Фрагментация ДНК сперматозоидов¶
Фрагментация ДНК сперматозоидов — повреждение (разрывы) нуклеиновых кислот в генетическом материале мужских половых клеток, выявляемое при лабораторном исследовании эякулята (спермограмме) или дополнительных тестах. В отличие от стандартных показателей спермограммы (концентрация, подвижность, морфология), фрагментация ДНК отражает целостность генетического аппарата сперматозоида и считается одним из ключевых факторов мужской фертильности.
¶Клиническое значение
В норме ДНК сперматозоида упакована плотно и защищена от повреждений. Разрывы одной или обеих нитей ДНК могут возникать на этапах созревания сперматозоидов в яичках, при транспорте по придатку яичка, а также под действием внешних факторов — оксидативного стресса, инфекций, варикоцеле, воздействия токсинов и радиации.
Высокая фрагментация ДНК ассоциирована с:
- снижением способности сперматозоидов к оплодотворению яйцеклетки;
- нарушением раннего эмбрионального развития;
- повышением риска самопроизвольных выкидышей на ранних сроках;
- снижением результативности экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) и ИКСИ.
Показаниями к тесту на фрагментацию ДНК обычно служат: неудачные попытки ЭКО, привычное невынашивание беременности у партнёрши, варикоцеле, длительное отсутствие беременности при «нормальной» спермограмме, подготовка к ЭКО.
¶Методы определения
В клинической практике применяется несколько лабораторных методов, различающихся принципом работы и чувствительностью:
| Метод | Принцип | Особенности |
|---|---|---|
| SCSA (сперм-хроматиновый структурный анализ) | Окрашивание нативной ДНК флуоресцентным красителем и оценка фрагментации по интенсивности свечения в цитофлуориметре | Требует поточной цитометрии; считается «золотым стандартом» |
| TUNEL | Меченый нуклеотид встраивается в разрывы ДНК ферментом терминальной дезоксинуклеотидилтрансферазой | Позволяет оценить процент сперматозоидов с повреждениями |
| SCD (тест на дисперсию хроматина в сперме) | Лизис белков хроматина и оценка «головки-гало» вокруг сперматозоида под микроскопом | Прост и доступен, не требует дорогостоящего оборудования |
| SCGE (кометный тест) | Электрофорез лизированных сперматозоидов: фрагментированная ДНК мигрирует, образуя «хвост кометы» | Высокая чувствительность, применяется преимущественно в исследованиях |
Результаты выражаются в виде индекса фрагментации (DFI — DNA Fragmentation Index) в процентах. Условные нормативы, принятые в большинстве лабораторий:
- до 15 % — низкая фрагментация, благоприятный прогноз естественного зачатия;
- 15–30 % — умеренная фрагментация, рекомендуется коррекция факторов риска;
- более 30 % — высокая фрагментация, существенное снижение фертильности.
¶Причины повышенной фрагментации
Основные факторы, приводящие к повреждению ДНК сперматозоидов:
- Оксидативный стресс — дисбаланс между производством активных форм кислорода и антиоксидантной защитой. Хронический простатит, везикулит, инфекции, передающиеся половым путём, усиливают воспалительный ответ и повреждение ДНК.
- Варикоцеле — варикозное расширение вен семенного канатика, приводящее к перегреву яичка и нарушению микроциркуляции.
- Возраст мужчины — после 40–45 лет накопление спонтанных повреждений ДНК в сперматозоидах статистически возрастает.
- Внешние воздействия — курение, алкоголь, контакт с тяжёлыми металлами, пестицидами, высокие температуры (сауна, горячие ванны), ионизирующее излучение.
- Приём некоторых лекарственных средств — цитостатиков, сульфасалазина, антиандрогенов.
- Идиопатические причины — в ряде случаев источник повреждений установить не удаётся.
¶Коррекция и лечение
При выявлении повышенной фрагментации ДНК применяются консервативные и вспомогательные репродуктивные технологии:
- Устранение причин — лечение воспалительных заболеваний урогенитального тракта, хирургическое лечение варикоцеле, отказ от курения и алкоголя, минимизация контакта с токсинами.
- Антиоксидантная терапия — назначение витаминов C и E, карнитина, коэнзима Q10, цинка, селена, фолиевой кислоты. Курс обычно составляет 2–3 месяца (полный цикл сперматогенеза). Эффективность антиоксидантной терпии доказана не для всех пациентов, но в ряде исследований показано снижение DFI на 5–10 процентных пунктов.
- Плавающий тест (swim-up) и дифференциальная центрифугация в градиенте плотности — отбор наиболее подвижных и целостных сперматозоидов для ИКСИ. Снижает фрагментацию примерно на 10–20 %.
- PICSI — процедура, аналогичная ИКСИ, при которой сперматозоиды предварительно отбираются по способности связываться с гиалуроновой кислотой; зрелые клетки с меньшей фрагментацией имеют больше рецепторов к ней.
- IMSI — интрацитоплазматическая инъекция морфологически отобранного сперматозоида под сверхвысоким увеличением микроскопа.
- TESE / micro-TESE — хирургическое извлечение сперматозоидов из ткани яичка при тяжёлых нарушениях сперматогенеза; в ткани яичка фрагментация обычно ниже, чем в эякуляте.
¶Ограничения теста
Фрагментация ДНК не входит в стандартный перечень показателей спермограммы по ВОЗ (2021). Результаты тестов зависят от метода, лаборатории и условий подготовки (воздержание 2–7 дней, отсутствие лихорадки за 3 месяца). Повторные тесты у одного и того же пациента могут существенно различаться, поэтому рекомендуется двукратное исследование с интервалом не менее 2–4 недель. Многие репродуктологи рассматривают фрагментацию ДНК как дополнительный, а не самостоятельный прогностический фактор, интерпретируя его совместно с показателями спермограммы и анамнезом пары.
Источники:
- Всемирная организация здравоохранения. Руководство по исследованию эякулята человека и взаимодействия сперматозоидов с цервикальной слизью (5-е издание, 2021).
- Agarwal A., Cho C.-L., Esteves S.C. «Sperm DNA fragmentation as a key diagnostic marker for male infertility».
- Saleh R.A., Agarwal A. «Oxidative stress and male infertility: from bench to bedside».
- Справочник по андрологии и урологии (российские клинические рекомендации по мужскому бесплодию).