Роль антиспермальних антитіл у патогенезі імунозалежного чоловічого непліддя

сторінки: 52–59

Гаврилюк А.М. к.б.н., доцент Чоп’як В.В., док.мед.н., професор, завідувач кафедри кафедра клінічної імунології та алергології Наконечний А.Й. док.мед.н., професор кафедра дитячої хірургії, ортопедії та травматології, Львівський національний медичний університет ім. Данила Галицького М. Курпіш, , професор, завідувач відділу відділ імунобіології, репродукції та стовбурових клітин М. Камєнічна старший науковий співробітник > Інститут генетики людини Польської академії наук, м. Познань, Польща

 

Пошкодження гематогістологічного бар’єра кров-яєчко

Порушення механізмів активної толерантності до сперматозоїдів

Функціональна недостатність природженого імунітету у чоловіків

Особливості продукції, структури та функцій антиспермальних антитіл

Природа антигенних спермальних епітопів

Різні точки зору на патогенез чоловічого непліддя

Лабораторно-діагностичний алгоритм обстеження чоловіка з порушеннями репродуктивної функції (аспермія, астенозооспермія, олігозооспермія, некроспермія)

 

Родинне непліддя стає дедалі гострішою проблемою сьогодення. Значну частку в його структурі займає так званий чоловічий фактор. У свою чергу, чоловіче непліддя дедалі частіше розвивається за імунозалежним механізмом і грунтується в основному на різного роду порушеннях набутого імунітету. Загальновідомо, що основними продуктами реалізації гуморальної ланки набутого імунітету щодо спермальних антигенів є антиспермальні антитіла (АСА). Проте оцінка ризику імунозалежного непліддя тільки за фактом наявності АСА є поверхневою. АСА – не лише кінцевий продукт імунопатологічної реакції, але й тригер запуску інших імунологічних, не менш небезпечних для фертильності механізмів. Саме ці дані та їх аналіз представлені у цій статті.

Згідно з різними точками зору на патогенез чоловічого імунозалежного непліддя, виділяють наступні гіпотетичні механізми його формування:

  • пошкодження гематогістологічного бар’єра кров-яєчко;
  • порушення механізмів активної толерантності до сперматозоїдів;
  • функціональна недостатність природженого імунітету у чоловіка;
  • особливості продукції, структури та функцій АСА;
  • природа антигенних спермальних епітопів.

Перелічені причини можуть стати основою для автоімунної реакції, яка буде розвиватися проти інтегральних антигенів сперматозоїдів або їхніх поверхневих антигенів [22, 36].

Пошкодження гематогістологічного бар’єра кров-яєчко В начало статьи

Анатомічний бар’єр кров-яєчко відділяє систему диференціювання гамет від кровоносної системи, яка містить імунокомпетентні клітини. Зауважимо, що особлива загроза ініціації імунної відповіді проти сперматозоїдів виникає при пошкодженні бар’єра кров-яєчко внаслідок травми, вивиху яєчка, підвищеної рухомості яєчка, крипторхізму, змінених умов кровообігу (наприклад при варикозно розширених венах калитки), вродженої агенезії сім’явивідних протоків [40].

Анатомічний бар’єр не є повністю щільним, бо не «відгороджує» наступні рівні чоловічої статевої системи, наприклад придаток, у якому фізіологічно присутні лімфоцити [15].

Порушення механізмів активної толерантності до сперматозоїдів В начало статьи

У період статевого дозрівання хлопчика (11-13 років) на його статевих клітинах з’являються диференційовані антигени. Після цього перед організмом постає проблема забезпечення охорони гамет від відповіді з боку власного імунітету. Цей феномен називається імунологічною толерантністю. Її в свою чергу забезпечують два серйозних фактори – пасивний та активний. Секвестрація, або анатомічне відгородження від імунного нагляду за допомогою слизових оболонок сперматогенних канальців – це пасивний фактор. Активним фактором вважається особливий тип імунорегуляції в чоловічому організмі (клітини Сертолі та сім’яна рідина). В активній імунорегуляції домінуючу роль відіграють клітини Сертолі. Взаємодіючи зі статевими клітинами, що перебувають в стадії диференціації, вони виконують щодо них живильну роль та є важливим елементом сперматогенного гомеостазу. Тільки 20% сперматогоній залишає адлюмінальну частину гематотестикулярного бар’єра, а решта клітин підлягає апоптозу та резорбції. Клітини Сертолі виділяють імуносупресивні фактори, які мають здатність гальмувати проліферацію лімфоцитів та індукують апоптоз в активованих лімфоцитах завдяки присутності на своїх мембранах лігандів для білка Apo-1/Fas (CD95). Сім’яна рідина, що створює мікросередовище для диференційованих гамет, є розчином, який містить цілу гаму активних біологічних факторів з імуномодулюючими та імуносупресивними щодо запуску імунної відповіді функціями. Потрібно також підкреслити значення місцевого імуносупресивного впливу стероїдних гормонів, синтезованих в гонадах, особливо тестостерону. Важливою є також функція клітин Лейдіга. Щільно прилипаючи до моноядерних лейкоцитів, які проникли до тканини, клітини Лейдіга гальмують презентацію антигену і, відповідно, запуск імунної відповіді. Ця багатофакторна система активної імунологічної регуляції свідчить в тому числі і про те, що вже згадуваний анатомічний бар’єр не здатен повністю захистити антигени чоловічої статевої системи від можливої імунної агресії [4, 15].

Функціональна недостатність природженого імунітету у чоловіків В начало статьи

У 90-х роках минулого століття в клінічній імунології розпочався справжній ренесанс вивчення природженого (неспецифічного) імунітету. Учені повернулися до дослідження запального процесу, але вже на вищому рівні, спираючись на сучасні знання. В імуноандрології більшу увагу почали звертати на лейкоцитоспермію. Таким чином, було з'ясовано, що, по-перше, вона може свідчити про наявність бактерій, вірусів та інших патогенів, а по-друге, присутність лейкоцитів може бути пов’язана зі слабкою рухливістю та дисфункцією сперматозоїдів [5, 6]. Доведено, що підвищений рівень нейтрофільної еластази в спермі (PMN-elastase) негативно впливає на плідність чоловіка [9]. У ході досліджень виникло запитання: чому сім’яна рідина від здорових (нормоспермічних), а не від азооспермічних чоловіків проявляє імуносупресивні властивості [34]? У лейкоцитах, що містяться в еякуляті пацієнтів з так званим непліддям імунного генезу, визначали цитокіни з групи хемокінів. Зокрема, досліджували наявність у спермі фактора інгібіції міграції лейкоцитів. Так, було виявлено статистично достовірну кореляцію між показником інгібіції міграції лейкоцитів та непліддям, особливо у пацієнтів з АСА. Результати показали, що як клітинний (cell-mediated immunity), так і гуморальний імунітет (антитіла) є активованим у пацієнтів з астенозооспермією та непліддям [12, 13].

У центрі уваги спеціалістів опинилося вивчення важливих регуляторних молекул – цитокінів. При цьому в імуноандрології сформувався новий дослідницький напрямок визначення рівня цитокінів як у сироватці крові, так і в інших біологічних рідинах. Наприклад, рівень цитокіну інтерлейкін (IL) 2 в сім’яній рідині виявився підвищеним у групі неплідних чоловіків, але цей показник не корелював з більшістю параметрів спермограми, навіть із кількістю лейкоцитів в еякуляті. Проте і досі вважається, що рівень IL-2 можна використовувати як потенційний маркер чоловічого непліддя [27].

Інтерферон гамма (IFN-γ), який продукують активовані Т-лімфоцити та натуральні кілери, чинить токсичну дію на функції сперматозоїдів та відіграє важливу роль у патогенезі чоловічого непліддя. Однак до цього часу також не виявлено кореляції рівня цього цитокіну з параметрами спермограми та кількістю лейкоцитів в еякуляті [28].

Дослідники спробували зрозуміти, чи існує зв’язок між імуносупресивною активністю цитокінів у сім’яній рідині та присутністю в ній АСА. Як модель використовували Т-лімфоцити, які інкубували in vitro із сім’яною рідиною. У результаті не було виявлено кореляції між наявністю імунної відповіді проти сперматозоїдів та лімфоцитосупресивною активністю сім’яної рідини. Таким чином, припустили, що інгібіція Т-лімфоцитів сім’яною плазмою є багатофакторною [18].

Сперматозоїди від плідних чоловіків і пацієнтів з оліго-терато-астенозооспермією чи непліддям здатні продукувати IL-1. Доведено, що сперматозоїди від обох досліджуваних груп продукують IL-1 в однаковій кількості (досліджували супернатанти та лізати), однак сім’яна рідина від плідних чоловіків має вищу активність щодо інгібіції проліферації лімфоцитів в інкубації in vitro в порівнянні із сім’яною рідиною чоловіків із вищезгаданими порушеннями. Це доводить, що IL-1 не лише гальмує проліферацію лімфоцитів, але й здійснює мультифакторний вплив на місцевий імунний статус статевої системи чоловіка

Цитокіни і фактори в сім’яній рідині, що гальмують активність мітогенів in vitro, є важливими у фізіології та патофізіології порушень функцій сперматозоїдів і впливають на їхню здатність запліднювати [17].

На основі досліджень продукції цитокінів у сім’яній рідині отримано наступні висновки:

  • IL-4 фактично не продукується;
  • рівні розчинного рецептора до IL-2 в сім’яній рідині були подібними у плідних і неплідних чоловіків;
  • рівень IL-6 в сім’яній рідині у неплідних пацієнтів був підвищеним.

Цікаво, що рівень IL-6 позитивно корелював з кількістю лейкоцитів у спермі і негативно – з кількістю сперматозоїдів в еякуляті [29]. Не виявлено також зв’язку між рівнем IL-8 і змінами в параметрах спермограми [20].

Результати численних досліджень щодо вивчення ролі цитокінів у регуляції стероїдо- та сперматогенезу в яєчках за різних умов (фізіологічних і патофізіологічних) свідчили, що вони діють в основному як ростові фактори та фактори диференціації клітин. Плановані клінічні дослідження повинні допомогти в промоції цитокінів як ліків майбутнього для терапії чоловічого непліддя [16].

Продукція АСА є найпершим наслідком запального процесу в організмі чоловіка, що перебуває під впливом цитокінової регуляції. Підвищені рівні цитокінів IFN-γ, фактора некрозу пухлини α (TNF-α), IL-12, IL-6 вказують, що запальний процес має гострий характер, проте їх концентрації залишаються високими і при хронічному (системному) запаленні. Доведено, що поява TNF-α, IL-12, IL-6 асоціюється із запальним станом у чоловічій статевій системі, оксидативним стресом та апоптозом. Цитокін IFN-γ негативно позначається на якості сперматозоїдів [22]. Згідно з літературними даними, практично всі аспекти впливу негативних факторів на чоловічу статеву систему поєднані з патологією регуляторних систем, порушеннями про- та антиоксидантного статусу сім’яної рідини та сперматозоїдів, гормонального, метаболічного та цитокінового профілю еякуляту, а також функціональної активності молекулярних маркерів фертильності [35]. Стаціонарний стан репродуктивної вісі детермінований також балансом систем кіспептин/гонадотропін-інгібуючий гормон, який підлягає множинним змінам під впливом ендогенних та екзогенних факторів, серед яких на першому місці знаходяться шкідливі чинники навколишнього середовища – стреси, хімічні забруднення тощо [1].

Ряд авторів проводили класичну оцінку запального стану в статевій системі чоловіка за допомогою дослідження системи комплементу. Виявилося, що АСА, зв’язані зі сперматозоїдами, активують комплемент (за класичним шляхом), що спричиняє ефект знищення сперматозоїдів мембраноатакуючим комплексом (MAK 5b-9). У сироватці крові неплідних чоловіків визначали фіксовані на сперматозоїдах АСА класу IgG, компоненти комплементу C3d та C5b-9 і дійшли висновку, що рівень перелічених показників пов’язаний із цитотоксичною активністю антитіл, залежних від комплементу [10]. Патогенез викликаного АСА непліддя у жінок частково грунтується на посередництві системи комплементу в активації нейтрофілів, внаслідок чого «на території» жіночої статевої системи пошкоджуються сперматозоїди [11]. Окрім того, вивчали зв’язок між імунологічними параметрами сім’яної рідини та чоловічим непліддям і довели, що рівні таких факторів природженого імунітету, як лізоцим, C3c, α1-антитрипсин і β2-мікроглобулін, були статистично достовірно підвищеними у 14% неплідних чоловіків [37].

Особливості продукції, структури та функцій антиспермальних антитіл В начало статьи

Утворення АСА є ілюстрацією до кінця не розгаданого імунологічного феномена. У деяких осіб чоловічої статі з незрозумілих причин запускається імунна відповідь проти власних сперматозоїдів. Вона рідко є специфічною тільки до антигенів сперматозоїдів, водночас доказів її поліорганної специфічності недостатньо. Часто АСА виникають без конкретної причини. Доведено, що вони можуть синтезуватися на різних рівнях імунної відповіді як місцево, так і системно. Синтезовані системно антитіла із сироватки крові можуть потрапляти до сім’яної рідини і фіксуватися на поверхні сперматозоїда, що утруднює контакт з яйцеклітиною. Але активна відповідь за гуморальним типом може відбуватися місцево, у сім’яній рідині, й антитіла типу IgA не проникають у кровообіг. Зрозуміло, що виявлення АСА повинно стосуватися як фіксованих антитіл на поверхні сперматозоїда, так і вільних антитіл у сироватці крові та сім’яній рідині [40].

У ході досліджень виникла низка принципових запитань: чи АСА є унікальними, чи утворюються проти так званих спільних для різних клітин антигенних детермінант? До яких саме антигенних епітопів вони продукуються? З якими зв’язуються?

Відповідно до реактивності щодо антигенних епітопів виділяють наступні види АСА:

  • циркулюючі природні, або натуральні антиспермальні автоантитіла;
  • АСА періоду статевого дозрівання у хлопців;
  • АСА у жінок;
  • АСА у дорослих чоловіків;
  • АСА, реагуючі з вуглеводними групами з різним ступенем молекулярної ідентичності (явище молекулярної мімікрії) [22].

Циркулюючі природні, або натуральні антиспермальні автоантитіла

У 1995-1996 рр. вийшли у світ дві праці R. Paradisi et al. [27, 28]. Ці дослідники застосували метод імуноблотингу типу Western і двонаправлений електрофорез сироваток, багатих на антитіла, як від плідних, так і від неплідних чоловіків і виявили білкові фракції, які позитивно реагували зі сперматозоїдами від плідних чоловіків. Такі антитіла назвали натуральними. Згідно з базовим визначенням, натуральні антитіла з’являються в осіб, сенсибілізованих раніше до конкретного антигену. Вони належать до класу IgМ, значно рідше – до класу IgG чи IgA і синтезуються однією із субпопуляцій В-лімфоцитів. Здебільшого вони реагують з бактеріями. Ймовірно, природні, або натуральні, антитіла відіграють певну роль у зв’язуванні, процесінгу та презентації антигенів за участю В-лімфоцитів, системи комплементу, рецептора Fc та задіяні у процесах імунорегуляції на рівні антиідіотипічної імунної відповіді. Зрозуміло, що так звані публічні антигенні епітопи можуть маскувати специфічну відповідь АСА у період статевого дозрівання, поки на сперматозоїдах не виявляться специфічні антигени. Щоб якось відрізняти натуральні та патологічні АСА, було запропоновано поділити їх на три групи:

1. Виключно натуральні, присутні у плідних осіб.

2. Патологічні, виявляють тільки у неплідних чоловіків (утворені внаслідок патологічної реакції).

3. Антитіла зі спільними властивостями – можуть реагувати зі сперматозоїдами, а також розпізнавати антигени, представлені і на інших клітинах, наприклад на лімфоцитах чи еритроцитах (на них теж є антиген, подібний до CD52).

CD52 – це глікопротеїн, присутній на клітинах чоловічої статевої системи. Він може стимулювати агрегацію сперматозоїдів і спричиняти залежну від комплементу їх іммобілізацію. Доведено, що рівень натуральних антитіл змінюється в онтогенезі і не залежить від авто- та ізоімунних реакцій проти сперматозоїдів у дорослих осіб. Найвищим рівень натуральних антитіл відмічається в період статевого дозрівання, досягає піку після 40 років, а в старшому віці знижується [22].

Антиспермальні антитіла періоду статевого дозрівання у хлопців

Найчастіше АСА виробляються у період перед статевим дозріванням у хлопців, які мають аномалії розвитку яєчок і були проліковані хірургічним методом (наприклад орхідопексія при крипторхізмі). Існують також літературні дані щодо наявності натуральних АСА в сироватці крові здорових хлопців перед статевим дозріванням. Щоб виявити, чи ці антитіла в майбутньому погіршать якість сперми, потрібно провести певні дослідження. У клінічній практиці використовують п’ять тестів для визначення АСА: IBT-тест, безпосередній та посередній, MAR-тест, імуноферментний тест, проточну цитометрію, імуноблотінг типу Western [8]. IBT-тест відомий як тест із використанням полімерних кульок, навантажених антитілами до АСА. Цей метод виявився найбільш відповідним для визначення АСА, циркулюючих в біологічних рідинах (сироватці, сім’яній рідині, шийковому слизі) і фіксованих на поверхні сперматозоїда [39]. Пропонується також перед застосуванням IBT-тесту пацієнтам з підозрою на імунозалежне непліддя проводити реакції з вкритими антиглобуліновими антитілами латексними кульками (MAR-тест) як вступний скринінговий тест [33].

Антиспермальні антитіла у жінок

У 80-х роках минулого століття у жінок із загального пулу АСА вперше виділено так звані антиспермальні антитіла, скеровані проти одного партнера. Однак було доведено, що утворення АСА найчастіше є наслідком імунної відповіді проти антигенних детермінант сперматозоїдів, спільних для різних чоловіків, що також може спровокувати тривале непліддя. У результаті виконаних досліджень виявилося, що механізм жіночої імунозалежної відповіді на антигени сперматозоїдів принципово відрізняється від автоімунної відповіді у чоловіків. АСА проти сперматозоїдів утворюються переважно в шийковому слизі, хоча можуть виявлятися і в сироватці. У жінок АСА можуть продукуватися не тільки проти спільних антигенних вуглеводних структур на сперматозоїдах, а й проти індивідуальних білкових ізоформ. Також вони можуть реагувати з іншими антигенами в організмі жінки згідно з теорією молекулярної подібності. У жінок спермальні антигени вуглеводного складу на противагу глікопротеїновим не викликають імунної відповіді. Досліджено обидва види вуглеводних груп, з’єднаних з білками через N- та O-кінці, характерні для mrt-CD52 (mrt – male reproductive tract, чоловічий репродуктивний тракт). Їх гліколізовані молекули CD52 повинні захищати сперматозоїди від автоаглютинації та адгеренції до прилягаючих тканин. Оскільки часто жіноча статева система інфікована патогенними мікроорганізмами, такий захист від автоаглютинації можна пояснити як еволюційно сформований механізм, який забезпечує непошкоджений транспорт сперматозоїдів. Однак невідомо, в який спосіб mrt-CD52 індукує продукцію АСА в жіночій статевій системі. Вуглеводні структури з N-кінцевими зв’язками у жінок слабо розпізнаються імунною системою. Комплекси сперматозоїд-іммобілізуюче антитіло утворюються відносно рідко. Зате ця група факторів може зміцнити місцеву імунну відповідь у жінок. АСА у жінок належать до змішаної групи натуральних і патологічних антитіл. Також у жінок можуть виявлятися АСА, перехресно реагуючі з антигенами щитоподібної залози та інших органів. Вони можуть бути причиною неуспіху процедури екстракорпорального запліднення або призводити до виникнення синдрому полікістозу яєчників і синдрому передчасного згасання яєчників у жінок [22].

Антиспермальні антитіла у дорослих чоловіків

У чоловіків АСА найчастіше виявляють на поверхні сперматозоїдів (зв’язані антитіла), а також у сім’яній рідині та сироватці периферичної крові (вільні антитіла). АСА послаблюють здатність сперматозоїдів до запліднення на різних етапах цього процесу. Вони негативно впливають на виживання та рухливість сперматозоїдів, їх пенетрацію через шийковий слиз, взаємодію сперматозоїд-яйцеклітина та ранні етапи розвитку зародка. Під терміном «антиспермальне антитіло» мається на увазі, що це є не один білок, а різні, що належать до IgA, IgG, IgM. Ці класи імуноглобулінів відрізняються між собою за молекулярною масою і кількістю ділянок для зв’язування антигену. Деякі з них взаємодіють із системою комплементу. У прогнозуванні непліддя мають значення клас імуноглобуліну, його реактивність щодо різних антигенів, авідність, кінетика та рівень. Важливим є також походження імуноглобуліну (системне/місцеве). Синтезовані місцево АСА мають більш суттєве значення в порівнянні з виявленими у сироватці, за винятком антитіл, які проникають до маткових труб або фолікулярної рідини та безпосередньо впливають на процес запліднення і розвиток зародка. Вважається, що термін «антиспермальне антитіло» більш коректно вживати стосовно тих антитіл, які реагують на ключові в процесі запліднення антигени. Сьогодні найкраще вивчені такі спермальні антигени, як PH-20 (антиген, що знаходиться позаду голівки сперматозоїда), SP-10 (спермальний білковий антиген), HAS-63 (людський спермальний антиген), FA-1 (антиген запліднення 1), FA-2 (антиген запліднення 2), CS-1(сигнальний розділюючий антиген), SAGA-1 (спермаглютинуючий антиген 1) [19].

Найбільш відомими причинами синтезу АСА у чоловіків є:

  • відміна імунологічної толерантності щодо сперматозоїдів (зменшення кількості чи зниження активності Т-регуляторно-супресорних лімфоцитів у чоловічій статевій системі або відсутність у сім’яній рідині розчинних факторів, що активують ці клітини);
  • зміни в антигенному складі сперми, що призводять до інгібіції супресії імунної відповіді;
  • розрив гематотестикулярного бар’єру внаслідок фізичної (біопсія яєчка, операція з приводу пахвинної кили, пухлини) чи хімічної травми, що зумовлює масивне вивільнення автоантигенів в циркуляторне русло;
  • оральна чи анальна експозиція спермальних антигенів до слизових оболонок;
  • вазектомія (протизаплідна маніпуляція, що полягає у перев’язуванні сім’явивідних проток);
  • агенезія (відсутність сім'явивідних проток від народження);
  • перенесені інфекції сечостатевої системи, пов’язані із синтезом АСА або з факторами ризику розвитку автоімунної реакції;
  • анатомічні вади яєчок (крипторхізм або вивих яєчка);
  • муковісцидоз у чоловіка (неправильна структура придатка зі сліпо закінченою сім’явиносною протокою призводить до обструктивної азооспермії);
  • синдром Клайнфельтера, який характеризується неправильним набором статевих хромосом 47XXY. У чоловіків із цим синдромом формуються малі яєчка та розвивається гіалінізація сім’явиносних проток. Таким чином, вони завжди неплідні внаслідок азооспермії, оскільки в дитинстві прекурсорні клітини дегенерують;
  • варикоцеле (пошкодження сім’яутворюючих канальців) [19].

Антиспермальні антитіла, реагуючі з вуглеводними групами з різним ступенем молекулярної ідентичності (явище молекулярної мімікрії)

Тung ще 1975 р. довів, що АСА, синтезовані в організмі людини, перехресно реагують з бактеріями. Дослідженнями із застосуванням моноклональних антитіл підтверджено, що така реакція може відбуватися з грампозитивними стафілококами та стрептококами, коринебактеріями та грамнегативними бактеріями. Завдяки цьому підтвердилася гіпотеза, що інфекції як у чоловіків, так і у жінок можуть індукувати продукцію АСА. Виявилося, що застосовування неспецифічних бактеріальних вакцин (лізатів бактеріальних стінок) у хлопців перед статевим дозріванням для запобігання інфекцій верхніх дихальних шляхів може відігравати певну роль в індукції у них непліддя у дорослому віці [21].

У літературі є дані про перехресні реакції (як у чоловіків, так і у жінок) між АСА та мікроорганізмами Listeria monocytogenes, Chlamydia trachomatis, Litomosoides sigmodontis, Helicobacter pylori, Salmonella typhi, Staphylococcus aureus, Straptococcus viridans, Escherichia coli [24]. З’явилася гіпотеза, що у жінок існує тенденція швидше до реакції проти «спільних», наприклад з мікроорганізмами, антигенних епітопів, а у чоловіків легше розвивається реакція проти спермально специфічних антигенних епітопів. У цьому є певна логіка, бо сперматозоїди – це клітини, що властиві тільки чоловікам. Гуморальний тип відповіді у чоловіків (проти сперматозоїдів) розвивається швидко, також у них з’являється більша кількість антитіл з вищою специфічністю до спермальних антигенів (так зване афінітивне дозрівання). Підсумовуючи сказане, можна зробити висновки, що, по-перше, продукція АСА проти вуглеводних епітопів сперматозоїдів у більшості випадків індукується так званими натуральними антитілами; по-друге, специфічність АСА, ймовірно, залежить від статі; по-третє, для періоду статевого дозрівання хлопчиків характерним є синтез АСА. Однак ці висновки вимагають подальших досліджень.

Ідентифікація антигенів сперматозоїдів викликала зацікавлення імунологів у зв’язку з їх участю в акросомальній реакції [30, 32]. Для підтвердження автоімунного генезу непліддя провели експериментальні дослідження на тваринах і показали, що імунізація зависсю автологічних клітин, ізольованих з яєчок, у експериментальних тварин викликала автоімунне запалення яєчок та початок імунопатологічної реакції, що в результаті закінчилося їх двохстороннім пошкодженням [31].

Здатність міцно зв’язуватися з антигенами на сперматозоїдах використали при упровадженні в клінічну практику імунологів та андрологів моноклональних антитіл, специфічних до окремих антигенних епітопів. У результаті досліджень, які проводилися ще від 1989 р., доведено, що 30 різних моноклональних антитіл (їх отримували, застосовуючи для імунізації гліколізовані компоненти мембран сперматозоїдів) проявляли перехресну реактивність і до антигенів еякуляту, і до антигенів на соматичних клітинах людини (лімфоцитах, еритроцитах). Ідентифікація антигенних епітопів, спільних для бактерій, еритроцитів та сперматозоїдів, стала інтригуючою проблемою. Здавалося, що кандидатом на перехресну реакцію може бути кожен білок чи ліпід, який додатково містить спільні вуглеводні групи. Ці групи мають бути подібними до решти вуглеводів, які містяться в мембрані сперматозоїдів [21].

Природа антигенних спермальних епітопів В начало статьи

Новітні дослідження в імуноандрології зосередилися навколо гетерогенності антигенних детермінант сперматозоїдів людини. Ще у 60-80-х роках минулого століття вважалося, що в імунологічному сенсі антигени яєчок та сперматозоїдів відрізняються від антигенів придатків. Такий поділ грунтувався на морфологічних та функціональних відмінностях між різними органами чоловічої статевої системи. У той час науковці звертали увагу тільки на антигенність і функції яєчка та сперматозоїдів. Перші роботи в цій галузі стосувалися антигенності тільки клітинної частини еякуляту, і сперматозоїди протягом тривалого часу були головним об’єктом імунологічних досліджень. Значення придатків у продукції еякуляту досліджували окремо. З часом з’ясувалося, що еякулят є біологічною рідиною з дуже багатим складом. Він складається як зі сперматозоїдів, так і з сім’яної рідини, яка у свою чергу є сумішшю виділень додаткових статевих залоз. У ті роки дуже популярним лабораторним методом була реакція преципітації в агаровому гелі. Простата (дорсолатеральна частина), коагулююча та ампулярна залози домінують серед додаткових статевих залоз і являють собою центральний комплекс, що містить найбільше антигенів (Barnes et al., 1969). Антигенна подібність між придатком яєчка та центральним комплексом додаткових залоз була доведена в наступних дослідженнях (Barnes et al., 1972). Їх висновки свідчать, що тканинноспецифічні антигени тісно пов’язані із секреторним апаратом репродуктивних тканин, а саме з клітинами залозистого епітелію та субстанціями, які знаходяться у просвіті залоз, включно з фрагментами злущених клітин [6].

Сьогодні основними антигенними структурами на сперматозоїдах вважають кінцеві спільні вуглеводні угрупування (галактоза, N-ацетилгалактозамін, термінальний ацетилглюкозамін, α-L-фукоза, α-D-маноза). У зв’язку з цим визріло два проблемних питання щодо гіпотетичної зміни антигенних епітопів на сперматозоїдах у процесі їх дозрівання. По-перше, в який спосіб ця зміна пов’язана з відносно слабкою імуногенністю сперматозоїдів, а по-друге, чи є вона причиною відносно низької специфічності АСА на ранньому етапі розвитку імунної відповіді [22].

Різні точки зору на патогенез чоловічого непліддя В начало статьи

Ще наприкінці 90-х років минулого століття назбиралося стільки різноманітної інформації про АСА та їх вплив на фертильність, що між різними школами виникла майже конфліктна ситуація. З одного боку, були виявлені АСА, фіксовані на мембрані сперматозоїда, що асоціювалися з агрегацією на мембрані сперматозоїда комплексів антиген-антитіло. Ці комплекси були здатні активувати метаболічні процеси в сперматозоїді (наприклад стимулювати продукцію вільних кисневих радикалів), порушувати акросомальну реакцію та пошкоджувати цілу клітину. З іншого боку, виникла нова концепція антиспермального імунітету, яка грунтувалася на змінах у самих сперматозоїдах внаслідок їх зв’язування з антитілами [26]. Після цього з’явилася потреба в дослідженні протеому сперматозоїда для виявлення антигенів, які викликають утворення антитіл. Останні впливають на запліднюючу функцію сперматозоїдів, критичну для самого процесу запліднення [7]. Адже вже було доведено, що АСА можуть бути скеровані проти різних антигенів, приєднуватися до різних топографічних місць на сперматозоїді і порушувати фертильність різними способами (наприклад знижувати рухливість сперматозоїдів і гальмувати їх пенетрацію через шийковий слиз).

Новий погляд на імунозалежне непліддя полягав у тому, що антигени сперматозоїдів залишилися найважливішим патогномонічним фактором у розвитку непліддя. Антитіла, скеровані проти асоційованих із процесом запліднення антигенів, є більш небезпечними для фертильності за інші, не пов’язані із самим заплідненням антитіла. Тоді ж дослідники різних терапевтичних стратегій визнали, що ні гормональна терапія, ні внутрішньоматкова інсемінація, ні навіть екстракорпоральне запліднення не дають справжнього ефекту [23]. Вони почали розробляти нові підходи лікування такого непліддя: імуносупресивну терапію (глюкокортикостероїди та циклоспорин); допоміжні репродуктивні технології – внутрішньоматкову інсемінацію, трансфер гамет до маткової труби; інтрацитоплазматичне введення сперматозоїда; лабораторні методи позбавлення від АСА (відмивання сперматозоїдів; їх магнетичне розділення; застосування імунокульок зі зв’язаними на поверхні антитілами, які сорбують сперматозоїди); терапію ферментами з протеолітичною активністю [25]. Нещодавно було запропоновано призначати комбіноване лікування трансплантацією чоловікам плаценти та гемопоетичних прогеніторних клітин, яке зумовлює позитивний вплив на міжланкові взаємозв'язки імунонейроендокринної системи, забезпечує більшу прохідність через гематотестикулярний бар’єр біологічно активним речовинам. Цим лікуванням досягається імуномодулюючий вплив на чоловічу статеву систему, що проявляється у зниженні активності запального процесу і відповідно в послабленні автоагресії [2].

Сьогодні імуноандрологія, яка вивчає чоловічий фактор непліддя, стала інтегральною наукою. Дослідження антигенів і антитіл виконуються за допомогою складних біохімічних методів, зокрема двонаправленого електрофорезу. На запитання, як буде себе поводити те чи інше антитіло, можна відповісти після проведення глибоких досліджень імуногенетичного грунту виникнення таких їх змін, які впливають на структуру і функцію окремих антигенів. Дослідження HLA-антигенів, асоційованих із впливом на фертильність, розпочалися ще в минулому столітті (Komlos et al., 1977) і досі залишаються контраверсійними. Однак у популяції неплідних чоловіків виявлено групу з HLA-C*01,02,03, які хоча і належать до HLA-антигенів з високим поліморфізмом, не виявляються у здорових плідних чоловіків [39].

Лабораторно-діагностичний алгоритм обстеження чоловіка з порушеннями репродуктивної функції (аспермія, астенозооспермія, олігозооспермія, некроспермія) В начало статьи

Розпочинати обстеження такого пацієнта необхідно з ретельного збору анамнезу хвороби та режиму статевого життя. Якщо перший контакт з ним відбувається у медичному закладі з обмеженими діагностичними можливостями, потрібно провести чоловікові або неплідній парі доступні на даний момент дослідження. До них належать так звані вступні тести для визначення наявності АСА. Ці методи є легкими у виконанні і дають можливість безпосередньо спостерігати за поведінкою сперматозоїда в шийковому слизі, проте інтерпретація їх результатів залишається тяжкою і неоднозначною. До таких тестів належать: контактний тест сперматозоїдів із шийковим слизом; тест пенетрацї сперматозоїдами шийкового слизу; посткоїтальний тест; «ракетоподібний» імуноелектрофорез. Особливо багато дискусій викликає інтерпретація результатів посткоїтального тесту. На його кінцевий результат впливають не лише імунологічні чинники, але й біохімічний склад шийкового слизу та гормональні фактори. Тим не менше проведення таких тестів є необхідним для визначення потреби у подальших, більш глибоких дослідженнях.

На другому рівні обстеження пропонуємо провести такі дослідження:

1. Спермограму (крім кількості сперматозоїдів в 1 мл та у всьому об’ємі еякуляту, обов’язково слід враховувати відсоток дегенеративних форм, наявність лейкоцитів у еякуляті та спермаглютинації, звернути увагу на рН сім’яної рідини).

2. Визначення рівня гормонів: загального тестостерону, пролактину, фолікулостимулюючого і лютеїнізуючого гормонів, естрадіолу.

3. Дослідження каріотипу.

4. Цитогенетичний аналіз (генітальний муковісцидоз та мікроделеції Y-хромосоми).

5. УЗД трансабдомінально або ректально – огляд простати, сім’яних пухирців, яєчок; доплерографія при варикоцеле та гідроцеле.

6. Бакпосів сім’яної рідини на виявлення Neisseria gonorrhoeae, Trichomonas vaginalis, Candida albicans, аеробних та анаеробних бактерій, а також виявлення у зішкребі з уретри методом ПЛР антигенів генітального герпесу типу 2, хламідій, уреаплазми, мікоплазми; визначення у крові антитіл до ВІЛ, вірусів гепатитів B і C.

7. Дослідження ДНК у сперматозоїдах.

8. Визначення АСА, фіксованих на сперматозоїдах (прямий IBT-тест) і циркулюючих у сім’яній рідині та сироватці крові (посередній IBT-тест). Цей метод дає можливість визначити ізотип імуноглобуліну та топографічне місце зв’язування антитіл зі сперматозоїдом.

9. Обстеження факторів природженого імунітету (особливо у чоловіків із затяжними інфекційними процесами).

10. Фенотипування лімфоцитів у чоловіка, визначення їх цитокінпродукуючої здатності.

Підбір методів, їх стандартизація, інтерпретація результатів та діагностична цінність були і залишаються предметом дискусії. Сьогодні тривають пошуки нових, точніших методів обстеження, які найбільше будуть підходити клініцистам. Завершуючи наш огляд, хочемо наголосити, що прийшов той час, коли лікарі-практики повинні більше уваги приділяти лабораторному обстеженню пацієнта. Наш медичний простір заполонили нові різноманітні фармацевтичні препарати. Чимало з них мають здатність впливати на імунітет. Особливо відповідально потрібно ставитися до застосування саме таких препаратів, оскільки вони можуть принести як велику користь, так і, на жаль, не меншу шкоду, якщо їх призначати без попереднього обстеження. Маємо надію, що спільна кропітка робота лікарів-андрологів, сексопатологів та урологів у консилярній співпраці з клінічними імунологами принесе добрі плоди і безперечну користь нашим пацієнтам.

 

Література

1. Галимов Ш.Н., Галимова Э.Ф. Молекулярные механизмы нарушения мужской репродуктивной функции при экстремальных и средовых воздействиях // Андрологія та сексуальна медицина. – 2011. – № 1-2. – С. 48.

2. Мірошников Я.О. Клінічна ефективність комбінованої трансплантації XY-плаценти та прогеніторних гемопоетичних клітин при чоловічому безплідді // Андрологія та сексуальна медицина. – 2011. – № 1-2. – С. 111-113.

3. Чернышов В.П. Иммуноандрология. – К.: Здоров’я, 1983. – 190 с.

4. Чоп’як В.В., Потьомкіна Г.О., Гаврилюк А.М. Лекції з клінічної імунології для практичних лікарів (частина 1). – Л.: Вид-во ЛНМУ ім. Данила Галицького, 2010. – 226 с.

5. Anderson D.J. Cell-mediated immunity and inflammatory processes in male infertility // Arch Immunol Ther Exp (Warsz). – 1990. – № 38 (1-2). – Р. 79-86.

6. Bhushan S., Schuppe H.C., Tchatalbachev S., Fijak M. еt al. Testicular innate immune defense against bacteria // Mol Cell Endocrinol. – 2009. – № 306 (1-2). – Р. 37-44.

7. Bohring C., Krause W. Immune infertility: towards a better understanding of sperm (auto)-immunity. The value of proteomic analysis // Hum Reprod. – 2003. – 18 (5). – Р. 915-924.

8. Busacca M., Fusi F., Brigante C., Doldi N. еt al. Evaluation of antisperm antibodies in infertile couples with immunobead test: prevalence and prognostic value // Acta Eur Fertil. – 1989. – № 20(2). – Р. 77-82.

9. Corradi G., Jaszovszky I. Effect of pyospermia on fertility // Orv Hetil. – 1994. – № 135(11). – Р. 573-576.

D’Cruz O.J., Haas G.G., Wang B.L., DeBault L.E. Activation of human complement by IgG antisperm antibody and the demonstration of C3 and C5b-9-mediated immune injury to human sperm // J Immunol. – 1991. – № 146(2). – Р. 611-620.

D’Cruz O.J., Haas G.G. Beta 2-integrin (CD11b/CD18) is the primary adhesive glycoprotein complex involved in neutrophil-mediated immune injury to human sperm // Biol Reprod. – 1995. – № 53(5). – Р. 1118-1130.

12. Dimitrov D.G., Seriak R., Nouza K., Kinsky R. A quantitative objective method for the evaluation of anti-sperm cell-mediated immunity in humans // J Immunol Methods. – 1992. – № 154(2). – Р. 147-153.

13. Dimitrov D.G., Urbanek V., Zvirina J., Madar J. et al. Correlation of asthenozoospermia with increased antisperm cell-mediated immunity in men from infertile couples // J Reprod Immunol. – 1994. – № 79(1). – Р. 3-12.

14. Donat H., Kastner T., Weise W., Kapitza W., Kropf S. Identification and characterization of immune cells in the ejaculate of infertile and fertile men // Zentralbl Gynakol. – 2002. – № 124(8-9). – Р. 423-428.

15. Golab J., Jakobisiak M., Lasek W. Immunologia. – Warszawa: Wydawnictwo naukowe PWN, 2002. – 567 р.

16. Hales D.B., Diemer T., Hales K.H. Role of cytokines in testicular function // Endocrine. – 1999. – № 10(3). – Р. 201-217.

17. Huleihel M., Levy A., Lunenfeld E., Horowitz S. et al. Distinct expression of cytokines and mitogenic inhibitory factors in semen of fertile and infertile man // Am J Reprod Immunol. – 1997. – № 37(4). – Р. 304-309.

18. Imade G.E., Baker H.W., de Kretser D.M., Hedger M.P. Immunosuppressive activities in the seminal plasma of infertile men: relationship to sperm antibodies and autoimmunity // Hum Reprod. – 1997. – № 12(2). – Р. 256-262.

19. Kamieniczna M., Kurpisz M. Immunobiologia nasienia // Andrologia. – Warszawa: Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2010. – rozdzial 9. – S. 99-119.

20. Koumantakis E., Matalliotakis I., Kyriakou D., Fragouli Y., Relakis K. Increased levels of interleukin-8 in human seminal plasma // Andrologia. – 1998. – № 30(6). – Р. 339-343.

21. Kurpisz M., Alexander N.J. Carbohydrate moieties on sperm surface: physiological relevance // Fertil Steril. – 1995. – № 63(1). – Р. 158-165.

22. Kurpisz M., Kamieniczna M. Immune Chemistry of ASA // Immune infertility. – Springer, 2010. – Р. 79-90.

23. Lombardo F., Gandini L., Dondero F., Lenzi A. Antisperm immunity in natural and assisted reproduction // Hum Reprod Update. – 2001. – № 7(5). – Р. 450-456.

24. Munoz M.G., Witkin S.S. Autoimmunity to spermatozoa, asymptomatic Chlamydia trachomatis genital tract infection and gamma delta T-lymphocytes in seminal fluid from the male partners of couples with unexplained infertility // Hum Reprod. – 1995. – № 10(5). – Р. 1070-1074.

25. Naz R.K. Modalities for treatment of antisperm antibody mediated infertility: novel perspectives // Am J Reprod Immunol. – 2004. – № 51(5). – Р. 390-397.

26. Nikolaeva M.A., Krutskikh A.Y., Korotkova I.V., Golubeva E.L. et al. Antisperm antibodies and sterility: insoluble problem or perspective trend of research? // Bull Exp Biol Med. – 2001. – № 131(1). – Р. 24-28.

27. Paradisi R., Capelli M., Mandini M., Bellavia E. et al. Interleukin-2 in seminal plasma of fertile and infertile men // Arch Androl. – 1995. – № 35(1). – Р. 35-41.

28. Paradisi R., Capelli M., Mandini M., Btllavia E., Flamigni C. Increased levels of interferon-gamma in seminal plasma of infertile men // Andrologia. – 1996. – № 28(3). – Р. 157-161.

29. Paradisi R., Mancini R., Bellavia E., Beltrandi E. et al. T-helper 2 type cytokine and soluble interleukin-2 receptor levels in seminal plasma of infertole men // Am J Reprod Immunol. – 1997. – № 38(2). – Р. 94-99.

30. Primakoff P., Lathrop W., Bronson R. Identification of human sperm surface glycoproteins recognized by autoantisera from immune infertile men, women, and vasectomized men // Biol Reprod. – 1990. – № 42(5-6). – Р. 929-942.

31. Sakamoto Y., Matsumoto T., Mizunoe Y., Haraoka M. еt al. Testicular injury induces cell-mediated autoimmune response to testis // J Urol. – 1995. – № 153(4). – Р. 1316-1320.

32. Saling P.M. Sperm antigens in fertilization // Immunol Allergy Clin North Am. – 1990. – № 10(1). – Р. 149-64.

33. Sedor J., Hirsch I.H. Office based screening of sperm autoimmunity // J Urol. – 1994. – № 152(6Pt1). – Р. 2017-2019.

34. Shohat B., Maayan R., Singer R., Sagiv M. Immunosuppressive activity and polyamine levels of seminal plasma in azoospermic, oligospermic, and normospermic men // Arch Androl. – 1990. – № 24(1). – Р. 41-50.

35. Tremellen K. Oxidative stress and male infertility – a clinical perspective // Hum Reprod Update. – 2008. – № 14(3). – Р. 243-258.

36. Turek P.J., Lipshultz L.I. Immunologic infertility // Urol Clin North Am. – 1994. – № 21(3). – Р. 447-468.

37. Uikova-Gallova Z., Krauz V., Mohamed A.M., Rokyta Z. Immunity to spermatozoa and male fertility // Andrologia. – 1999. – № 31 (9). – Р. 318-319.

38. Varla-Leftherioti M. KIR receptors in infertile couples – data from the 15th International Histocompability Workshop // J Reprod Immunol. – 2011. – № 90. – Р. 137-138. (Abstracts of the 9th Congress of the European Society for Reproductive Immunology).

39. Witkin S.S., Chaudhry A. Relationship between circulating antisperm antibodies in women and autoantibodies on the ejaculated sperm of their partners // Am J Obstet Gynecol. – 1989. – № 161(4). – Р. 900-903.

40. Witkin S.S., Vogel-Roccuzo R., David S.S., Berkeley A. et al. Heterogenity of antigenic determinants on human spermatozoa: relevance to antisperm antibody testing in infertile couples // Am J Obstet Gynecol. – 1988. – № 159(5). – Р. 1228-1231.

 

В начало статьи

 

Поділитися з друзями: