Journal of Reproduction & Infertility

Journal of Reproduction & Infertility

Antisperm antibody detection in serum and semen of infertile men for prediction the outcome of testicular sperm extraction

Authors
1 Department of Urology, Faculty of Medicine, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran
2 Department of Urology, Faculty of Medicine, Shahid Beheshti University of Medical Sciences, Tehran, Iran
3 Immunology Department, Faculty of Medicine, Tehran Medical Sciences University, Tehran, Iran
Abstract
Male Infertility treatment has reached to prominent improvements in recent years by emergence of microinjection. In this method even with finding at least one spermatozoa, through Testicular Sperm Extraction (TESE), fertility would be possible. By such facilities, the treatment of non obstructive azoospermic men would be possible and finding of at least a few sperm from testis was signified. In order to predict the probability of retrieving spermatozoa from testis, different study was performed. Immune system and its role in production of antisperm antibody was considered in this study. Sperm antigens which appear at puberty are unfamiliar for immune system and their encounter with immune system stimulate and produce antisperm antibody (ASA). So, this study evaluated the relationship between antisperm antibodies in serum and semen of infertile men with outcome of testicular sperm extraction. This study included 94 azoospermic men who needed diagnostic biopsy or TESE. ASA was detected by indirect MAR test for IgG and IgA and the correlation between level of ASA and success rate of TESE were evaluated by statistic tests. The results showed that in men with positive TESE, level of IgG was more than negative one.(rspearman=0.360, p=0.000). In 40 men the result of MAR test was more than 10% and sperm found in samples of 34 men. So in this study the positive predictive value of antisperm IgG was 85% and its negative predictive value was 52%. By having the level of IgG in MAR test equal or more than 40%, its positive predictive value would be 100%. It is worthy to note that negative ASA does not predict the absence of spermatogenesis. In other word, negative test has not predictive value. Generally our results showed that antisperm antibody in serum and semen of azoosperic infertile men has a good prognosis for finding testis spermatozoa.
Keywords

مقدمه

با پیشرفت تکنولوژی‌های جدید در زمینة درمان ناباروری، امید به درمان ناباروری افزایش یافته است و در این عرصه معرفی روش میکرواینجکشن(ICSI) برای درمان مردان آزواسپرم تحول بزرگی محسوب می‌گردد. در این روش با استفاده از اسپرم حاصل از اپیدیدیم (PESA) (1) و یا بیضه (TESE) (2) امکان باروری میسرخواهد بود. با چنین امکاناتی درمان بیماران آزواسپرم غیر انسدادی که قبلا بدون درمان رها‌ می‌شدند امروزه کاملاً میسر می‌باشد. آزواسپرمی غیرانسدادی در واقع نارسایی اولیه بیضه است که

به دلایل اختلالات کروموزومی، مادرزادی، عفونی، بدخیمی، شیمی درمانی ویا علل ناشناخته دیگر ایجاد می‌شود. در این عارضه اسپرم‌سازی تا حد زیادی متوقف شده واگر تعداد کمی اسپرم هم در کانون‌هایی از بیضه وجود داشته باشد درحدی نیست که امکان مشاهده وبررسی آن در مایع انزالی باشد. لذا روش یافتن اسپرم‌های معدودی که احتمالاً در بیضه وجود دارد اهمیت پیدا می‌کند. Silber درمقالات متعددی نشان داد (5-3) که حداقل در 50% موارد آزواسپرمی غیرانسدادی (NOA) کانون‌های اسپرماتوژنز پراکنده وجود دارد. در بیوپسی تشخیصی بیضه در مردان با آزواسپرمی غیرانسدادی بطور میانگین در هر توبول سمینی‌فروس 6-0 اسپرماتید بالغ دیده می‌شود درحالیکه در مردان با آزواسپرمی انسدادی این میزان 35-17 عدد می‌باشد. ازطرفی بیوپسی به روش معمولی یا TESE بطور بالقوه می‌تواند دارای عوارضی باشد. به خصوص اینکه ممکن‌است چند بار تکرار شود(6) و ازطرف دیگر نیافتن اسپرم در زمانی که زوجین برای TESE-ICSI آماده می‌شوند هم از نظر روانی وهم اقتصادی می‌تواند باعث آسیب به زوجین شود. علاوه بر این همسر این افراد نیز متحمل مسائل تجویز داروهای تحریک تخمک‌گذاری شده است. تمام این موارد موجب می‌شود که جهت دست یافتن به فاکتورهای پیشگویی کننده وجود اسپرم در بیضه تلاش شود. در این راستا و برای پی‌بردن به وجود اسپرم و کانون‌های اسپرماتوژنز تحقیقاتی انجام شده است که آیا عواملی چون خصوصیات بالینی، هورمونی و تصویری می‌توانند عامل پیش گویی‌کننده در میزان موفقیت استحصال اسپرم از بیضه باشد؟ (11،10،5). بررسی‌های انجام شده برای تعیین رابطة خصوصیات فیزیکی مثل قد، وزن و حتی حجم بیضه با میزان موفقیت TESE نتیجه رضایت بخشی نداشته‌است(7). البته در مواردی که حجم بیضه کمتر از ml5 باشد امکان دستیابی به اسپرم به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد. برای دست‌یافتن به فاکتورهای پیشگویی‌کنندة وجود اسپرم در بیضه روی فاکتورهای هورمونی چون FSH وInhibin B بررسی‌هایی انجام شده است(10،7). البته میزان طبیعی هورمون‌های Inhibin B, LH, FSH و تستوسترون برای اسپرماتوژنز فعال ضروری است ودرآزواسپرمی غیرانسدادی ممکن است تغییراتی در میزان سرمی این‌ هورمون‌ها مشاهده شود؛ ولی در بسیاری از این موارد با وجود تغییرات سرمی، اسپرم در کانون‌هایی از بیضه وجود داشته است و میزان این هورمون‌ها نمی‌تواند فاکتور پیشگویی‌کننده مناسبی باشد(10،7). این شرایط نشان می‌دهد که برای پیدا کردن فاکتورهای تعیین کننده، احتیاج به تحقیقات بیشتری است. در این راستا آیا می‌شود از سیستم ایمنی برای ردیابی وجود اسپرماتوژنز در بیضه استفاده کرد؟

سیستم ایمنی نسبت به آنتی‌ژن‌های اسپرماتوزوئید که در زمان بلوغ بارز می‌شوند شناختی ندارد و در صورت مواجهه با آن مانند برخورد با یک ماده خارجی، تحریک شده و باعث تولید آنتی‌بادی ضد اسپرم(ASA) می‌شود(11).

ایـن مطالعـه با ایـن فـرض انجام گرفت که وجـود ASA در سـرم و مایع انزالی می‌تواند دلیل بر مواجهه سیستم ایمنی با اسپرم و بنابراین وجود اسپرماتوژنز و اسپرماتوزوئید در بیضه باشد. آنتی‌بادی تولید شده علیه اسپرم ازکلاس IgG وIgA است و وجود آن در ترشحات انزالی در اتصال با اسپرم در کاهش باروری موثر است؛ ولی چنانچه هدف از اندازه‌گیری آن درجهت عامل پیشگویی کننده موفقیت TESE باشد، با توجه به سهولت اندازه‌گیری آنتی‌بادی در سرم، می‌توان برای تشخیص وضعیت اسپرماتوژنز در بیضه افراد نابارور مبتلا به آزواسپرمی غیر انسدادی از آن بهره جست.

مواد و روش‌ها

این مطالعه به صورت مقطعی طی سال‌های

1382-1381 انجام گردید. نمونه‌گیری (به روش آسان) از افراد آزواسپرم مراجعه‌کننده به مراکز درمان ناباروری رویان و ولیعصر در شهر تهران انجام شد که برای تشخیص ویا درمان ناباروری احتیاج به نمونه‌برداری از بیضه داشتند و در روش درمانی آن‌ها، این نمونه‌برداری به روش سیتولوژی TESE تعیین شده بود. تمایل و همکاری بیمار، عدم سابقه عمل جراحی در ناحیه ژنیتال و اینگوینال در طی کمتر از یکسال گذشته، نداشتن بیماری خود ایمنی و عدم مصرف داروهای تضعیف‌کنندة سیستم ایمنی مثل کورتون از شرایط انتخاب افراد بود.

قبل از نمونه‌برداری از بیضه از سرم خون ومایع انزالی نمونه‌گیری و سنجش سطح سرمی هورمون‌های LH، FSH، تستوسترون وآنتی‌بادی ضد‌اسپرم انجام شد،

لازم به ذکر است که در این افراد مایع انزالی حتی پس از انجام سانتریفوژ فاقد اسپرم بود.

اندازه‌گیری ایمونوگلوبولین‌ها در آزمایشگاه مرکز درمان ناباروری رویان انجام گردید. آنتی‌بادی زیر کلاس‌های IgG و IgA ضداسپرم(ASA) در مایع انزالی و سرم به روش تست Mar غیرمستقیم و با استفاده از کیت‌های ساخت شرکتFertipro (Beljium) انجام شد.

براساس آزمایش Mar به روش غیرمستقیم اسپرم‌های شستشو شده و متحرک از فرد دیگر به محیط کشت حاوی سرم یا مایع انزالی اضافه می‌شود. در صورت وجود آنتی‌بادی ضداسپرم به آن متصل می‌گردد و آنگاه ذرات لاتکس متصل به آنتی‌بادی

ضدایمونوگلوبولین انسانی باعث اتصال ذرات لاتکس به اسپرم می‌گردد و سپس تعداد این اسپرم‌های حاوی ذرات لاتکس حداقل برای تعداد 200 اسپرم شمارش می‌شود. براساس معیار سنجش این کیت‌ها که برای تعیین میزان ASA در سطح اسپرم و سرم و مایع سمینال افراد نابارور تهیه شده است میزان کمتر از 10% منفی تلقی می‌شود و درصورتیکه این میزان 39-11% باشد احتمال ناباروری ایمونولوژیکی وجود دارد و بیش از 40% این احتمال تقویت می‌گردد. در این بررسی با توجه به موضوع مورد نظر مقادیر بیشتر از 10% مثبت

تلقی گردیدند.

روش TESE: نمونه‌برداری از بیضه در این بیماران به روش سرپایی و در صورت لزوم دوطرفه و با تزریق موضعی لیدوکائین به داخل اسکروتوم و بلوک طناب اسپرماتیک انجام شد که با ایجاد برشی کوچک (cm1) روی اسکروتوم مثل بیوپسی باز وشکاف روی

تونیکا آلبوژینه مقدار کمی از نسج بیضه که از این شکاف به بیرون زده شده برداشت گردید. سپس در آزمایشگاه جنین‌شناسی نمونه روی یک ظرف استریل حاوی محیط کشت Ham,s F10 (Sigma) قرارداده شد. خرد کردن نسج بیضه و جداسازی لوله‌های سمینی‌فروس با دو سرنگ انسولین انجام گردید و با استفاده از میکروسکوپ معکوس در محتویات خارج شده از لوله‌های سمینی‌فروس وجود اسپرم جستجو شد.در صورت عدم بازیافت اسپرم حداقل تا 3 محل دیگر از آن بیضه ودر صورت لزوم از بیضه طرف دیگر برای استحصال اسپرم تلاش ‌گردید.

نتایج

در این مطالعه 94 مرد نابارور مورد بررسی قرارگرفتند که میانگین سنی آنها 32 سال و میانگین مدت ازدواج آنها 9/6 سال بود. آزمایش مایع انزالی با حجم میانگین6/1حتی با سانتریفوژ فاقد اسپرم بود و آزواسپرم بودن این افراد کاملاً مورد تایید قرار گرفت. 45 نفر آنها دارای سابقه عمل جراحی در ناحیه اسکروتوم و اینگوینال در فاصله بیش از یکسال از این بررسی بودند. در بررسی‌های هورمونی به طور متوسط میزان هورمون FSH برابر mIU/ml 17، هورمون‌ LH برابر با mIU/ml 6/10 و تستوسترون برابر

ng/ml4/4 بود.

در نتـایج حاصـل از انجـام عمـل TESE در ایـن افـراد، در60 مورد (64%) اسپرم استحصال شد و در 34 مورد (36%) اسپرم مشاهده نگردید.

هیچکدام از فاکتورهای سن و مدت ازدواج و اعمال جراحی قبلی در یافتن اسپرم به روش TESE تاثیر معنی‌داری نداشتند و از میان انواع آنتی‌بادی ضد‌اسپرم در سـرم ومایـع انزالی میزان IgGدرسرم‌به‌طور مشخص

با موفقیت استحصال اسپرم از بافت بیضه رابطه داشته است که جدول شماره 1 ضرایب همبستگی را در مورد ایمونوگلوبولین‌ها نشان می‌دهد. این نتایج به روش رگرسیون لجستیک مورد تایید قرارگرفت.

به این صورت که مدل لجستیک حاصل تنها متغیر

IgG سرم را با احتمال 0085/0p= در برگرفت و سایر عوامل در آن تاثیر نداشتند (وارد مدل نشدند). IgA

مایع انزالی هر چند با میزان موفقیت TESE

رابطه نداشت؛ ولی با IgG سرم رابطه معنی‌داری نشان داد. (003/0>P، 0298= rhoP رگـرسیـون پیـرسـون). جـداول شمـاره 2و3 و نمودارهای 1و2 نتایج IgG سرم را در رابطه با TESE نشان می‌دهد.

براساس جداول فوق که در آن مقادیر10%IgG> را مثبت و یا حد تعیین کننده در نظر گرفته شده است مشخصات این روش تشخیصی به شرح ذیل است:

ارزش اخباری مثبت برابر با 40/34 = 85%

ارزش اخباری منفی برابر با 54/28= 52%

میزان مثبت کاذب برابر با 34/6= 18%*

حساسیت روش برابر با 60/34= 57%

ویژگی روش برابر با 34/28= 82%

* (هرگاه مقادیر بیش از 40% را به عنوان مثبت در نظر بگیریم صفر است.)

بحث

دستیابی به فاکتورهای پیشگویی کننده در این مطالعه ارتباط میزان ASA و یافتن اسپرم به روش TESE را در بیماران آزواسپرم نشان می‌دهد. با توجه به ارزش اخباری مثبت 85% سنجش آنتی‌اسپرم آنتی‌بادی در سرم و مایع سمینال می‌تواند به عنوان یک عامل پیشگویی کننده در موفقیت TESE جایگاهی داشته باشد که این آزمایش دارای حساسیت 57% و ویژگی 82 % است. البته اگر میزان ASA را در این روش که با کیت‌های Sperm MAR انجام شده در حدی که برای ایجاد ناباروری ناشی از اتوآنتی‌بادی کاملا موثردانسته شده یعنی بیش از 40% مثبت در نظر بگیریم،

از تمام موارد TESE انجام شده اسپرم بدست آمده و ویژگی 100% خواهد داشت. اما این میزان تیتر آنتی‌بادی فقط در 5 نفر ازبیماران ما (حدود 5%) دیده شده است و در مطالعات دیگر در کل بیماران نابارور این میزان حداکثر 12% می‌باشد. ولی از آنجا که در اینجا منظور تاثیر ASA بر باروری نیست بلکه استفاده از آن برای ردیابی و پیش‌گویی وجود اسپرماتوژنز در بیضه می‌باشد می‌توان برای استفادة بیشتر از این تست، میزان تیتر ASA را در حد پائین‌تر قرار داد که اگـر آن را بالاتـر از 10% مثبـت در نظر بگیریم با ارزش اخبـاری مثبت 85% وجود اسپرماتوژنز را پیش‌بینی خواهد نمود.

این میزان در 40 نفر ( 43%) از افراد دراین مطالعه وجود داشته است. منفی بودن تست ASA نمی‌تواند راهنمایی برای عدم امکان استحصال اسپرم از بیضه باشد چرا که ارزش اخباری منفی آن 52% است. اما نکته‌ای که در این بیماران وجود دارد این است که جراحی‌های مختلف روی بیضه که ممکن است به روش‌های مختلف از جمله بیوپسی باشد موجب درمعرض قرارگرفتن اسپرم به سیستم ایمنی و افزایش آنتی‌بادی ضداسپرم شده ولذا بهره‌وری بیشتر از این آزمایش گردد.

با توجه به افزایش استفاده از روش میکرواینجکشن در درمان باروری مردان آزواسپرم وتلاش در جهت افزایش موفقیت میزان باروری در این افراد لزوم دست‌یابی به فاکتورهای پیشگویی کننده حضور اسپرم در بیضه بیشتر مشخص می‌گردد واز آنجا که هنوز روشی مناسب با حساسیت و ویژگی خیلی زیاد وجود ندارد لذا می‌توان از فاکتورهای ایمونولوژیک برای این منظور استفاده کرد و استفاده زیر کلاس IgG ایمونوگلوبولین‌ها بر علیه اسپرم (ASA) در سـرم که آزمـایـش نسبتـاً آسان وغیر تهاجمی است می‌تواند در این بیمار مفید باشد.

تشکر و قدردانی

از همکاری ومساعدت مسئولین محترم مراکز ناباروری ولی عصر (عج) و موسسه رویان، سرکار خانم دکتر رمضان‌زاده و جناب آقای دکتر کاظمی و همچنین جناب آقای لک‌پور کارشناش آزمایشگاه رویان تشکر می‌گردد.

  1. Tournaye H.,Devroey P., Liu J., Nagy Z., Lissens W., Van Steirteghem A. Microsurgical epididymal sperm aspiration and interacytoplasmic injection:
  2. Craft I., Tsirigotis M. Simplified recovery, preparation and cryopreservation of testicular spermatozoa. Hum Reprod.1995;1623-1627.
  3. Siber S.J.Quantitative analysis of testicular Biopsy. Fertil Steril.1981;36:480-485.
  4. Siber S.J. Sertoli cell-only syndrome. Hum Reprod.1996;11:229-233.
  5. Silber S.J. Normal pregnancies resulting from testicular sperm extraction and interacytoplasmic sperm injection for azoospermic due to maturation arrest. Fertil Steril.1996;66:110-117.
  6. Tournaye H., Verheyen G., Nagy P., Ubaldi F., Goossens A., Silber S.J., Van Steirteghem A.C., Devroey P. Are there any predictive factors for successful testicular sperm recovery in azoospermic patients? Hum Reprod.1997;12:80-86.
  7. Ezeh U. I., Moore H.D., Cooke I. D.Correlation of testicular sperm extraction with morphological, biophysical and endocrine profiles in men with azoospermia due to primary gonadal failure. Hum Reprod.1998;13:3066-3074.
  8. Jensen T.K., Andersson A.M., Hjollund N.H.I., et al. Inhibin B as a serum marker of spermatogenesis: correlation to differences in sperm concentration and follicle-stimulating hormone levels. A study of 349 Danish men. J Clin Endocrinol Metab.1997;82:4059–4063.
  9. Pierik F.H., Vreeburg J.T., Stijnen T., De Jong F.H, Weber R.F.A. Serum inhibin B as a marker of spermatogenesis. J Clin Endocrinol Metab. 1998;83:3110–3114.
  10. Sigrid V., Eckardstein M. S., Martin. Bergmann., Gerhard F., Weinbauer Paul Gassner, Andreas G., Schepers., Eberhard N. Serum Inhibin B in Combination with Serum Follicle-Stimulating Hormone (FSH) Is a More Sensitive Marker Than Serum FSH Alone for Impaired Spermatogenesis in Men, But Cannot Predict the Presence of Sperm in Testicular Tissue Samples . J Clin Endo Metab. 1999;84(7)2496-2501.
  11. Turek P.J. Infections, Immunology,and male infertility Clinics of north America.1999;10:435-470.