Актуальность темы
Количество бесплодных супружеских пар в России достигает 12−15%, что, по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), сопоставимо с распространенностью бесплодия в мире (Кулаков В.И., Леонов Б. В., 2000). Демографическая обстановка, сложившаяся в нашей стране, усугубляет проблему бесплодия. За последние 11 лет население Российской Федерации сократилось на 1,5%, и темпы убыли населения нарастают (Институт народнохозяйственного прогнозирования РАН. Центр демографии и экологии человека, 2001). Южный федеральный округ занимает одно из ведущих мест в России по показателю убыли населения, который в 2001 году составил 0,8% (Институт народнохозяйственного прогнозирования РАН, 2002). Кроме того, невозможность иметь ребенка приводит к тяжелой личной психической травме, результатом которой может быть расторжение брака и нарушение социальной адаптации.
При изучении структуры бесплодия ВОЗ определила мужской фактор более чем в половине случаев (World Health Organization, 1987). Данные многих работ свидетельствуют о прогрессирующем снижении качества спермы в мире (Carlsen Е. etal., 1992).
Качество сперматозоидов является важным показателем мужской фертиль-ности, и поэтому их объективная оценка играет одну из ключевых ролей в обеспечении успешности методов вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ). Наибольшее распространение получил анализ морфологии сперматозоидов по строгим критериям, разработанным Kruger и соавт. (Kmger T.F. et al., 1986). Для повышения информативности разработаны индексы множественных дефектов сперматозоидов (Jouannet P. et al., 1988; Aziz N. et al., 1996). Предполагается, что морфологический дефект прямо сопряжен с функциональной неполноценностью сперматозоида (Katz D. et al., 1996; Oehninger S. et al., 1994), и, вероятно, то или иное нарушение функции связано с определенным видом морфологической аномалии. Следовательно, разные морфологические дефекты могут иметь разное прогностическое значение для оплодотворения методами классического экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) и интрацитоплазматической инъекции сперматозоидов (ИКСИ). Однако, современная классификация аномалий сперматозоидов не позволяет выделить формы, имеющие отрицательную или положительную связь с частотой оплодотворения тем или иным методом и последующим развитием эмбрионов. Этим могут быть обусловлены и противоречия в данных литературы по вопросам преимущества ЭКО или ИКСИ в разных клинических ситуациях. Поэтому более дифференцированный подход к выбору метода ВРТ, основанный на точной морфологической оценке мужских гамет, возможно, позволит избежать слишком частого и неоправданного применения ИКСИ, которое имеет тенденцию к расширению показаний. К тому же, изучение связи морфологии сперматозоидов с успешностью ИКСИ может способствовать повышению эффективности самой микроманигтуляции. Морфологические характеристики являются определяющими при выборе сперматозоида для инъекции в яйцеклетку, но зависимость успешности операции от структурных особенностей вводимого сперматозоида еще предстоит изучить. Зная влияние той или иной морфологической аномалии на результат ИКСИ, можно делать выбор сперматозоида для инъекции в яйцеклетку более обоснованно.
Большинство классификаций морфологических дефектов сперматозоидов, предложенных до сегодняшнего дня, основывается на качественной характеристике их формы. Использование более сложных и трудоемких способов оценки нецелесообразно в повседневной лабораторной практике, но необходимо для фундаментального изучения связи строения сперматозоида с его функциональной компетентностью. Поэтому для разработки критериев, позволяющих оптимизировать процедуру ИКСИ, необходимо, на основе точных количественных методов1 анализа, выявить прогностически ценные морфологические параметры, которые могут быть оценены и без использования дополнительных средств. Компьютерная мор-фометрия является высокоточным, воспроизводимым и стандартизованным методом, позволяющим количественно выразить структурные характеристики объекта и доказательно обосновать или отвергнуть значимость качественных оценочных критериев.
Цель исследования: Изучить варианты строения сперматозоидов человека в норме и при патологии и определить наиболее информативные интегральные морфологические критерии для прогнозирования успешности лечения бесплодия при применении вспомогательных репродуктивных технологий.
Задачи исследования:
1. Выявить качественные морфологические характеристики сперматозоидов, влияющие на успешность экстракорпорального оплодотворения и интра-цитоплазматической инъекции в яйцеклетку.
2. Оценить возможность использования этих характеристик для выбора метода вспомогательных репродуктивных технологий.
3. Оценить возможности компьютерной морфометрии для объективной характеристики сперматозоидов при использовании в области вспомогательных репродуктивных технологий.
4. С помощью компьютерной морфометрии выявить наиболее информативные интегральные параметры сперматозоидов, пригодные для планирования лечения методами вспомогательных репродуктивных технологий.
5. На основании морфометрического анализа сперматозоидов выявить параллели между параметрами, полученными в результате интегрального качественного и количественного морфологического исследования.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЯ Выявлены особенности морфологической оценки сперматозоидов при подготовке и проведении лечения бесплодия методом интрацитоплазматической инъекции сперматозоида, учет которых способствует повышению его эффективности. Установлены критерии оценки структур, которые обеспечивают прогнозирование успешности интрацитоплазматической инъекции сперматозоида. Обнаружена связь между качественной характеристикой строения сперматозоидов и качеством зигот, полученных при классическом экстракорпоральном оплодотворении. Выявлены параллели между параметрами качественного и количественного, морфологического анализа сперматозоидов. Определены количественные параметры, характеризующие форму головки сперматозоида и, таким образом, адаптирующие методику качественного анализа для морфометрического компьютерного исследования спермы.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ Знание структурных особенностей сперматозоидов, влияющих на развитие эмбрионов после интрацитоплазматической инъекции, позволит повысить эффективность лечения бесплодия методами вспомогательных репродуктивных технологий за счет улучшения результатов микроманипуляции и более глубокого и дифференцированного подхода к диагностике мужского бесплодия на уровне эмбриологической лаборатории. Выявленные морфометрические параметры сперматозоидов, имеющие прогностическое значение, будут способствовать увеличению надежности автоматизированного морфологического анализа спермы и скорейшему его распространению в лабораторной практике с целью стандартизации результатов исследования.
ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ.
1. Критерии, разработанные на основе морфометрических параметров сперматозоидов, коррелирующих с успешностью лечения методами вспомогательных репродуктивных технологий, объективизируют систему качественного анализа их структурных элементов.
2. Оценка некоторых структурных особенностей сперматозоидов, отражающих их функциональное состояние — фактора формы круга головки, индекса множественных аномалий шеечного отдела, доли сперматозоидов с искривленными шейками, округлости головки, большой оси головки, отношения «большая/малая ось головки», фактора формы круга акросомы, фактора формы эллипса акросомы, округлости акросомы, малой оси акросомы, отношения «малая/большая ось акросомы», относительной площади акросомы, отношения «периметр/площадь акросомы» — должна быть дифференцированной при прогнозировании успешности лечения бесплодия методом интрацитоплазматической инъекции сперматозоида и методом классического экстракорпорального оплодотворения.
3. Благодаря выявленным параллелям с морфометрическими параметрами сперматозоидов (фактором формы круга головки фактором формы круга акросомы, фактором формы эллипса акросомы), качественные признаки формы головки сперматозоида и акросомы являются значимыми при прогнозировании успешности интрацитоплазматической инъекции сперматозоида.
выводы.
1. Критерии, полученные при качественной оценке строения сперматозоидов с использованием индекса Крюгера, в случаях применения метода ЭКО положительно коррелировали не только с частотой оплодотворения и качеством дробления эмбрионов, но и с качеством зигот, что расширяет возможности прогнозирования результатов лечения. Индекс тератозооспермии в этих случаях не имел значения.
2. В случаях применения метода ИКСИ отмечена статистически значимая зависимость частоты имплантации от качественных морфологических характеристик сперматозоидов, причем корреляция с индексом Крюгера была отрицательной, а с индексом тератозооспермии — положительной, что следует использовать в практике для выбора метода оплодотворения.
3. Частота имплантации эмбрионов, полученных с помощью ИКСИ, не только не снижается с повышением относительного количества сперматозоидов с ярко выраженными отклонениями головок от нормального строения (гантелевидные, аморфные, чрезмерно большие, вакуолизированные, с дефектами акросом и аномалиями количества, повышенные величины индекса множественных аномалий головки), но и положительно коррелирует с ним, что может быть связано с более успешной селекцией оператором сперматозоидов с минимальными нарушениями структурной организации для инъекции в ооцит.
4. Повышенная частота встречаемости некоторых дефектов шеечного отдела (искривление, укорочение) и увеличение индекса множественных аномалий шейки в группе с безуспешными попытками ИКСИ свидетельствуют о снижении оплодотворяющей способности сперматозоидов с поврежденными шейками.
5. Определение доминирующей комплексной аномалии сперматозоидов по предложенным нами критериям в настоящее время не имеет клинического значения, но может найти применение при разработке автоматизированных компьютерных методов морфологического анализа спермы.
6. Определены дополняющие критерии ВОЗ морфометрические параметры, численно характеризующие форму головки сперматозоида и ее частей (фактор формы круга, фактор формы эллипса, округлость, отношение «периметр/площадь», отношение «малая/большая ось»), одни из которых могут быть использованы при компьютерной морфологической оценке спермы при ЭКО, другие имеют диагностическую ценность только в случаях применения метода ИКСИ. Эти критерии могут быть успешно использованы при качественном и количественном морфологическом анализе эякулята для эффективной диагностики мужского бесплодия и определения путей его преодоления.
ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ В ПРАКТИКУ Обнаруженные особенности строения сперматозоидов и предложенные новые параметры их оценки позволяют использовать качественные и количественные методы интегрального морфологического анализа спермы для прогнозирования успешности ИКСИ и повышения эффективности микроманипуляции, а также могут быть положены в основу создания методов автоматизированной компьютерной морфометрии сперматозоидов для введения в практическую медицину.
Введение
результатов данной работы в практику Российско-американского центра репродукции и генетики человека и Сибирского института репродукции и генетики человека способствует более адекватному планированию тактики лечения методами вспомогательных репродуктивных технологий и в некоторых случаях позволяет избежать необоснованного применения ИКСИ за счет обоснования применения ЭКО или использования донорской спермы. Это дает возможность повысить эффективность лечения бесплодия, уменьшить психоэмоциональную нагрузку на пациентов и снизить финансовые и временные затрата.
