Jämförelse av ICSI-resultat i cykler med testikel- och ejakulationsspermier från par med hög SDF

Sedan den första beskrivningen 1992 har intracytoplasmatisk spermieinjektion (ICSI) använts i stor utsträckning för att övervinna alla former av svår manlig infertilitet. Trots att man uppnår acceptabla framgångar med användning av onormala spermier, tyder studier på att dålig spermiekvalitet kan vara skadligt för ICSI-resultat. Spermie-DNA spelar en avgörande roll i normal embryonal utveckling eftersom den genetiska informationen som överförs till nästa generation beror på dess integritet (6-8). Försämring av sperma-DNA-innehållet har associerats med flera tillstånd, inklusive livsstil och exponering för gonadotoxiner, varicocele, infektioner i manliga accessoarer och framskriden faderålder.

Sperm DNA-fragmentation (SDF) tester mäter andelen spermier med skadat kromatin, med hjälp av sonder eller fläckar för att identifiera DNA-brott med hjälp av fluorescensmikroskopi, ljusmikroskopi eller flödescytometri beroende på typ av metod. Oavsett analysmetod är DNA-fragmentering vanligare i spermier hos infertila män än fertila män. Bland par som genomgår ICSI finns hög SDF i ejakulatet hos 30 % av männen och är generellt associerat med onormala konventionella spermaparametrar. Men denna höga SDF är också ett relativt vanligt fynd hos infertila män med normala spermaparametrar, upp till 20% - 40% enligt vissa författare. Bortsett från det tvivelaktiga behovet av att rutinmässigt använda SDF-test under utvärderingen av manlig infertilitet, tyder nyligen på att kunskap om FAE kan vara kliniskt informativ för att uppskatta de resultat som ska erhållas med assisterad reproduktionsteknik (ART). Även om spermier med fragmenterat DNA kan befrukta en oocyt med till synes liknande effekt som spermier utan DNA-fragmentering, manifesteras den negativa effekten av skadat paternal kromatin i allmänhet under utvecklingen av de producerade embryona, vilket leder till utvecklingsblockering, implantationsfel eller tidig embryonförlust, alltså minska framgången för ART.

Bland de många strategier som föreslagits för att övervinna SDF hos par som genomgår ART, har användningen av testikelspermier istället för ejakulation hos män utan azoospermi fått ökad uppmärksamhet, på grund av nyligen publicerade resultat av olika grupper. Den biologiska rimligheten med att använda testikelspermier för ICSI hos män med hög SDF i ejakulatet baseras på observationer av mindre DNA-fragmentering i spermier från testikeln jämfört med spermier från ejakulatet. Förändringen av spermiers kromatinintegritet i ejakulerade spermier från infertila män kan förklaras, för det första, eftersom kromatinkomprimering fortfarande pågår under epididymal transitering. För det andra eftersom överdriven ROS kan genereras i epididymala epitelceller under stressfaktorer som höga temperaturer och miljöförhållanden. Slutligen kan vissa endonukleaser klyva DNA från mogna levande spermier och som ett resultat kan spermie-DNA-skada uppstå på olika vägar, inklusive hydroxylradikal, kväveoxid och aktivering av spermiekaspaser och endonukleaser, vilket förklarar positiviteten för SDF i ejakulerade spermier eller spermier från infertila män.

Konceptet att oxidationsinducerad spermiekromatinskada kan uppstå i post-testikelmiljön eller i epididymal transitering och lagring, och att spermieåtervinning med förbättrad kromatinintegritet kan uppnås om bitestikeln förbigås, har fått forskare att utforska användningen av testikelspermier för assisterade reproduktiva behandlingar. På grund av relevansen av det kliniska beslutet att tillgripa användningen av testikelsperma för ICSI, särskilt på grund av de inneboende riskerna och de kliniska implikationerna av en sådan intervention, måste den potentiella nyttan av testikelspermier för ICSI klargöras i dessa fall och, sålunda för att fastställa den potentiella förbättring som den skulle kunna tillåta.

Vårt senaste arbete ledde till att vi undersökte tillgängliga bevis angående ICSI-utfall med testikulära spermier (Testi-ICSI) och ejakulerade spermier (Ejac-ICSI) bland icke-azoosperma infertila män med bekräftad post-testikelskada genom en systematisk översikt och metaanalys av tillgänglig information, där vi jämförde: 1) ICSI-resultat av Testi-ICSI och Ejac-ICSI bland infertila män med hög SDF (enligt definitionen i varje studie) i ejakulatet; och 2) SDF-frekvenser bland testikulära spermier och ejakulat från infertila män oavsett om ICSI-data tillhandahölls eller inte. Med hänsyn till: 1) studiepopulation (historia av ICSI-fel kontra ingen tidigare historia av ICSI-fel); 2) spermaanalysprofil för deltagare (oligozoospermi kontra normozoospermi); 3) metod för SDF-testning; och 4) metod för spermiehämtning och att hitta motstridiga bevis angående användningen av Testi-ICSI hos icke-zoosperma män och de inneboende riskerna för komplikationer efter spermiehämtning, är det nödvändigt att klargöra om någon viss manlig infertilitetspopulation kan dra nytta av denna intervention.

Fem studier jämförde SDF-nivåer mellan ejakulerade och testikulära spermier för 143 patienter som fungerade som sina egna kontroller. De genomsnittliga SDF-frekvenserna i testiklar och ejakulerade spermier var 8,9 ± 5,1 % och 33,4 ± 12,8 % (P

De flesta av studierna som ingick i vår metaanalys använde TUNEL-analysen, som har ansetts vara den mest exakta metoden för att förutsäga graviditet vid ART, med ett område under mottagarens funktionskarakteristiska kurva på 0,71 (95 % CI 0,66-0,76). Fyra av studierna tillämpade gränsvärdet för 30 % spermier med fragmenterat DNA i ren sperma för att skilja mellan normala och höga SDF-prover (34, 37, 40, 41), och de återstående studierna använde tröskelvärden på 29 %, 15 % och 7 %. Noterbart är att tre av de fyra studierna som tillhandahåller Testi-ICSI- och Ejac-ICSI-data är överens om det cutoff-värde som används för att klassificera patienter med hög SDF. Därför, trots kontroversen om vilka spermie-DNA-test och tröskelvärden som bör antas kliniskt, tyder våra resultat på att Testi-ICSI är fördelaktigt när SDF-värden överstiger 29%. Många tillstånd associerade med SDF kan vara korrigerbara, inklusive varicocele, livsstilsfaktorer och genitalinfektioner, och potentiellt möjliggöra eller förbättra möjligheten till naturlig befruktning eller tillåta användning av ejakulerade spermier för ICSI. I andra fall kan testikelbiopsi vara ett alternativ att överväga. Slutligen, trots låg total DNA-skada, kan testikelspermier ha högre aneuploidi. I en ny artikel var SDF-frekvensen nästan tre gånger lägre i testikelspermier än hos ejakulerade motsvarigheter (14,9± 5,0% mot 40,6± 14,8%; P

Med tanke på att kvaliteten och antalet tillgängliga studier på Test-ICSI i samband med hög SDF fortfarande är begränsade, krävs ytterligare studier, särskilt randomiserade kontrollerade studier som utvärderar olika aspekter som fortfarande är olösta i tidigare arbete. Till exempel analyserade ingen av studierna de tillgängliga embryona genetiskt, inte heller deras kvalitet, än mindre de kumulativa hastigheterna som erhölls med frysta embryon, och därefter i efterföljande upptinade cykler. Beräkningen av resultaten, med en uppskattning av embryonöverföring som nämnare, introducerar en negativ bias, det vill säga att oavsiktligt döljer en större effekt av interventionen, genom att välja bland de tillgängliga embryon de med bättre egenskaper och endast ta hänsyn till bidraget från dessa (vilket gör skillnaderna mellan grupperna som ska jämföras mindre). Varje intervention som utförs i förhållande till spermier måste ta hänsyn till denna begränsning, eftersom den påverkar hela embryonkohorten, inte bara de överförda embryona, och därför är storleken på effekten av interventionen inte tillräckligt utvärderad. Detta skulle förbättra tillräckligheten för uppskattningen av effektstorleken och möjliggöra en bättre bedömning av den kliniska betydelsen av våra fynd.

Dessutom möjliggör studien av spermaprover efter frysning och upptining/kapacitering kontroll av iatrogena skador orsakade av laboratoriemanipulation, som inte tidigare hade övervägts, och kontroll av den kvinnliga bidragande faktorn till reproduktionsframgång som saknas i tidigare studier skulle också beaktas i vårt arbete, genom att statistiskt kontrollera för potentiellt inflytelserika variabler. För närvarande indikerar vår metaanalys att FAE-frekvensen är lägre i testikelspermier än i utlösningsspermier och kliniska utfall är högre för män med bekräftad post-testikulär SDF när Testi-ICSI snarare än Ejac-ICSI används. Därför stödjer den befintliga litteraturen rekommendationen att använda Testi-ICSI i utvalda grupper av män med bekräftad post-testikulär SDF i ejakulat. Med tanke på den generellt låga till måttliga kvaliteten på de granskade studierna och de potentiella riskerna förknippade med uttag av spermier, är behovet av ytterligare bekräftande bevis med hjälp av en alternativ prospektiv metod motiverad. För närvarande bör Testi-ICSI reserveras för män med betydande AEF som genomgår ART, särskilt de som har upplevt upprepade ICSI-fel och när åtgärder för att korrigera andra underliggande faktorer som orsakar SDF har misslyckats.