Причины генетического бесплодия
Бесплодие — это состояние, при котором женщина не имеет возможности зачать или полноценно выносить ребенка. В супружеских парах страдать бесплодием могут мужчина, женщина или оба партнера одновременно.
Данные научных исследований свидетельствуют о том, что частота бесплодия в браке колеблется от 8 до 29 % без тенденции к снижению во всех странах мира (ВОЗ, 2011). В России доля инфертильных браков достигает в разных регионах от 8 до 17,5%. Так, например, по данным Росстата за 2017 год зафиксировано свыше 280 тысяч человек с диагнозом «бесплодие», причем более половины случаев диагностировано у мужчин.
Основные причины мужского бесплодия
Мужское бесплодие может быть вызвано целым рядом причин, но наиболее распространенными являются:
Заболевания репродуктивной системы воспалительного характера
Варикоцеле – варикозное расширение вен семенного канатика яичка
Нарушение функции эндокринных желез и органов
Наличие аутоиммунных заболеваний
Влияние внешних факторов: работа на вредных производствах, постоянное воздействие радиации, токсических и отравляющих веществ, стрессовые ситуации, травмы, алкоголизм, табакокурение и т.д.
Как выявляется мужское бесплодие
Основным анализом для оценки репродуктивного статуса мужчины является спермиологический анализ эякулята (спермограмма). При выполнении данного исследования могут быть выявлены следующие нарушения показателей спермограммы, объясняющие фертильность пациента:
Олигозооспермия
Пониженное содержание сперматозоидов (менее 20 миллионов на 1 мл);
Астенозооспермия
Снижение числа подвижных сперматозоидов
Тератозооспермия
Выявление большого количества (более 96%) дефектных сперматозоидов
Гипоспермия
Уменьшенный объем спермы
Лейкоспермия
Повышенное содержание лейкоцитов
Полиспермия
Большой объем спермы (10 и более мл)
Азооспермия
Отсутствие сперматозоидов в эякуляте и др.
Но иногда неспособность пары иметь детей определяется генетическими причинами, и доля генетического бесплодия составляет примерно 10% от всех случаев.
Среди факторов, препятствующих зачатию на генетическом уровне, выделяют:
• изменения генетического аппарата на уровне хромосом (хромосомные аберрации);
• изменения генетического аппарата на уровне гена (мутации);
• полиморфизмы в генах, ассоциированных с репродуктивным здоровьем.
Рассмотрим подробнее, в чем именно заключаются данные генетические нарушения.
Среди факторов, препятствующих зачатию на генетическом уровне, выделяют:
• изменения генетического аппарата на уровне хромосом (хромосомные аберрации);
• изменения генетического аппарата на уровне гена (мутации);
• полиморфизмы в генах, ассоциированных с репродуктивным здоровьем.
Рассмотрим подробнее, в чем именно заключаются данные генетические нарушения.
Хромосомные аномалии
При хромосомных аномалиях (аберрациях) изменяется число или структура половых хромосом. Наиболее показательными примерами таких нарушений могут служить синдромы Клайнфельтера, Шерешевского-Тернера, а также синдром полисомии Х и дисомии Y. Симптомы этих заболеваний зачастую включает и фенотипические особенности, однако главным их проявлением является бесплодие.
В вопросах диагностики бесплодия хромосомные аномалии имеют большое значение, ведь именно они служат причиной большей части самопроизвольных прерываний беременностей в первом триместре. Как правило, хромосомные аберрации не передаются по наследству, а образуются случайно в половых клетках или клетках эмбриона. Это может закончиться выкидышем, мертворождением, либо рождением детей с серьезными пороками развития.
Основными видами аберраций являются:
• Делеция. Выпадение участка хромосомы с потерей части генетического материала. Так, часто встречающейся причиной бесплодия у мужчин являются микроделеции Y-хромосомы. Они были выявлены примерно у 15% пациентов с азооспермией и у 5% пациентов с олигозооспермией.
• Дупликация. Удвоение сегмента хромосомы.
• Инверсия. Хромосомная перестройка, при которой происходит разворот участка хромосомы на 180 градусов.
• Транслокация. Хромосомная перестройка, характеризующаяся переходом фрагмента одной хромосомы в другую.
В вопросах диагностики бесплодия хромосомные аномалии имеют большое значение, ведь именно они служат причиной большей части самопроизвольных прерываний беременностей в первом триместре. Как правило, хромосомные аберрации не передаются по наследству, а образуются случайно в половых клетках или клетках эмбриона. Это может закончиться выкидышем, мертворождением, либо рождением детей с серьезными пороками развития.
Основными видами аберраций являются:
• Делеция. Выпадение участка хромосомы с потерей части генетического материала. Так, часто встречающейся причиной бесплодия у мужчин являются микроделеции Y-хромосомы. Они были выявлены примерно у 15% пациентов с азооспермией и у 5% пациентов с олигозооспермией.
• Дупликация. Удвоение сегмента хромосомы.
• Инверсия. Хромосомная перестройка, при которой происходит разворот участка хромосомы на 180 градусов.
• Транслокация. Хромосомная перестройка, характеризующаяся переходом фрагмента одной хромосомы в другую.
Моногенные заболевания
Для моногенных заболеваний характерно появление мутации в одном гене, обеспечивающем синтез определенного белка. В отличие от хромосомных аномалий, данные патологии передаются по наследству, причем типы наследования бывают различными.
• Аутосомно-доминантный. В клетках все хромосомы парные (кроме XY у мужчин), поэтому каждый ген представлен двумя копиями. Если мутация возникла в доминантном гене, то для развития заболевания достаточно одной его копии.
• Аутосомно-рецессивный. Заболевание возникает, если ребенок получит две копии дефектного гена, то есть по одной от каждого родителя. При этом родители могут быть здоровы.
• X-сцепленный. Мутация происходит в X-хромосоме, таким образом, от отца ее может получить только дочь.
• Y-сцепленный. Мутация находится в Y-хромосоме, и патология передается только от отцов к сыновьям.
• Митохондриальные заболевания. В клетках человека есть особые органеллы – митохондрии, содержащие собственную ДНК, в которой тоже могут возникать мутации. В данном случае дети наследуют митохондриальную ДНК только от матери.
• Аутосомно-доминантный. В клетках все хромосомы парные (кроме XY у мужчин), поэтому каждый ген представлен двумя копиями. Если мутация возникла в доминантном гене, то для развития заболевания достаточно одной его копии.
• Аутосомно-рецессивный. Заболевание возникает, если ребенок получит две копии дефектного гена, то есть по одной от каждого родителя. При этом родители могут быть здоровы.
• X-сцепленный. Мутация происходит в X-хромосоме, таким образом, от отца ее может получить только дочь.
• Y-сцепленный. Мутация находится в Y-хромосоме, и патология передается только от отцов к сыновьям.
• Митохондриальные заболевания. В клетках человека есть особые органеллы – митохондрии, содержащие собственную ДНК, в которой тоже могут возникать мутации. В данном случае дети наследуют митохондриальную ДНК только от матери.
Диагностика генетического бесплодия
В первую очередь для диагностики генетического бесплодия необходимы осмотр и консультация клинического генетика. Он собирает семейный анамнез, анализирует родословную и при необходимости назначает дополнительные анализы.
Генетическая фертильность выявляется с помощью лабораторных методов обследования. Чаще всего супружеским парам предлагается выполнение следующих анализов:
Кариотип. Анализ кариотипа (набора из 23 пар хромосом, присутствующих в клетках человека) позволяет оценить и описать строение и количество хромосом у конкретного пациента. С помощью этого исследования выявляются возможные нарушения (транслокации) в структуре хромосом, которые могут способствовать развитию генетических пороков у потомства. Анализ кариотипа выполняется у обоих партнеров.
AZF. Это исследование позволяет выявить микромутации в областях AZF (azoospermia factor), которые расположены на длинном плече хромосомы Y. Эта патология чаще всего служит причиной сниженных характеристик спермы, выражающихся в азооспермии или олигоспермии (олигозооспермии). Данные изменения в области гена AZF передаются по наследству по мужской линии.
CFTR. Мутации в этом гене служат причиной развития муковисцидоза, одного из самых известных генетических заболеваний, наследуемых аутосомно-рецессивным способом.
ФАКТОР V ЛЕЙДЕН. Исследование показывает наличие мутации G1619A в гене фактора V системы свертываемости крови – проакцелерина. Помимо прочего, данная мутация служит причиной повышенного риска выкидыша и внутриматочной смерти плода в третьем триместре беременности.
Анализ на мутацию в гене протромбина. Наличие данной патологии также увеличивает риск возникновения тромбоэмболической болезни, непроизвольных выкидышей и внутриматочной смерти плода.
Генетическая фертильность выявляется с помощью лабораторных методов обследования. Чаще всего супружеским парам предлагается выполнение следующих анализов:
Кариотип. Анализ кариотипа (набора из 23 пар хромосом, присутствующих в клетках человека) позволяет оценить и описать строение и количество хромосом у конкретного пациента. С помощью этого исследования выявляются возможные нарушения (транслокации) в структуре хромосом, которые могут способствовать развитию генетических пороков у потомства. Анализ кариотипа выполняется у обоих партнеров.
AZF. Это исследование позволяет выявить микромутации в областях AZF (azoospermia factor), которые расположены на длинном плече хромосомы Y. Эта патология чаще всего служит причиной сниженных характеристик спермы, выражающихся в азооспермии или олигоспермии (олигозооспермии). Данные изменения в области гена AZF передаются по наследству по мужской линии.
CFTR. Мутации в этом гене служат причиной развития муковисцидоза, одного из самых известных генетических заболеваний, наследуемых аутосомно-рецессивным способом.
ФАКТОР V ЛЕЙДЕН. Исследование показывает наличие мутации G1619A в гене фактора V системы свертываемости крови – проакцелерина. Помимо прочего, данная мутация служит причиной повышенного риска выкидыша и внутриматочной смерти плода в третьем триместре беременности.
Анализ на мутацию в гене протромбина. Наличие данной патологии также увеличивает риск возникновения тромбоэмболической болезни, непроизвольных выкидышей и внутриматочной смерти плода.
Генетическое бесплодие бросает серьезный вызов современной репродуктологии, однако инновационные подходы в диагностике позволяют безошибочно выявить этиологический фактор, определить причину бесплодия и составить эффективный план его лечения.
Статью подготовила:
Коробкова Ольга Владимировна
Эмбриолог IVF-банка. Специалист с 10-летним стажем работы