Postępowanie w niepłodności spowodowanej brakiem nasieniowodów

Przez Robert D. Oates, MD

Jeśli Twoja pacjentka nie jest w stanie zajść w ciążę, ponieważ jej partner ma mukowiscydozę lub wrodzony obustronny brak nasieniowodów, technologia wspomaganego rozrodu oferuje rozwiązanie. Zaburzenia te mają jednak implikacje genetyczne, o których należy pamiętać, doradzając takim parom.

Mukowiscydoza (cystic fibrosis, CF) jest częstym zaburzeniem występującym u około jednej na 1600 osób pochodzenia północnoeuropejskiego.1 U prawie wszystkich mężczyzn z CF występuje obustronny brak nasieniowodów.2 Inne zaburzenie, wrodzony obustronny brak nasieniowodów (congenital bilateral absence of the vas deferens, CBAVD), występuje u około 1% niepłodnych mężczyzn i u większego odsetka osób z azoospermią.3

Do niedawna mężczyźni z mukowiscydozą lub CBAVD praktycznie nie mieli szans na zostanie ojcami, ale dzięki dzisiejszej technologii jest to już możliwe.4 Klinicyści zajmujący się medycyną rozrodu muszą zrozumieć fakty i docenić niuanse tych dwóch zaburzeń, aby móc doradzać parom cierpiącym z powodu niepłodności. W tym artykule omówię kwestie genetyczne związane z tym schorzeniem oraz to, w jaki sposób możemy pomóc kobietom i ich dotkniętym nim partnerom w osiągnięciu poczęcia.

Genetyka mukowiscydozy

W 1968 roku odkryto, że przyczyną niepłodności u dorosłych mężczyzn z klinicznie rozpoznaną mukowiscydozą jest brak obu wazonów deferentnych.5 Spermatogeneza u takich mężczyzn przebiega prawidłowo, ale aplazja wazonów prowadzi do azoospermii obstrukcyjnej.

CF jest najczęstszą śmiertelną chorobą dziedziczoną autosomalnie recesywnie występującą u osób pochodzących z Europy Północnej. Wśród bezobjawowych osób o tym pochodzeniu częstość nosicielstwa wynosi od 4% do 5%. Rommens i współpracownicy odkryli, że gen CF znajduje się w regionie na długim ramieniu chromosomu 7, locus 31.6 250-kb fragment tego genu koduje białko zwane regulatorem przewodnictwa transmembranowego mukowiscydozy (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator, CFTR). Jest to cząsteczka związana z błoną komórkową, która wspomaga transmembranowy transport jonów chlorkowych w celu utrzymania optymalnego stanu uwodnienia w świetle naczyń wyścielonych nabłonkiem. Jeśli CFTR jest zaburzony, wydzieliny w płucnych małych drogach oddechowych i w przewodach trzustkowych stają się uporczywe i blokują te struktury, prowadząc do powikłań oddechowych i trzustkowych.

Ponad 800 mutacji zostało zidentyfikowanych w allelu CF, z których najczęstszą jest

F508. Mutacja ta reprezentuje delecję trzech par zasad w ramce, która całkowicie usuwa resztę fenyloalaninową z CFTR, znacznie ograniczając jego możliwości funkcjonalne. Niektóre inne mutacje, takie jak R117H, mają znacznie mniej znaczący wpływ na integralność i zdolność wynikowego białka CFTR. To właśnie najłagodniejsza mutacja z tych dwóch, które dziedziczy pacjent, decyduje o klinicznym charakterze choroby.

Jeśli dwie ciężkie mutacje współistnieją u danej osoby, co często ma miejsce, gdy pacjenci z CF są homozygotyczni dla

F508, choroba będzie miała charakter ekstremalny, z dysfunkcją zarówno płuc, jak i trzustki, a także agenezją naczyń krwionośnych. Jednak gdy nieprawidłowości genu CF nie są tak poważne, choroba ma mniej ostry przebieg. W takich sytuacjach pacjent może mieć prawidłową funkcję trzustki, ale upośledzony stan układu oddechowego i brak naczyń. Podsumowując, spektrum fenotypowe CF zależy od dokładnych nieprawidłowości w dwóch allelach CF, które determinują ciężkość choroby.

Genetyka CBAVD

Te same koncepcje są przydatne do zrozumienia wrodzonego braku nasieniowodów.7 Mężczyźni z CBAVD mają prawidłową czynność płuc i trzustki; ich jedynym podobieństwem klinicznym do CF jest agenezja nasieniowodów. Pierwsze rozpoznanie choroby może nastąpić, gdy mężczyzna zgłasza się jako partner w niepłodnym małżeństwie. Chociaż nie mają oni większości objawów CF, 65% do 80% mężczyzn z CBAVD ma co najmniej jedną wykrywalną mutację lub nieprawidłowość w allelach CF.8-10 Jest to oczywiście wyższa wartość niż znana częstość nosicielstwa w populacji ogólnej i świadczy o tym, że wiele przypadków CBAVD jest łagodną fenotypową ekspresją dysfunkcji CFTR.

Spektrum mutacji u mężczyzn z CBAVD różni się nieco od tego stwierdzonego w populacji CF. Laboratorium genetyczne powinno być świadome rozpoznania klinicznego, aby badania mogły być bardziej ukierunkowane i precyzyjne.

Badania genetyczne i poradnictwo

Jest prawdopodobne, że para uskarżająca się na niepłodność z powodu mukowiscydozy lub CBAVD będzie mimo wszystko próbowała zajść w ciążę. Jeśli kobieta jest nosicielką mutacji, potomstwo może odziedziczyć dwie mutacje i może być dotknięte zarówno mukowiscydozą, jak i CBAVD, w zależności od dokładnie występujących nieprawidłowości (Rycina 1). Z tego i innych powodów mężczyzna z mukowiscydozą lub CBAVD powinien mieć wykonaną analizę mutacji CF.3 W zależności od wyników można wykonać genetyczne badania przedimplantacyjne na wszystkich embrionach powstałych podczas procedur wspomaganego rozrodu, aby zapobiec transferowi embrionów będących nosicielami mutacji w obu allelach.

Ścisła współpraca z naszymi kolegami zajmującymi się genetyką medyczną jest ważna dla oszacowania ryzyka i doradzania parom w tej sytuacji. Nawet jeśli niepraktyczne jest przebadanie pacjentki i jej partnera pod kątem wszystkich opisanych dotychczas mutacji i polimorfizmów, szacowane a priori ryzyko dla pary może być zmniejszone do rzędu 1 na 400 poprzez poszukiwanie wybranych, najczęściej występujących nieprawidłowości w genie CF. Dziecko nadal będzie nosicielem, ale samo w sobie nie jest to szkodliwe. W końcu jedna z 20 osób pochodzących z Europy Północnej jest nosicielem. Obawy o zwiększenie puli nosicieli są nieuzasadnione, ponieważ wpływ na światową populację nosicieli jest ledwie mierzalny, gdy te pary zdecydują się mieć dzieci.

Diagnoza CF lub CBAVD oznacza również, że inni w rodzinie mężczyzny, przede wszystkim jego rodzeństwo, również mogą mieć mutacje CF. Jeśli założymy, że mężczyzna z mukowiscydozą lub CBAVD ma dwie identyfikowalne anomalie genu CF, możemy przewidzieć, że 25% jego rodzeństwa nie odziedziczy żadnej mutacji od swoich rodziców, 25% odziedziczy dwie nieprawidłowości alleli CF, a 50% odziedziczy jedną mutację od ojca lub matki. W ten sposób rodzeństwo jest narażone na ryzyko wystąpienia objawów choroby lub potencjalnego urodzenia dziecka z mukowiscydozą lub CBAVD, jeśli jego współmałżonek jest bezobjawowym nosicielem. Badania rodzinne mogą zidentyfikować osoby z grupy ryzyka.

Niewielki odsetek mężczyzn z CBAVD ma jednostronną agenezję nerek i nie ma możliwych do zidentyfikowania mutacji CF. Mężczyźni ci prawdopodobnie mają zupełnie inną etiologię genetyczną, która nie wiąże się z genami CF. Może to prowadzić do jednostronnej lub obustronnej agenezji nerek u poczętego potomstwa. Para powinna być poinformowana o takiej możliwości, mimo że dokładne prawdopodobieństwo jej wystąpienia nie jest obecnie znane.

Jakie są możliwości terapeutyczne?

W normalnej męskiej anatomii, plemniki są uwalniane z komórek Sertoliego i rozpoczynają swoją podróż w świetle kanalików nasiennych. Te początkowe drogi łączą się w śródpiersiu jądra, tworząc jądro tylne. Stąd powstaje sześć do ośmiu kanalików efferentnych, które wędrują poza obręb jądra i łączą się w pierwszej części najądrza – caput. Przewody eferentne ostatecznie łączą się w jedną rurkę, która jest silnie zwinięta i kolejno tworzy ciałko i najądrze ogoniaste.

Mężczyźni, u których brak vasa, mają jednak najądrze typu caput, ponieważ struktura ta wywodzi się z innego prekursora embriologicznego niż ciałko żółte, nasieniowód, nasieniowód i pęcherzyk nasienny. W około 50% przypadków CBAVD mogą być obecne pozostałości ciałka żółtego lub nasieniowodu, które stanowią kontynuację kanalika najądrza właściwego, wyłaniającego się z kaputu.

U mężczyzn z tymi schorzeniami analiza nasienia wykazuje małą objętość (<1 mL), nasienie jest kwaśne (pH <7,0) i azoospermiczne. Pęcherzyki nasienne są aplastyczne lub zanikowe, a jeśli istnieje pozostałość tkanki, jest ona zwykle dysfunkcyjna.14

Silber i współpracownicy byli pionierami w mikrochirurgicznej aspiracji nasienia u mężczyzn z CBAVD, w połączeniu z zapłodnieniem in vitro. Moja grupa rozszerzyła tę strategię na pacjentów z kliniczną mukowiscydozą.15 Jednak ogólny odsetek powodzeń był w tamtych czasach niewielki, ze względu na ograniczoną zdolność plemników do zapłodnienia pobranej komórki jajowej podczas standardowego IVF. W danych opublikowanych przez Sperm Microaspiration Retrieval Techniques Study Group odsetek zapłodnień wynosił zaledwie 7%, a ostateczny odsetek ciąż – 5%.16

Rozwiązaniem, również dzięki Silberowi, było zastosowanie nowej techniki wewnątrzcytoplazmatycznego wstrzyknięcia plemnika (intracytoplasmic sperm injection, ICSI), w której pojedynczy plemnik jest mechanicznie umieszczany w pobranej oocycie.17 Dzięki ICSI udało się przezwyciężyć niezdolność plemników do przeniknięcia przez zewnętrzne błony oocytu i dostarczenia pakietu genetycznego do jego wnętrza, dzięki czemu odsetek udanych zapłodnień gwałtownie wzrósł. Wysoki wskaźnik zapłodnień udowodnił, że jądro plemnika pobranego chirurgicznie od pacjentów z mukowiscydozą lub CBAVD było doskonale zdolne do odegrania swojej roli w procesie zapłodnienia, jeśli tylko mogło dostać się do ooplazmy.

ICSI jest tak potężnym narzędziem w takich przypadkach, że zaczęliśmy używać kriokonserwowanych plemników najądrza ze skutecznością równą świeżo pobranym plemnikom.18 Pozwala to na większą elastyczność, ponieważ pobranie plemników nie musi mieć miejsca w czasie pobierania oocytów.19 Ponadto pojedynczy zabieg chirurgiczny może dostarczyć ilość plemników do kriokonserwacji w kilku fiolkach, aby w razie potrzeby służyły jako źródło plemników dla wielu cykli ICSI. Wskaźniki ciąż zbliżają się obecnie do tych, które są rutynowo obserwowane podczas ICSI, czyli około 35% do 45% na cykl, w zależności od płodności partnerki.

Mikrochirurgiczna aspiracja nasienia najądrza (MESA) jest przeprowadzana w znieczuleniu miejscowym i przy niewielkiej sedacji dożylnej. Wykonuje się małe nacięcie w tulei najądrza i izoluje pojedynczy kanalik najądrza. Tworzy się niewielki otwór w przedniej powierzchni najądrza, a płyn, który się z niego wydobywa, jest delikatnie aspirowany do medium przyjaznego dla plemników. Próbka jest analizowana, przetwarzana oszczędnie, a następnie dzielona na 6 do 10 kriofiolek (Rycina 2). Zachorowalność w przypadku tego otwartego podejścia jest minimalna.

W przyszłości możemy po prostu pobrać tkankę jądra, aby służyła jako rezerwuar plemników, to znaczy, jeśli okaże się, że zamrożona i rozmrożona sperma jądra jest skuteczna i wolna od długotrwałych uszkodzeń. Na razie jednak większość embriologów woli pracować z płynem zawierającym spermę niż z tkanką zawierającą spermę.

Podsumowując, mężczyźni z mukowiscydozą lub CBAVD nie mogą być naturalnymi ojcami dzieci, ale mogą tego dokonać stosując kombinację pobrania nasienia i ICSI. Rozumiemy genetyczne podłoże tych zaburzeń i musimy zapewnić przeprowadzenie odpowiednich badań i porad przed jakąkolwiek interwencją, aby przyszli rodzice byli świadomi ryzyka genetycznego dla poczętego potomstwa.

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. Cystic fibrosis and reproduction. Reprod Fertil Dev. 1998;10:113-119.

3.Oates RD. Genetyka męskiej reprodukcji. 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 epidididymis: 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 males with cystic fibrosis. N Engl J Med. 1968;279:65-69.

6.Rommens JM, Iannuzzi MC, Kerem B, et al. Identyfikacja genu mukowiscydozy: chodzenie po chromosomach i skakanie. Science. 1989;245:1059-1065.

7.Anguiano A, Oates RD, Amos JA. Congenital bilateral absence of the vas deferens. A primarily genital form of cystic fibrosis. JAMA. 1992;267:1794-1797.

8.Oates RD, Amos JA. Congenital bilateral absence of the vas deferens and cystic fibrosis. A genetic commonality. World J Urol. 1993;11:82-88.

9.Kanavakis E, Tzetis M, Antoniadi T, et al. Cystic fibrosis mutation screening in CBAVD patients and men with obstructive azoospermia or severe oligozoospermia. Mol Hum Reprod. 1998;4:333-337.

10.Oates RD, Amos JA. The genetic basis of congenital bilateral absence of the vas deferens and cystic fibrosis. 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. Urogenital anomalies in men with congenital absence of the vas deferens. J Urol. 1996;155:1644-1648.

15.Oates RD, Honig S, Berger MJ, et al. Microscopic epidididymal 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.Wyniki w Stanach Zjednoczonych z technikami pobierania spermy metodą mikroaspiracji i technologiami wspomaganego rozrodu. 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 intracytoplasmic 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 intracytoplasmic sperm injection using intentionally cryopreserved epidididymal 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.

Dr Oates jest profesorem nadzwyczajnym urologii, Boston University School of Medicine, Boston Medical Center, Boston, Mass.

Robert Oates. Managing infertility due to absence of the vas deferens. Contemporary Ob/Gyn 2000;10:77-85.

.