Генетически обусловленные формы бесплодия у мужчин: основные характеристики и практические аспекты лабораторной диагностики

Генетически обусловленные формы бесплодия у мужчин: основные характеристики и практические аспекты лабораторной диагностики

Автор: Михайленко Дмитрий Сергеевич, Соболь И.Ю., Ефремов Е.А., Аполихин О.И., Танас А.С., Алексеев Б.Я., Немцова М.В.

Журнал: Экспериментальная и клиническая урология @ecuro

Рубрика: Андрология

Статья в выпуске: 1, 2020 года.

Бесплатный доступ

Введение. Бесплодие у мужчин представляет собой актуальную проблему современной андрологии и встречается в той или иной форме в 45% бесплодных браков. После исключения известных экзогенных факторов и системных заболеваний, приводящих к мужскому бесплодию (МБ), в оставшейся когорте пациентов с идиопатическим бесплодием значительная доля случаев обусловлена генетической патологией. Цель. Систематизировать данные о генетических нарушениях, приводящих к снижению фертильности у мужчин, и способах их определения. Материалы и методы. В настоящем обзоре рассмотрены основные генетические формы МБ: хромосомные болезни (синдромы Клейн-фельтера, де ла Шапеля и другие), молекулярно-генетические нарушения (делеции AZF, компаунд-гетерозиготы CFTR, влияние низко-пенетрантных полиморфизмов). Особое внимание уделено применению высокопроизводительного секвенирования (NGS) для выявления герминальных мутаций при МБ в формате секвенирования экзома и таргетных панелей с различным количеством генов...

Еще

Мужское бесплодие, диагностика, генетика, мутация, полиморфизм, днк-диагностика, пцр, секвенирование, генотипирование, хромосомные абберации, точковые мутации

Короткий адрес: https://sciup.org/142224048

IDR: 142224048   |   DOI: 10.29188/2222-8543-2020-12-1-96-104

Список литературы Генетически обусловленные формы бесплодия у мужчин: основные характеристики и практические аспекты лабораторной диагностики

  • Чалый М.Е., Ахвледиани Н.Д., Харчилава Р.Р. Мужское бесплодие. Урология 2017;(2, приложение 2): 4-19. DOI: 10.18565/urol.2017.2-supplement.4-19
  • Kleisch S. Diagnosis of male infertility: diagnostic work-up of the infertile man. Eur Urol Suppl 2014; 13:73-82. DOI: 10.1016/j.eursup.2014.08.002
  • Krausz C., Riera-Escamilla A. Genetics of male infertility. Nat Rev Urol 2018; 15(6):369-84. DOI: 10.1038/s41585-018-0003-3
  • Shiraishi K., Matsuyama H. Klinefelter syndrome: from pediatrics to geriatrics. Reprod Med Biol 2018;18(2):140-50. DOI: 10.1002/rmb2.12261
  • Bonomi M., Rochira V., Pasquali D., Balercia G., Jannini EA, Ferlin A., et al.Klinefelter syndrome (KS): genetics, clinical phenotype and hypogonadism. J. Endocrinol Invest 2017;40(2):123-34. 10.1007/s40618-016-0541-6. PMID: 27644703. DOI: 10.1007/s40618-016-0541-6.PMID
  • Hawksworth DJ, Szafran AA, Jordan PW, Dobs AS, Herati AS. Infertility in patients with Klinefelter syndrome: optimal timing for sperm and testicular tissue cryopreservation. Rev Urol 2018;20(2):56-62. 10.3909/ riu0790.
  • DOI: 10.3909/riu0790
  • Nguyen MH, Morel F., Pennamen P., Parent P., Douet-Guilbert N., Le Bris MJ, et al. Balanced complex chromosome rearrangement in male infertility: case report and literature review. Andrologia 2015;47(2):178-85.
  • DOI: 10.1111/and.12245
  • Chatziparasidou A., Christoforidis N., Samolada G., Nijs M. Sperm aneuploidy in infertile male patients: a systematic review of the literature. Andrologia 2015;47(8):847-60.
  • DOI: 10.1111/and.12362
  • Majzoub A., Arafa M., Starks C., Elbardisi H., Al Said S., Sabanegh E. 46 XX karyotype during male fertility evaluation; case series and literature review. Asian J. Androl 2017;19(2):168-72.
  • DOI: 10.4103/1008-682X.181224
  • Colaco S., Modi D. Genetics of the human Y. chromosome and its association with male infertility. Reprod Biol Endocrinol 2018; 16(1):14.
  • DOI: 10.1186/s12958-018-0330-5
  • Liu XG, Hu HY, Guo YH, Sun YP. Correlation between Y. chromosome microdeletion and male infertility. Genet Mol Res 2016;15(2):gmr.15028426.
  • DOI: 10.4238/gmr.15028426
  • Черных В.Б. AZF делеции - частая генетическая причина бесплодия у мужчин: современное состояние проблемы. Проблемы репродукции 2009;(1):10-15.
  • Nailwal M., Chauhan JB. Azoospermia factor C. subregion of the Y. chromosome. J. Hum Reprod Sci 2017;10(4):256-60. 10.4103/ jhrs.JHRS_16_17.
  • DOI: 10.4103/jhrs.JHRS_16_17
  • Сафина Н.Ю., Яманди Т.А., Черных В.Б., Акуленко Л.В., Боголюбов С.В., Витязева И.И. и др. Генетические факторы мужского бесплодия, их сочетания и спермиологическая характеристика мужчин с нарушением фертильности. Андрология и генитальная хирургия 2018;19(2):40-51.
  • DOI: 10.17650/2070-9781-2018-19-2-40-51
  • Михайленко Д.С., Соболь И.Ю., Сафронова Н.Ю., Симонова О.А., Ефремов Е.А., Ефремов Г.Д. и др. Частота выявления делеций AZF, мутаций CFTR и длинных аллелей CAG-повтора AR при первичной лабораторной диагностике в гетерогенной группе пациентов с мужским бесплодием. Урология 2019;(3):101-7.
  • DOI: 10.18565/urology.2019.3.101-107
  • Делеции локуса AZF. URL: https://www.dna-technology.ru/sites/default/ files/azf_051-3.pdf
  • Aксельрод Э.В., Миронов К.О., Михайленко Д.С., Ефремов Г.Д., Перепечин Д.В., Алексеев Б.Я. и др. Разработка и апробация методики на основе мультиплексной полимеразной цепной реакции в режиме реального времени для определения клинически значимых микроделеций в Y-хромосоме. Клиническая лабораторная диагностика 2018; 63(2): 124-8.
  • DOI: 10.18821/0869-2084-2018-63-2-124-128
  • Набор реагентов для выявления микроделеций в AZF-локусе Y-хромосомы в геноме человека методом ПЦР. URL: http://www.lytech.ru/ product/genetika-cheloveka/mikrodeletsii-azf-lokusa-y-khromosomy/ azf-deletions/.
  • Liu XG, Hu HY, Guo YH, Sun YP. Correlation between Y. chromosome microdeletion and male infertility. Genet Mol Res 2016;15(2):gmr.15028426. 10.4238/gmr. 15028426.
  • DOI: 10.4238/gmr.15028426
  • Никифорова А.И., Абрамов Д.Д., Зобкова Г.Ю., Горяинова А.В., Семыкин С.Ю., Шубина Е. и др. Определение мутаций гена CFTR у детей с муковисцидозом. Вестник РГМУ 2018; 3: 35-41.
  • DOI: 10.24075/vrgmu.2018.037
  • Черных В.Б., Степанова А.А., Бескоровайная Т.С., Сорокина Т.М., Шилейко Л.В., Курило Л.Ф. и др. Частота и спектр мутаций и IVS8-T полиморфизма гена CFTR среди российских мужчин с бесплодием. Генетика 2010; 46(6): 844-52.
  • Yang X., Sun Q., Yuan P., Liang H., Wu X., Lai L., et al. Novel mutations and polymorphisms in the CFTR gene associated with three subtypes of congenital absence of vas deferens. Fertil Steril 2015;104(5):1268-75.e1-2.
  • DOI: 10.1016/j.fertnstert.2015.07.1143
  • Gelfi C., Perego M., Righetti PG, Cainarca S., Firpo S., Ferrari M., et al. Rapid capillary zone electrophoresis in isoelectric histidine buffer: high resolution of the poly-T tract allelic variants in intron 8 of the CFTR gene. Clin Chem 1998;44(5): 906-13.
  • Соловьева Е.В., Татару Д.А., Преда О.Г., Артюхова В.Г., Секира А.Г., Деревьева В.Ю. и др. Мутации гена CFTR у мужчин с бесплодием. Медицинская генетика 2018;17(5):28-38.
  • DOI: 10.25557/2073-7998.2018.05.28-38
  • Salinas DB, Azen C., Young S., Keens TG, Kharrazi M., Parad RB. Phenotypes of California CF newborn screen-positive children with CFTR 5T allele by TG repeat length. Genet Test Mol Biomarkers 2016;20(9):496-503.
  • DOI: 10.1089/gtmb.2016.0102
  • Gottlieb B., Lombroso R., Beitel LK, Trifiro MA. Molecular pathology of the androgen receptor in male infertility. Reprod Biomed Online 2005;10(1):42-8.
  • Xiao F., Lan A., Lin Z., Song J., Zhang Y., Li J., et al. Impact of CAG repeat length in the androgen receptor gene on male infertility - a meta-analysis. Reprod BioMed Online 2016; 33 (1), 39-49.
  • DOI: 10.1016/j.rbmo.2016.03.012
  • Черных В.Б., Руднева С.А., Сорокина Т.М., Шилейко Л.В., Остроумова Т.В., Ермолаева С.А. и др. Влияние CAG-полиморфизма гена андрогенового рецептора (AR) на сперматогенез у мужчин с бесплодием. Андрология и генитальная хирургия 2015; 16(4): 55-61.
  • DOI: 10.17650/2070-9781-2015-16-4-55-61
  • Михайленко Д.С., Бабенко О.В., Кириллова Е.А., Никифорова О.К., Зарецкая Н.В., Курносова Т.Р. и др. Комплексный молекулярно-генетический анализ микроделеций области AZF, мутаций гена CFTR и длины CAG-повтора гена AR у мужчин с бесплодием. Проблемы репродукции 2005;11(6):52-5.
  • Глыбочко П.В., Аляев Ю.Г., Чалый М.Е., Усачёва О.А. Влияние полиморфизма генов глутатионтрансфераз М1 и Т1 на андрогенный статус и качество эякулята после оперативного лечения варикоцеле. Андрология и генитальная хирургия 2013;14(1): 23-26.
  • Wu W., Lu J., Tang Q., Zhang S., Yuan B., Li J., et al. GSTM1 and GSTT1 null polymorphisms and male infertility risk: an updated meta-analysis encompassing 6934 subjects. Sci Rep 2013;3:2258.
  • DOI: 10.1038/srep02258
  • Курашова Н.А., Беляева Е.В., Ершова О.А., Дашиев Б.Г., Баирова Т.А., Колесникова Л.И. Ассоциация полиморфизма генов GSTT1, GSTM1 с бесплодием у мужчин. Урология 2017;(6):38-42. [Kurashova N.A., Belyaeva E.V., Ershova O.A., Dashiev B.G., Bairova T.A., Kolesnikova L.I. Association of polymorphism of GSTT1 and GSTM1 genes with infertility in men. Urologiia = Urology 2017; 6: 38-42. (In Russian)
  • DOI: 10.18565/urology.2017.6.38-42
  • Boehm U., Bouloux PM, Dattani MT, de Roux N., Dode C., Dunkel L., et al. European consensus statement on congenital hypogonadotropic hypogonadism - pathogenesis, diagnosis and treatment. Nat Rev Endocrinol 2015;11(9):547-64.
  • DOI: 10.1038/nrendo.2015.112
  • Stamou MI, Georgopoulos NA. Kallmann syndrome: phenotype and genotype of hypogonadotropic hypogonadism. Metabolism 2018;86:124-34.
  • DOI: 10.1016/j.metabol.2017.10.012
  • Topaloglu AK. Update on the genetics of idiopathic hypoganadotropic hypogonadism. J. Clin Res Pediatr Endocrinol 2017;9(Suppl 2):113-22. 10.4274/jcrpe.2017.S010. PMID: 29280744.
  • DOI: 10.4274/jcrpe.2017.S010.PMID
  • Topaloglu AK, Kotan LD. Genetics of hypogonadotropic hypogonadism. Endocr Dev 2016;29:36-49.
  • DOI: 10.1159/000438841
  • Mirra V., Werner C., Santamaria F. Primary ciliary dyskinesia: an update on clinical aspects, genetics, diagnosis, and future treatment strategies. Front Pediatr 2017;5:135.
  • DOI: 10.3389/fped.2017.00135
  • Oud MS, Volozonoka L., Smits RM, Vissers LE, Ramos L., Veltman JA. A systematic review and standardized clinical validity assessment of male infertility genes. Hum Reprod 2019;34(5):932-41. 10.1093/humrep/ dez022.
  • DOI: 10.1093/humrep/dez022
  • Hussain HM, Murtaza G., Jiang X., Khan R., Khan M., Kakakhel MB, et al. Whole exome sequencing revealed a novel nonsense variant in the GNRHR gene causing normosmic hypogonadotropic hypogonadism in a Pakistani family. Horm Res Paediatr 2019; 91(1): 9-16.
  • DOI: 10.1159/000497114
  • Liu L, Luo H. Whole-Exome sequencing identified a novel compound heterozygous mutation of LRRC6 in a Chinese primary ciliary dyskinesia patient. Biomed Res Int 2018;2018:1854269.
  • DOI: 10.1155/2018/1854269
  • Kim JH, Seo GH, Kim GH, Huh J, Hwang IT, Jang JH, et al. Targeted gene panel sequencing for molecular diagnosis of Kallmann syndrome and normosmic idiopathic hypogonadotropic hypogonadism. Exp Clin Endocrinol Diabetes 2019;127(8):538-44.
  • DOI: 10.1055/a-0681-6608
  • Takeuchi K, Kitano M, Kiyotoshi H, Ikegami K, Ogawa S, Ikejiri M, et al. A targeted next-generation sequencing panel reveals novel mutations in Japanese patients with primary ciliary dyskinesia. Auris Nasus Larynx 2018;45(3):585-91.
  • DOI: 10.1016/j.anl.2017.09.007
  • Boaretto F, Snijders D, Salvoro C, Spalletta A, Mostacciuolo ML, Collura M, et al. Diagnosis of primary ciliary dyskinesia by a targeted next-genera-tion sequencing panel: molecular and clinical findings in Italian patients. J Mol Diagn 2016;18(6):912-22.
  • DOI: 10.1016/j.jmoldx.2016.07.002
  • Andjelkovic M, Minic P, Vreca M, Stojiljkovic M, Skakic A, Sovtic A, et al. Genomic profiling supports the diagnosis of primary ciliary dyskinesia and reveals novel candidate genes and genetic variants. PLoS One 2018;13(10):e0205422.
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0205422
  • Paff T, Kooi IE, Moutaouakil Y, Riesebos E, Sistermans EA, Daniels HJ, et al. Diagnostic yield of a targeted gene panel in primary ciliary dyskinesia patients. Hum Mutat 2018;39(5):653-65.
  • DOI: 10.1002/humu.23403
  • Ion AmpliSeq™ Inherited Disease Panel target gene list. URL: https://tools.thermofisher.com/content/sfs/brochures/C025570_Ion_Inher-ited_Disease_GeneList_Table_C025570.pdf
  • TruSight Inherited Disease Sequencing Panel. URL: https:// emea.illumina.com/content/dam/illumina-marketing/documents/prod-ucts/gene_lists/gene_list_trusight_inherited_disease.xlsx
  • Robay A, Abbasi S, Akil A, El-Bardisi H, Arafa M, Crystal RG, et al. A systematic review on the genetics of male infertility in the era of next-gen-eration sequencing. Arab J Urol 2018;16:53-64. 10.1016/ j.aju.2017.12.003.
  • DOI: 10.1016/j.aju.2017.12.003
  • Laan M. Systematic review of the monogenetic causes of male infertility: the first step towards diagnostic gene panels in the andrology clinic. Hum Reprod 2019;34(5):783-5.
  • DOI: 10.1093/humrep/dez024
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp