Genetické příčiny

Prof. MUDr. Jiří Šantavý, CSc.,

doc. MUDr. Alena Šantavá, CSc.

Porodnicko-gynekologická klinika UP, Olomouc

Klíčová slova:

chromozonální absence • aneuploidie • Robertsonské translokace • delece • inverze • androgenní receptory • Kartagenův syndrom • meiotické dělení

Infertilita– neschopnost otěhotnění po dobu delší než 1 rok, postihuje dle údajů vyspělých zemí 13 až 15 % párů. Z nich téměř u poloviny mužů je nacházena kvantitativní nebo kvalitativní porucha spermiogeneze. Vzhledem k velmi úzkému vztahu mezi genetikou a reprodukcí je jako jednu z možných příčin infertility nutno vzít v úvahu i genetické faktory. Velkou pomocí se pro infertilní páry stala asistovaná reprodukce. Především pak v případě oligozoospermie nebo azoospermie metody intracytoplazmatických spermatických injekcí (ICSI) otevřely četné otázky týkající se souvislostí mezi infertilitou a jejími genetickými příčinami.

Z genetického hlediska vedou k neplodnosti nejčastěji chromozomální aberace, ať již se jedná o numerické či strukturální anomálie somatických nebo pohlavních chromozomů. Další genetickou příčinou neplodnosti jsou mutace genů, které jsou v přímé souvislosti vnitřního nebo i zevního pohlavního ústrojí s reprodukcí. Důsledkem je porucha tvorby a funkce gamet, případně vývojové abnormality.

Chromozomální abnormality a genové defekty se mohou přenést na potomstvo, což je důvodem indikace genetické konzultace ještě před zařazením do IVF programu. Genetické vyšetření zahrnuje nejen vyšetření karyotypu obou partnerů, ale v indikovaných případech i DNA analýzu k odhalení mutace na genové úrovni. Součástí je závěrečný genealogický rozbor, přičemž jsou na podkladě cytogenetické a DNA analýzy určena rizika pro potomky a případně zajištěna cílená prenatální diagnostika.

Genetické příčiny mužské infertility

Chromozomální aberace a genové defekty Y chromozomu

Na infertilitě se minimálně v 50 % podílí mužský faktor – jedná se o insuficienci spermií (oligozoospermie) nebo jejich chybění (azoospermie). U těchto mužů mohou být chromozomální aberace příčinou oligozoospermie a azoospermie, které jsou nacházeny přibližně u 5,8 %. Aberace pohlavních chromozomů se vyskytují u 4,3 %, autozomů u 1,5 % mužů. Tyto údaje uvádí Johnson na podkladě shrnutí výsledků cytogenetických vyšetření z 11 center, v nichž bylo vyšetřeno 9 760 mužů s azoospermií a oligozoospermií. Někteří autoři mezi muži s oligoa azoospermií zjistili ještě vyšší počet chromozomálních abnormalit (13,7 %). S nejvyšší incidencí se u mužů s azoospermií vyskytuje Klinefelterův syndrom (10,8 %) ať již v klasické formě s karyotypem 47 XXY, nebo ve formě mozaiky s karyotypem 47 XXY/46 XY. Gonadální defekt u jedinců s tímto karyotypem je charakterizován testikulární atrofií. Je přítomna porucha maturace germinálních buněk, tubuli seminiferi jsou hyalinizovány a fibrózně změněny. Malé množství zárodečných buněk je důsledkem pravděpodobně letálního genového efektu dvou X chromozomů na vývoj testes. Tyto zůstávají i v dospělosti malé, přičemž obvykle je jejich délka menší než 2,5 cm. Produkce testosteronu je v dospělosti nižší než polovina normálních hodnot. Virilizace je jen částečná a asi u 40 % mužů je přítomna gynekomastie. Inteligenční kvocient je u 15 % mužů nižší než 80, obvykle však je v pásmu průměru. Ne vždy je fenotyp mužů s Klinefelterovým syndromem typický. U jedinců od dětství sportujících není dominujícím znakem ženský tvar postavy se štíhlými končetinami a gynekomastií, a zvláště pak u mužů, kteří mají mozaikovou formu Klinefelterova syndromu, se fenotyp jeví často bez odchylek. Diagnóza Klinefelterova syndromu je proto často stanovena až po několika letech manželství při pátrání po příčinách infertility. Metody asistované reprodukce (IVF s ICSI a TESE) umožňují v některých případech i těmto mužům reprodukci. Úkolem genetika je informovat o riziku narození dítěte s aneuploidií pohlavních chromozomů a doporučit provedení nejlépe preimplantační diagnostiky. Za pomoci fluorescenční hybridizace in situ (FISH) s využitím X a Y genových prob je již z blastomery stanoveno, zda plod bude mít normální počet pohlavních chromozomů. Vzhledem k tomu, že metody preimplantační diagnostiky nejsou zatím běžně prováděny, je možno nabídnout těmto rodinám provedení cytogenetické analýzy u plodu z odebrané tkáně choria (CVS) nebo buněk plodové vody odebraných amniocentézou. Je popsáno několik případů narození zdravých, chromozomálně normálních novorozenců, jejichž otcové s Klinefelterovým syndromem podstoupili testikulární biopsii s následným provedením IVF s ICSI.

Aneuploidie, která je spojena s více než 2 X chromozomy (karyotyp 48 XXXY nebo 49 XXXXY), vede kromě hypogenitalizmu k těžší mentální retardaci a dalším vývojovým odchylkám, proto tito mužové ve většině případů nenavazují partnerské vztahy. Patologický karyotyp je odhalen obvykle již v dětství, při pátrání po příčinách mentální retardace.

Muži s karyotypem 47 XYY

Většina mužů s výše uvedeným karyotypem má normální fenotyp i normální fertilitu. Jejich potomci mají typický karyotyp 46 XX nebo 46 XY, což je pravděpodobně způsobeno tím, že aneuploidní gamety mají nižší schopnost oplodnění. Fenotyp je variabilní, muži mohou být vyšších postav a mentálně subnormální, nepotvrdila se ale dříve uváděná souvislost s jejich zvýšenou kriminalitou. Někteří z nich mohou mít defektní spermiogenezi, která je způsobena pravděpodobně sekundárně, kdy zárodečné buňky mající 2 Y chromozomy podléhají abnormálnímu meiotickému párování.

Další chromozomální abnormality vedoucí k mužské sterilitě

K chromozomálním abnormalitám, nalézaným u sterilních mužů, patří dále reciproké autozomální translokace. Translokované části chromozomů během meiózy nejeví obvyklé homologní párování a nepárující se segment chromozomu může během meiózy interferovat s X nebo Y chromozomem s výsledkem letálního genového efektu na mužské zárodečné buňky. Z dalších strukturálních chromozomálních abnormalit, které jsou u mužů s oligozoospermií a azoospermií nacházeny, jsou tzv. Robertsonské translokace – tzn., že jde o centrickou fúzi mezi akrocentrickými chromozomy. Příčinou je zlom v místě nebo blízkosti centromery dvou akrocentrických chromozomů. Nejčastěji jde o centrickou fúzi 13. a 14. chromozomu nebo 14. a 21. chromozomu.

Poruchy v tvorbě spermií se vyskytují i u mužů, u nichž je při cytogenetickém vyšetření odhalen tzv. marker chromozom (nadbytečný chromozomální fragment) anebo kruhový (ring) chromozom.

Porucha ve vývoji germinálních buněk se může vyskytnout rovněž u reciproké translokace mezi X chromozomem a autozomy nebo Y chromozomem a autozomy. Reciproké autozomální translokace jsou uváděny u 0,9 % mužů s azoospermií a u 0,6 % mužů s oligozoospermií. U některých infertilních mužů se můžeme setkat i s karyotypem 46 XX. V těchto případech dochází k normálnímu vývoji zevního genitálu i přes ztrátu Y chromozomu. Testes jsou malá a habitus obvykle obdobný jako u Klinefelterova syndromu. Frekvence v populaci je uváděna 1:10 000, muži mají azoospermii. Situaci lze vysvětlit ztrátou Y chromozomu, přičemž ale jeho část, nesoucí testes-determinující faktor (TDF), je translokována na autozomy, anebo translokací sex-determinující oblasti (SRY) na distální část chromozomu X v průběhu meiózy. Jednou z dalších příčin může být také nedetekovaná mozaika 46 XX/46 XXY a další mozaikové formy, v nichž jsou přítomny linie s Y chromozomem.

Nositelé reciprokých nebo Robertsonských translokací nejsou vždy infertilní, jejich gamety však mohou nést nebalancovanou chromozomální výbavu. Následkem jsou spontánní aborty nebo missed aborty v prvém trimestru. Pokud se gravidita udrží, mají jedinci s nebalancovaným chromozomálním nálezem mnohočetné vývojové vady a mentální retardaci. Teoretické riziko, že potomek nosiče balancované chromozomální abnormality bude mít strukturální chromozomální aberaci ve formě nebalancované, je podstatně vyšší než riziko skutečné (5 až 10 %). Nález balancovaných chromozomálních či dalších aberací u infertilních mužů je však indikací k provedení prenatální, případně preimplantační cytogenetické analýzy.

Strukturální abnormality Y chromozomu

Kromě výše uvedených chromozomálních aberací k oligozoospermii nebo azoospermii mohou vést strukturální anomálie Y chromozomu, jako jsou delece, inverze nebo kruhový (ring) Y chromozom.

Y chromozom je akrocentrickým chromozomem tvořeným krátkým raménkem (Yp) a dlouhým raménkem (Yq) rozděleným centromerickou oblastí. Cytogenetické studie rozlišují tři oblasti Y chromozomu:

1. Pseudoautozomální oblast (PAR) nacházející se na konci krátkého raménka (PAR1) a na konci dlouhého raménka (PAR2). Tato oblast se během meiózy páruje s pseudoautozomální oblastí X chromozomu a dochází k výměně genetického materiálu.

2. Euchromatickou oblast umístěnou distálně od PAR1.

3. Heterochromatinovou oblast v distální části Yq. Tato oblast je polymorfní v mužské populaci – tedy variabilní v délce.

Úloha Y chromozomu pro vývoj mužského pohlavního ústrojí – především úloha testes determinujícího faktoru (TDF) nacházejícího se na krátkém raménku Y chromozomu – je známa již delší dobu. Další funkce Y chromozomu, týkající se reprodukce, byly odhaleny v r. 1996. Tiepolo a Zuffardi popsali 6 mužů s azoospermií, u nichž nalezli deleci distální části dlouhého raménka Y chromozomu a dva muže s kruhovým Y chromozomem se ztrátou Yq12 a části Yq11. Vyslovili tedy předpoklad, že v této části Y chromozomu se nachází gen, který ovlivňuje spermatogenezi. Oblast lokalizace genu byla označena jako azoospermia faktor (AZF). Je rozdělena do tří částí (AZFa, AZFb a AZFc). Mikrodelece v této partii Y chromozomu jsou nacházeny přibližně u 15 % mužů s azoospermií a u 5 až 10 % mužů s oligozoospermií. Mikrodelece je spojena s širokou škálou histologických změn od kompletního chybění zárodečných buněk, kdy jsou přítomny jen buňky Sertolliho – Sertolli Cell Only Syndrome – až k poruše vyzrávání spermií s jejich abnormálním tvarem.

V současné době bylo na podkladě genového mapování odhaleno, že spermatogenezi ovlivňuje více genů v uvedené oblasti. Geny kódují proteiny, které se uplatňují v genové expresi a participují na spermiogenezi. V distální části Yq11 byly popsány dva geny označené YRRM1 a YRRM2, jejichž nepřítomnost byla pozorována u mužů s azoospermií. Dalším kandidátním genem je DAZ – gen lokalizovaný v oblasti AZFc. Geny mají podobnou molekulární strukturu a funkci a kódují RNA vazebnou doménu. Je pravděpodobné, že testes specifické RNA vazebné proteiny, kódované DAZ genem a YRRM geny, mají významnou funkci ve spermatogenezi.

Meiotické abnormality vedoucí k aneuploidiím spermií a infertilitě

U infertilních mužů s normálním karyotypem se rovněž můžeme setkat s abnormalitami v průběhu meiózy vedoucími k zástavě vývoje spermií v různých vývojových fázích. Tyto zahrnují asynapse, dyssynapse a bivalentní fragmentace. Předpokládá se, že u infertilních mužů s karyotypem 46 XY je příčinou infertility porucha v párování mezi oběma pohlavními chromozomy a autozomy během meiózy, která způsobí zástavu normální spermatogeneze a zvýšení frekvence aneuploidií ve spermiích. Za pomoci FISH metodiky se sondami 7, 11, 12, 18, X a Y byly provedeny analýzy spermií infertilních mužů a porovnány s analýzou u mužů fertilních. Frekvence chromozomálních aneuploidií ve spermiích infertilních mužů byla 19 % oproti 1,45 % u mužů fertilních.

Dále bylo zjištěno, že spermie s normální morfologií mají jen nízkou incidenci chromozomálních aneuploidií oproti až 26% frekvenci aneuploidií v případě spermií s amorfní nebo zvětšenou hlavičkou. ICSI takovýchto spermií se tedy z výše uvedených důvodů nedoporučuje. Diskutována je rovněž otázka indikace provedení karyotypu plodu v případech IVF s ICSI. Incidence 1 % de novo vzniklých aneuploidií pohlavních chromozomů u plodů z IVF s ICSI, kterou uvádí několik studií, je oproti běžně v populaci uváděným 0,14 až 0,19 % zvýšena a vede k doporučení navrhnutí prenatálního vyšetření karyotypu plodu.

Mutace androgenních receptorů

Ve vývoji genitálu mužského pohlaví hrají důležitou úlohu androgenní receptory. Fenotyp mužů s defektem v androgenních receptorech je značně variabilní. V případě kompletní androgenní rezistence dochází v embryonálním období k vývoji zevního genitálu ženského typu, přičemž testes jsou uloženy v dutině břišní. Karyotyp je 46 XY. S infertilitou se setkáváme také u mužů s inkompletní androgenní rezistencí, u nichž je porucha ve vývoji zevního genitálu (hypospadie, mikropenis, kryptorchizmus). Aiman a Griffin odhalili androgenní rezistenci u 40 % mužů s idiopatickou infertilitou, u nichž byla přítomna těžká oligozoospermie nebo azoospermie. Další autoři ale uvádějí podstatně nižší procento. Screening mutací genu androgenních receptorů není zatím u infertilních mužů rutinně prováděn. Při genetické konzultaci před plánováním IVF by měla být tato možnost vzata v úvahu, neboť mutace androgenních receptorů jsou dědičné s vazbou na X chromozom. Potomci nositele mutace jsou zdraví, ale dcery jsou přenašečky genu. Jejich synové (tedy vnuci muže s androgen-rezistencí) pak mají 50% riziko, že budou mít rovněž mutaci genu androgenních receptorů.

Vzácně se mutace androgenního receptoru vyskytuje ve spojitosti se spinální a bulbární muskulární atrofií, která jeví recesivní dědičnost s vazbou na X chromozom. Muži mají mírné projevy androgen-rezistence charakteru gynekomastie a infertility. Ve třetí až čtvrté dekádě života se u nich objevuje degenerace spinálních a bulbárních motorických neuronů. Ke klinickým projevům patří fascikulace, progresivní zhoršování svalové slabosti končetin, dysartrie a dysfagie. Projevy jsou variabilní, od těžkých forem s nemožností pohybu, končící smrtí z důvodu aspirace, až po formy mírné s lehkou svalovou slabostí. Frekvence výskytu onemocnění je 1:50 000 mužů. Screening u infertilních mužů není vzhledem k nízké frekvenci v populaci prováděn. Mutace genu Kennedyho choroby je charakteristická expanzí trinukleotidové sekvence CAG. Čím vyšší je počet těchto opakování, tím těžší je průběh onemocnění. U mužů, u nichž je pro oligozoospermii nebo azoospermii plánováno provedení ISCI a v jejichž rodinách je při genealogickém rozboru odhalena Kennedyho choroba, je indikována DNA analýza příslušné genové mutace.

Vrozené chybění vas deferens vedoucí k mužské sterilitě

Cystická fibróza

Kongenitální chybění vas deferens je při pátrání po příčinách mužské sterility odhaleno přibližně u 1,3 % mužů. Je známa souvislost mezi absencí vas deferens a cystickou fibrózou. Cystická fibróza je autozomálně recesivně dědičné onemocnění, které se v České republice vyskytuje s frekvencí 1:2 500 až 1:3 000. Příčinou je mutace transmembránového genu vedoucí k abnormálnímu transportu elektrolytů přes membrány epiteliálních buněk. Klinické projevy u recesivních homozygotů zahrnují těžké postižení plic a poruchu exokrinní funkce pankreatu. Pacienti mužského pohlaví mají vrozené oboustranné chybění ductus deferens. V současné době je známo více než 600 mutací genu cystické fibrózy (mutace CFTR genu), přičemž nejčastější mutace v naší populaci je označovaná jako delta F508 nacházející se přibližně u 70 % pacientů s cystickou fibrózou (CF).

Více než 95 % mužů s CF je infertilních z důvodu obstrukční azoospermie. Její příčinou je porucha ve vývoji mezonefrotického kanálu vedoucí k agenezi nebo atrézii ductus epidydimidis a vas deferens. Není zatím známo, zda vrozená absence vas deferens je primární vývojovou anomálií, či zda vzniká sekundárně na podkladě degenerativních změn z důvodu abnormální mukózní sekrece a tím chronické obstrukce ductus deferens. Mutace CFTR genu se podílí nejen na agenezi ductus deferens, ale pravděpodobně negativně ovlivňují i proces spermiogeneze. Muži, u nichž se nachází oboustranná ageneze ductus deferens, mohou mít relativně fyziologické pulmonální i pankreatické funkce. Koncentrace elektrolytů v potu jsou normální, nebo jen lehce zvýšené. V porovnání s fertilními muži byla u nich zjištěna zvýšená frekvence mutací CFTR. Lissens a kol. uvádí výsledky vyšetření 420 mužů s oboustranným chyběním ductus deferens, u nichž bylo v 19 % zjištěno, že jsou tzv. složení heterozygoti (mají dvě různé mutace CFTR genu), a u 47 % bylo odhaleno, že jsou nositeli – mají tedy jednu mutaci CFTR genu. Zvýšená frekvence mutace CFTR genu byla nalezena i u zdravých, infertilních mužů s neobstrukční azoospermií. Je tedy pravděpodobné, že CFTR protein negativně ovlivňuje proces spermatogeneze.

Studie, která se uskutečnila na Ústavu biologie a lékařské genetiky FN Motol, se týkala DNA analýzy provedené u 100 mužů s těžkou poruchou reprodukce. Vyšetřováno bylo 18 nejčastějších mutací genu CFTR. Výsledky ukázaly zvýšenou frekvenci nosičů mutace delta F508, kterou nalezli u mužů s neobstrukční azoospermií a s počtem spermií nižším než 106/ml. Doporučují tedy DNA analýzu mutací CFTR provádět nejen u mužů s prokázaným chyběním ductus deferens, ale i u neobstrukčních azoospermií a oligozoospermií.

U mužů, u kterých byla kromě oboustranného chybění vas deferens zjištěna další vývojová vada urogenitálního systému, nebyla mutace CFTR genu nalezena.

Muži s jednostranným chyběním ductus deferens jsou obvykle plně fertilní, a proto tato odchylka zůstává často neodhalena. Etiologie je heterogenní. U mužů, u nichž je kontralaterální strana anatomicky normální, nejsou mutace CFTR genu ve zvýšené frekvenci přítomny. Tato je však nacházena u mužů, kde kontralaterální strana jeví vývojové odchylky.

Nález zvýšeného počtu mutací CFTR genu vede k doporučení provádět DNA analýzu u všech mužů s těžkou azoospermií (méně než 106/ml). V případě zjištění mutace CFTR genu je indikováno vyšetření partnerky k určení, zda není heterozygotem CFTR genu. Pokud jsou oba partneři nositeli mutace CFTR genu, je 25% riziko, že jejich potomci budou trpět cystickou fibrózou. Pro tyto páry se jeví jako velmi přínosná preimplantační diagnostika, kdy DNA analýza odhalí mutaci CFTR genu ještě před embryotransferem.

Kartagenerův syndrom

Z dalších geneticky podmíněných onemocnění, u nichž se setkáváme s poruchou reprodukce, které se ale vyskytují vzácně, je možno uvést Kartagenerův syndrom charakterizovaný sníženou motilitou cilií a bičíků spermií. Jde o autozomálně recesivně dědičné onemocnění charakterizované trias: situs viscerum inversus, bronchiektázie a chronická sinusitida. Homozygotní muži jsou infertilní z důvodu postižení pohyblivosti spermií, heterozygoti jsou běžně fertilní. I zde byla popsána úspěšně provedená asistovaná reprodukce za pomoci subzonální inseminace.

Kromě výše uvedených genetických příčin mužské neplodnosti existují další geneticky podmíněné syndromy, u nichž jsou přítomny hypogenitalizmus, opoždění puberty, kryptorchizmus a případně vývojové odchylky dalších orgánových systémů. Klinický genetik by je měl odhalit ještě před plánovanou IVF s ICSI, určit rizika jejich přenosu na potomky a v indikovaných případech doporučit provedení cílené prenatální diagnostiky.

Genetické příčiny ženské neplodnosti

Chromozomální abnormality

Turnerův syndrom

Většina žen s klasickým karyotypem 45 X či strukturální odchylkou X chromozomu – jde například o deleci krátkého nebo dlouhého raménka X chromozomu, inverzi X chromozomu nebo ring chromozom, je diagnostikována na podkladě typického klinického obrazu již v dětství. Jedná se především o malý vzrůst, epikanty, strabizmus, pterygia colli, cubiti valgi, pigmenové névy, ve 40 % je nacházena vrozená vada ledvin a v 10 až 16 % vrozené srdeční vady. V novorozeneckém věku mohou být patrné též lymfedémy na nártech dolních končetin. Ovaria žen s Turnerovým syndromem mají v prenatálním období a okolo porodu přítomny primordiální folikuly. Proč dochází k jejich degeneraci, není jednoznačně známo, ale většina jedinců má do období puberty v oblasti ovarií již jen tenké vazivové lišty. Pokud není diagnóza stanovena před pubertou, jsou tyto dívky odesílány na genetické vyšetření obvykle z důvodu primární amenorey. Vývoj sekundárních pohlavních znaků je infantilní, ale je zde značná variabilita jak v pubickém a axilárním ochlupení, tak ve vývoji zevního genitálu a prsů. Pokud je diagnóza stanovena v dětství, je možno příznivě ovlivnit růst podáváním somatotropního hormonu a fyziologický vývoj zevních pohlavních orgánů i dělohy podpořit cyklickou estrogenní léčbou.

U Turnerova syndromu jsou při cytogenetickém vyšetření zjišťovány i četné mozaiky s karyotypem 45 X / 47 XXX, 45 X / 46 XY a další. Y chromozom se může také vyskytnout jen jako malý fragment, často translokovaný na autozomy, odhalitelný jen DNA analýzou, případně FISH metodou. V těchto případech je indikováno laparoskopické odstranění gonád, neboť v lištovité gonádě se může časem vyvinout gonadoblastom.

U mozaikových forem Turnerova syndromu, kdy se kromě linií s jedním X chromozomem či strukturálním defektem X chromozomu setkáváme s buněčnými liniemi se dvěma normálními X chromozomy, jsou klinické projevy mírnější, přičemž záleží na tom, zda jsou v převaze buněčné linie s jedním či naopak dvěma strukturálně normálními X chromozomy. Fertilita žen s mozaikovou formou Turnerova syndromu je výrazně snížena, ale je možná. Vzhledem k tomu, že vývoj dělohy a pochvy je většinou normální, je možné se pokusit ženy s Turnerovým syndromem zařadit do programu IVF, kdy fertilizace je samozřejmě zajištěna s pomocí dárkyně vajíčka.

Ženy s karyotypem 47 XXX

Frekvence je uváděna 1:1 000 narozených dívek. Příčinou trizomie X chromozomu je nondisjunkce v prvním mateřském meiotickém dělení. Ženy jsou obvykle vyššího vzrůstu, inteligence bývá snížena, časté jsou EEG abnormality (projevy epilepsie), menarche nastupuje později, častá je oligomenorea a sterilita. Mechanizmus ovariální dysfunkce není znám, předpokládá se, že další X chromozom navíc vede k porušení oogeneze. U některých žen je však vývoj zcela fyziologický a jejich potomci mají zvyklý karyotyp, což je způsobeno pravděpodobně tím, že aneuploidní gamety mají nižší schopnost oplodnění.

Abnormality somatických chromozomů

Stejně jako u mužů je i fertilita žen ovlivněna dalšími abnormalitami somatických chromozomů, jako jsou reciproké translokace, Robertsonské translokace, inverze, marker chromozomy a další aberace. Fenotyp žen je většinou fyziologický. Balancované strukturální chromozomální aberace vedou většinou k dysfertilitě. Odhaluje se, že přibližně u 4 % párů s dysfertilitou, u nichž jsou v anamnéze 2 a více spontánních potratů, je příčinou chromozomální aberace. Při genealogickém vyšetření se v těchto rodech setkáváme u více příbuzných s dysfertilitou a případně s narozením mentálně postižených dětí či dětí s mnohočetnými vývojovými vadami, které mají chromozomální abnormalitu v nebalancovaném stavu. Z důvodu rizika, že plod zdědí od matky nebalancovanou chromozomální aberaci (riziko činí přibližně 20 %), je indikováno prenatální vyšetření (amniocentéza nebo CVS s vyšetřením karyotypu plodu). Ideální možností je zajištění preimplantační diagnostiky s následnou implantací toho embrya, které bude mít fyziologickou či balancovanou chromozomální výbavu.

Čistá gonadální dysgeneze

Termín čistá (pravá) gonadální dysgeneze je užíván v případě těžké vývojové poruchy gonád za přítomnosti sexuálního infantilizmu a bez přítomnosti klinických známek Turnerova

syndromu. Karyotyp žen s čistou gonadální dysgenezí je 46 XX nebo 46 XY. Pravá gonadální dysgeneze se odhalí asi u 1/3 žen s primárním ovariálním hypergonadotropním hypogonadizmem.

K ženskému fenotypu s karyotypem 46 XY a pravou gonadální dysgenezí dochází z důvodu ztráty TDF faktoru na Y chromozomu. V podstatně vyšším procentu k němu dochází u žen s karyotypem 46 XY nebo 46 XX a čistou gonadální dysgenezí, kde je však příčina neznámá. Familiární výskyt čisté gonadální dysgeneze s karyotypem XX nebo XY byl opakovaně popsán. Příčinou je mutace autozomálně recesivního genu a u karyotypu XY mutace X-linked recesivního genu.

K typickým projevům pravé gonadální dysgeneze patří eunuchoidní, ale často i fyziologický habitus. Je primární amenorea, gonády jsou lištovité, ženský vnitřní a zevní genitál je obvykle infantilní, ale může být i relativně normálně vyvinut. Ženy mají nízké hladiny estrogenů a vysoké hladiny gonadotropních hormonů. Někdy mohou být v lištovitých gonádách přítomny folikuly, u pacientek s karyotypem 46 XY Leydigovy buňky. U žen s karyotypem 46 XY s pravou gonadální dysgenezí se ve 30 % může objevit gonadoblastom nebo dysgerminom, což je důvodem nezbytného operačního odstranění dysgenetické gonády. Inteligence je většinou normální a vývoj zevních pohlavních znaků ženského typu je příčinou ženského psychosociálního cítění. Fyziologický vývoj dělohy a pochvy u těchto žen, stejně jako u Turnerova syndromu, může vést k možnosti zajištění IVF za pomoci dárkyně vajíčka.

Existence dědičných syndromů, u nichž je infertilita spojena s poruchou ve vývoji urogenitálního ústrojí a případně dalších orgánů, vede k doporučení tyto pacientky vyšetřit ještě před plánovanou IVF na odděleních lékařské genetiky, aby bylo možno stanovit případné riziko pro potomky a zvážit tak indikaci k IVF.

Výše uvedené genetické příčiny mužské a ženské infertility plně podporují důležitost spolupráce Center asistované reprodukce s odděleními klinické genetiky.

Souhrn doporučených genetických vyšetření před IVF programem

1.Genetická konzultace je indikována u všech infertilních párů před započetím IVF programu. Zahrnuje především podrobnou informaci o genetických vyšetřeních navržených na základě podrobného zhodnocení klinického stavu. Tato jsou prováděna jen v případě souhlasu obou partnerů. Genealogický rozbor je zaměřen na výskyt monogenně dědičných vad či multifaktoriálně dědičných onemocnění s vyčíslením rizik pro potomky a případně navržením metod prenatální diagnostiky.

2.U všech párů před plánovanou IVF je indikováno chromozomální vyšetření. Karyotyp je prováděn proužkovacími metodikami z leukocytů periferní krve. V případě azoospermie lze doporučit rovněž provedení testikulární biopsie a při zjištění defektu spermií jejich chromozomální analýzu. Jestliže má jeden z páru chromozomální aberaci, je důležité zhodnotit rizika přenosu na potomky a doporučit prenatální, případně preimplantační diagnostiku.

3.Screening mutací CFTR genu je doporučován u všech infertilních mužů před provedením IVF s ICSI. Toto doporučení je zdůvodněno zvýšenou frekvencí mutací CFTR genu, která byla odhalena u 16 % infertilních mužů. Pokud se u infertilních mužů mutace CFTR genu zjistí, jsou vyšetřovány i jejich partnerky. V případě, že jsou oba partneři heterozygoty CFTR genu, je doporučeno provedení prenatální, případně preimplantační diagnostiky, neboť pro potomky je 25% riziko, že budou homozygoti a že tedy budou trpět cystickou fibrózou.

4.Screening mikrodelecí v oblasti AZF je doporučován u mužů s těžkou oligozoospermií a azoospermií, kdy se setkáváme s počtem spermií 106/ml a méně. Pokud je mikrodelece odhalena, měli by být muži informováni, že tuto chromozomální aberaci přenesou na všechny své syny, kteří pak budou mít stejné problémy s fertilitou.

5.Screening mutací androgenních receptorů se zatím u infertilních mužů neprovádí. Při genetické konzultaci je prováděn podrobný rozbor rodokmenové situace a v případě údajů o neurologickém onemocnění charakteru Kennedyho choroby či poruchách ve vývoji zevního genitálu by se u osob v riziku měla uskutečnit cílená DNA analýza mutací androgenních receptorů.

6.U mužů, kteří trpí recidivujícími sinusitidami, bronchitidami a bronchiektáziemi by měl být vzat v úvahu Kartagenerův syndrom. Mutace genu vedoucí ke Kartagenerovu syndromu zatím nebyla odhalena.

7.Pokud je u infertilního páru indikováno IVF s ICSI, je nutno uvážit provedení prenatálního cytogenetického vyšetření plodu. Důvodem je přibližně 1% riziko výskytu abnormalit pohlavních chromozomů, které bývají v těchto případech odhaleny při prenatálním vyšetření. Riziko jiných chromozomálních aberací nebylo zvýšeno, ani nebyl oproti ostatní populaci popsán zvýšený počet dětí s VVV.

8.Dárci spermií nebo vajíček by měli být rovněž geneticky vyšetřeni. Jedná se o vyšetření karyotypu, DNA analýzu nejčastější mutace CF (výskyt heterozygotů v populaci je 1:25) a dále by mělo být provedeno podrobné genealogické vyšetření do III. generace zpět ke zjištění výskytu monogenních nebo multifaktoriálně dědičných vad.

9.Cytogenetické vyšetření a další sledování dětí je vhodné u narozených z IVF s ICSI, a to především tehdy, pokud jsou rodiče nositeli chromozomální aberace nebo mutace DNA, případně dalších geneticky podmíněných onemocnění.

Literatura

1. Aiman J., Griffin J. E., Gazak J. M., Wilson J. D., MacDonald P. C.: Androgen insensivitiy as a cause of infertility in otherwise normal men. N. Engl. J. Med. 300, 1979: 223-227

2. Krebsová A., Fialová M., Macek M. Sr., Sobek A., Potužníková P., Kurucová L., Uhrová E., Brandejská M., Mardešič T., Macek M. Jr.: Zvýšená frekvence nosičů mutace delta F508 u mužů s neobstrukční azoospermií a těžkou oligozoospermií. Čs. Pediat., 5, 1999: 196-200

3. Jarvi K., McCalum S., Zielenski J., Durie P., Tullis E., Wilchanski M., Margolis M., Asch M., Ginzburg B., Martin S., Buckspan M. B., Tsui L. C.: Heterogeneity of reproductive tract abnormalities in men with absence of the vas deferens: role of cystic fibrosis transmembrane conductance regulator gene mutations. Fertil. Steril., 70 (4), 1998: 724-728

4. Johnson M. D.: Genetic risks of intracytoplasmic sperm injection in the treatment of male infertility: recommendations for genetic counseling and screening. Fertil. Steril, 70, (3), 1998: 397-411

5. Lawler A. M., Gearhart J. D.: Genetic counseling for patients who will be undergoing treatment with assisted reproductive techology. Fertil. Steril. 70 (3), 1998: 412-413

6. Lissens W., Mercier B., Tournaye H., Bonduelle M., Ferec C., Seneca S.: Cystic fibrosis and infertility caused by congenital bilateral absence of the vas deferens and related clinical entities. Hum. Reprod. 11, Suppl. 4, 1996: 55-78

7. Tiepolo L., Zuffardi O.: Localization of factors controlling spermatogenesis in the nonflourescence portion of the human Y chromosome long arm. Hum. Genet. 34, 1996: 119-124

8. van Assche E., Bonduell M., Tournaye H., Joris H., Verhyen G., Devroey P., van Steirteghem A., Liebaers I.: Cytogenetics of infertile men. Hum. Reprod. 11, Suppl. 4: 1996, 1-24

9. van Steirteghem A., Devroey P., Liebaers I.: Genetics and Assisted Human Conception. Hum. Reprod. 11, Suppl. 3, 1966

e-mail: santavy@aix.upol.cz

Ohodnoťte tento článek!