Открыть сервисСервис

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:

МетодПринципОсобенности
SCSA (сперм-хроматиновый структурный анализ)Окрашивание нативной ДНК флуоресцентным красителем и оценка фрагментации по интенсивности свечения в цитофлуориметреТребует поточной цитометрии; считается «золотым стандартом»
TUNELМеченый нуклеотид встраивается в разрывы ДНК ферментом терминальной дезоксинуклеотидилтрансферазойПозволяет оценить процент сперматозоидов с повреждениями
SCD (тест на дисперсию хроматина в сперме)Лизис белков хроматина и оценка «головки-гало» вокруг сперматозоида под микроскопомПрост 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:

  1. Устранение причин — лечение воспалительных заболеваний урогенитального тракта, хирургическое лечение варикоцеле, отказ от курения и алкоголя, минимизация контакта с токсинами.
  2. 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.
  3. Плавающий тест (swim-up) и дифференциальная центрифугация в градиенте плотности — отбор наиболее подвижных и целостных сперматозоидов для ИКСИ. Снижает фрагментацию примерно на 10–20 %.
  4. 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.
  5. IMSI — интрацитоплазматическая инъекция морфологически отобранного сперматозоида под сверхвысоким увеличением микроскопа.
  6. 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).
Заметили ошибку или не согласны с информацией в статье? Напишите нам support@bfometr.ru