Mercier B ym. kystisen fibroosin geenin mutaatiot potilailla, joilla on synnynnäinen vas deferensin puuttuminen. N Engl J Med. 1995;332:1475-1480.

12. Dohle GR, Ramos L, Pieters MH, ym. kirurginen siittiöiden talteenotto ja intrasytoplasminen spermainjektio obstruktiivisen atsoospermian hoitona. Hum Reprod. 1998; 13:620-623. JAMA. 1999; 281:2217-2224.

14.Schlegel PN, Shin D, Goldstein M. Urogenitaaliset poikkeavuudet miehillä, joilla on synnynnäinen vas deferensin puuttuminen. 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.Yhdysvalloissa saadut tulokset siittiöiden mikroaspiraatiohakumenetelmillä ja avusteisilla lisääntymistekniikoilla. 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 fertilization versus intrasytoplasmic sperm injection for patients requiring microsurgical sperm aspiration. Hum Reprod. 1994;9:1705-1709.

18.Oates RD, Lobel SM, Harris D, et al. Efficacy of intrasytoplasmic 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.

Tohtori Oates on urologian apulaisprofessori, Bostonin yliopiston lääketieteellinen tiedekunta, Boston Medical Center, Boston, Massachusetts.

Robert Oates. Vas deferensin puuttumisesta johtuvan hedelmättömyyden hallinta. Contemporary Ob/Gyn 2000;10:77-85.