Проблема бесплодия значима и не теряет своей актуальности в мире. Данная ситуация затрагивает около 15% сексуально активных пар, не использующих методы контрацепции, что составляет примерно 48,5 млн пар во всем мире [1]. По данным Российских авторов, роль мужского фактора в бесплодном браке в России может варьироваться от 30 до 50% [2].
Причины ухудшения качества эякулята у ряда мужчин остаются неясными даже после проведения комплексного обследования, что классифицируется как идиопатическая форма бесплодия. В случаях, когда в эякуляте отсутствуют сперматозоиды, диагностируется азооспермия [3].
Распространенность азооспермии в популяции всех мужчин составляет примерно 1%, среди бесплодных мужчин – 7-10%. Необструктивная азооспермия (НОА) является наиболее тяжелой формой бесплодия, при этом до 80% мужчин с НОА классифицируются как идиопатические по своей природе.
В свою очередь обструктивная азооспермия (ОА) не вызывает особых сложностей в диагностике и составляет приблизительно 40-50% всех случаев азооспермии [4–6].
В ряде исследований проводился анализ потенциальных факторов риска, способствующих снижению мужской фертильности. К этим факторам относятся генетические аномалии, иммунологические, эндокринные нарушения, наличие новообразований, сопутствующие системные заболевания, а также врожденные или приобретенные патологии мочеполовой системы [7].
Не менее значимыми факторами, влияющими на мужскую фертильность, являются острые и хронические инфекции урогенитального тракта, которые считаются потенциально обратимыми факторами, влияющими на параметры эякулята. Эти нарушения составляют от 15 до 20% всех зарегистрированных случаев [8–10].
Однако, проведенные исследования у пациентов с мужским фактором бесплодия показали возможную связь заболевания не только с инфекциями, передаваемым половым путем, но и с изменением состава нормальной микробиоты. Изучение микробиома человека представляет большой интерес для научного сообщества во всех областях медицины, в частности, его роли в регуляции специфических функций тканей [11].
Мужской микробиом репродуктивной системы представляет собой сложное сообщество микроорганизмов, обитающих в разных частях мужского организма, включая уретру, предстательную железу и семенные пузырьки. Исследования показывают, что микробиом играет важную роль в поддержании здоровья репродуктивной системы и может влиять на фертильность [12, 13].
Вопрос о наличии микроорганизмов, в частности условно-патогенной флоры, в мужском репродуктивном тракте и их влиянии на фертильность семенной жидкости активно обсуждается в научных кругах. Споры касаются роли микроорганизмов в колонизации мужских мочеполовых органов, а не только их инфицирования, в контексте ухудшения параметров спермы. Некоторые исследователи утверждают, что прямое воздействие патогенных микроорганизмов отрицательно сказывается на морфологии сперматозоидов, что уменьшает их оплодотворяющую способность. В то же время другие ученые указывают на то, что инфекции мужской репродуктивной системы могут нарушать функционирование гематотестикулярного барьера, что приводит к апоптозу клеток сперматогенного эпителия и, как следствие, к развитию аутоиммунного бесплодия [14–17].
Неэффективность лечения мужского бесплодия часто обусловлена множеством факторов, способствующих возникновению данной проблемы. К их числу могут относиться инфекции урогенитального тракта, которые порой не получают должного внимания в процессе диагностики. Проведенные исследования in vitro показали, что бактерии способны оказывать значительное влияние на подвижность сперматозоидов, их функциональную зрелость, качество и состав семенной жидкости. Данные нарушения включают в себя агглютинацию подвижных сперматозоидов, индукцию апоптоза, выработку веществ, ответственных за иммобилизацию, а также нарушение акросомальной реакции [18–22].
В имеющихся на сегодняшний день исследованиях было обнаружено, что определенные микроорганизмы, такие как Lactobacillus iners, Gardnerella vaginalis, Enterococcus faecalis, Escherichia coli и Staphylococcus aureus, могут быть связаны с необструктивной формой азооспермии [23, 24].
Наряду с необструктивной формой азооспермии не меньший интерес научного сообщества вызывает ОА, которая так же влечет за собой репродуктивные потери. В мета-анализах последних десятилетий было доказано, что ОА связана не только с генетической и эндокринной патологией, но и воспалительными заболеваниями, где одну из ведущих ролей занимает патология урогенитального тракта не всегда выявляемая рутинными культуральными методами и зачастую приводящая к обструкции семявыводящих путей, что напрямую связано с изменением таксономической структуры микробиома репродуктивного потенциала мужчин и развитием ОА [3].
С учетом того, что общая эффективность использования вспомогательных репродуктивных технологий составляет лишь 30-35%, становится очевидной важность изучения влияния различных факторов, приводящих к мужскому бесплодию. Наименее изученной и одной из самых обсуждаемых проблем, ассоциированных с мужским бесплодием, является влияние условно-патогенной микрофлоры на снижение мужской фертильности. Это вновь подтверждает актуальность изучения микробиома мужской репродуктивной системы [25].
Наиболее часто инфекции, передаваемые половым путем (ИППП), особенно условно-патогенные, обнаруживаются у людей фертильного возраста. Бессимптомное течение таких инфекций может приводить к структурно-воспалительным изменениям в тканях органов урогенитального тракта, что в конечном итоге ведет к бесплодию. Это подчеркивает важность своевременной диагностики и адекватной терапии [26–28]. Из-за отсутствия полноценных исследований и противоречивости полученных результатов, влияние микробиоты на качество семенной жидкости до сих пор неясно. Большинство исследований в данной области опираются на методы культивирования или полимеразной цепной реакции, ориентированные на конкретные микроорганизмы. Однако такие подходы имеют два основных недостатка: во-первых, множество бактерий невозможно культивировать или идентифицировать, во-вторых, они ограничиваются лишь теми микроорганизмами, на которые направлен тест, не позволяя проводить анализ всей микробиоты, что является преимуществом метода секвенирования нового поколения (NGS).
Цель исследования: проведение сравнительного анализа микробиоты тестикул и уретры у пациентов с ОА, имеющих положительные результаты применения вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ) (рожденные дети), и у пациентов с отрицательным результатом ВРТ и определить таксономическую структуру микробиома, ассоциируемого с фертильностью у пациентов с положительным результатом ВРТ.
Нами исследован и проанализирован биологический материал 24 инфертильных мужчин с ОА, проходивших процедуры ВРТ с 2020 по 2022 год. Успехом считалось наступление беременности у 13 пациентов (группа ВРТ+), не удалость достичь успеха у 11 пациентов (группа ВРТ-).
Критериям включения служили: добровольное информированное согласие пациента на участие в исследовании, возраст старше 18 лет, бесплодие в браке более 1 года при регулярной половой жизни без использования средств контрацепции, отсутствие в анамнезе двусторонних поражений яичек, их гипоплазии, а также отсутствие антибактериальной терапии в течение 3 месяцев, отсутствие варикоцеле, подтвержденного ультразвуковым исследованием органов мошонки с доплерометрией.
В свою очередь, критериями исключения явились: наличие онкологической патологии, ИППП, генетические и эндокринные факторы бесплодия, тяжелая соматическая патология на момент обследования, регулярный прием лекарственных средств, приводящих к развитию бесплодия и гипогонадизма, повышение концентрации простатспецифического антигена (PSA) в сыворотке крови более 4 нг/мл и/или его свободной фракции более 5 нг/мл, психические заболевания, хронический алкоголизм и наркомания, наличие ВИЧ инфекции.
Биологический материал был получен из мазков уретры и путем микрохирургической экстракции сперматозоидов из паренхимы яичка в стерильных условиях в ходе стандартной процедуры извлечения сперматозоидов из яичек (microTESE).
Выделение ДНК выполнялось по стандартной методике, описанной ранее [29]. Исследование бактериального разнообразия тестикулярной ткани и уретры было выполнено с использованием высокопроизводительного NGS.
Статистическую обработку данных выполняли с помощью программы QIIME (версия 1.9.1). Таксономическое альфа-разнообразие оценивали с помощью индекса Симпсона и Шеннона. Таргетный анализ проводился с помощью относительной представленности семейства. Корреляционный анализ был проведен с использованием коэффициента Спирмена. Значение p<0,05 было принято как статистически достоверное.
Сравнительный анализ распределения таксономического состава микробиоты уретры и яичка на уровне фил и семейств был выполнен на основе средних значений по исследуемым группам сравнения в зависимости от исхода ВРТ.
Распределение на уровне фил, представленное на рисунках 1 и 2, указывает на преобладание определенных групп микроорганизмов. В частности, важными могут быть филы Firmicutes, Proteobacteria, Actinobacteria и Bacteroidota, каждая из которых имеет свои уникальные функции. Это может указывать на их ключевую роль в поддержании гомеостаза и защиты от патогенных факторов.



Распределение на уровне бактериальных семейств позволило выделить такие семейства, как Enterobacteriaceae и Burkholderiaceae в ткани яичка, в то время как в уретре основными семействами являются Mycobacteriaceae, Staphylococcaceae, Lactobacillaceae и Peptoniphilaceae (рис. 3 и 4).
В результате проведенного исследования достоверных отличий между индексами альфа-разнообразия (ADV) микробиоты ткани яичка и уретры в группах ОА ВРТи ОА ВРТ+ обнаружено не было. В таблице 1 приведены значения индексов ADV.

У пациентов с ОА с отрицательными результатами ВРТ в микробиоте ткани яичка статистически значима выше относительная представленность 19 бактериальных семейств и снижена по 2 семействам (Mycobacteriales и Legionellacea) по сравнению с пациентами с ОА с положительными результатами ВРТ (рис. 5). В микробиоте уретры статистически значимо снижена представленность 5 семейств (рис. 6).
Таблица 1. Индексы альфа-разнообразия в исследуемых образцах
Table 1. Alpha diversity indices (ADV) in the studied samples
| Биологический образец Biological sample |
Результат ВРТ ART result |
ADV индекс ADV index |
Филогенетическое разнообразие, M±SD Phylogenetic Diversity, M±SD | Индекс Симпсона, M±SD Simpson Index, M±SD |
Индекс Шеннона, M±SD Shannon Index, M±SD |
|---|---|---|---|---|---|
|
Ткань яичка Testicular tissue |
– | 126,3±106,9 | 40,4±60,4 | 0,88±0,11 | 4,7±1,7 |
| + | 73,0±60,3 | 42,0±44,4 | 0,86±0,10 | 4,1±1,2 | |
|
Уретра Urethra |
– | 175,0±251,1 | 114,9±173,8 | 0,81±0,14 | 3,9±1,9 |
| + | 44,5±20,2 | 13,9±10,1 | 0,83±0,14 | 3,6±1,1 |


Результаты корреляционного анализа микробиоты ткани яичка и уретры с клиническими параметрами у пациентов с ОА приведены на рисунке 7 и в таблицах 2 и 3.
Проведенный корреляционный анализ наглядно иллюстрирует коррелирующие взаимосвязи между уровнями ингибина В и характеристиками микробиоты тестикулярной ткани.
Микробиота уретры и яичка является важной частью микробной экосистемы человека, которая играет роль в поддержании здоровья мочеполовой системы и профилактике инфекций. Взаимосвязь между микробиотой мочеполовой системы и репродуктивным здоровьем мужчин, особенно в отношении фертильности и таких состояний, как наиболее тяжелые факторы мужского бесплодия, является новой областью исследований, направленных на понимание того, как микробные сообщества влияют на качество спермы и результаты ВРТ.
Мы сравнили результаты анализа микробиоты у пациентов с ОА с успешным и неудачным ВРТ и не выявили существенных отличий в таксономическом альфа-разнообразии на уровне фил. В контексте отрицательных результатов ВРТ, данные о представленности фил Firmicutes_D и Proteobacteria может свидетельствовать о возможных бактериальных инфекциях или дисбиотических состояниях, которые нарушают нормальное функционирование яичек и влияют на репродуктивную функцию.
Нарушение нормальной микробиоты тестикул может вызывать воспалительные процессы, которые могут сказываться на производстве и функции гормонов, таких как ингибин В и тестостерон. Исследования показывают, что изменения в таксономической структуре микробиоты тестикул могут быть связаны с низкими уровнями ингибина В и тестостерона. Например, таксономические структурные нарушения микробиоты кишечника, за счет определенных биотопов могут угнетать функцию клеток Лейдига, которые отвечают за продуцирование тестостерона [30]. Сравнив наши данные о микробиоте и уровнях ингибина, мы установили, что при увеличении разнообразия микробной флоры тестикулярной ткани наблюдается соответствующий рост уровня ингибина. Это подтверждено данными корреляционного анализа нашего исследования: Beijerinckiaceae r=0,501, p<0,05; o Vicinamibacterales; f UBA2999 r=0,528, p<0,05; Oscillospiraceae r=0,563, p<0,05, Enterobacteriaceae_A r=0,537, p<0,05. Результаты проведенного корреляционного анализа показали положительную коррелятивную связь между уровнями ингибина и характеристиками микробиоты тестикулярной ткани. Это указывает на потенциальное взаимовлияние между нормальной микробиотой и эндокринной функцией тестикул К примеру, определенные виды бактерий могут способствовать производству метаболитов, которые влияют на клеточную сигнализацию и гормональную активность.
Таблица 2. Коэффициенты корреляции Спирмена между бактериальными семействами, выявленными в ткани яичка, и клиническими параметрами пациентов с ОА
Table 2. Spearman’s correlation coefficients between bacterial families identified in testicular tissue and clinical parameters of patients with OA
| Биологический образец Biological sample |
ФСГ FSH |
Гольд Gold |
Тест Test |
ЛГ LH |
Ингибин В Inhibin B |
|---|---|---|---|---|---|
| o Burkholderiales;f SG8-39 | -0,198 | 0,215 | 0,058 | 0,276 | 0,463* |
| Listeriaceae | -0,107 | 0,178 | -0,011 | 0,204 | 0,433* |
| Pasteurellaceae | -0,104 | 0,165 | 0,061 | 0,239 | 0,368* |
| Streptosporangiaceae | -0,181 | 0,163 | 0,111 | 0,203 | 0,376* |
| Beijerinckiaceae | -0,214 | 0,008 | 0,000 | 0,196 | 0,417* |
| o Vicinamibacterales;f UBA2999 | -0,246 | 0,315 | 0,083 | 0,194 | 0,501* |
| Xanthobacteraceae | -0,264 | 0,272 | 0,048 | 0,125 | 0,528* |
| Bacteroidaceae | -0,111 | 0,044 | 0,388* | 0,218 | 0,459* |
| Rhodanobacteraceae | -0,387* | 0,324 | 0,190 | -0,018 | 0,458* |
| Bacillaceae_H | -0,328 | 0,250 | 0,209 | -0,042 | 0,371* |
| Acetobacteraceae | -0,342 | 0,310 | 0,332 | -0,184 | 0,381* |
| Aerococcaceae | -0,306 | 0,379* | 0,016 | -0,060 | 0,191 |
| o Bacillales_B;f DSM-18226 | -0,281 | 0,218 | -0,005 | -0,154 | 0,366* |
| Dialisteraceae | -0,113 | -0,006 | 0,075 | 0,053 | 0,489* |
| Peptostreptococcaceae | -0,106 | -0,003 | 0,169 | 0,063 | 0,372* |
| Oscillospiraceae | -0,171 | -0,060 | 0,211 | -0,040 | 0,563* |
| Enterobacteriaceae_A | -0,271 | 0,068 | 0,042 | 0,010 | 0,537* |
| Coriobacteriaceae | -0,035 | -0,142 | 0,085 | 0,162 | 0,479* |
| Coprobacillaceae | -0,125 | -0,126 | 0,136 | 0,085 | 0,430* |
| c Alphaproteobacteria; ; | 0,006 | -0,196 | 0,070 | -0,027 | 0,379* |
| Marinococcaceae | 0,064 | -0,039 | -0,006 | 0,149 | 0,379* |
| Rhodocyclaceae | -0,165 | -0,037 | -0,088 | -0,216 | 0,321 |
| Weeksellaceae | 0,157 | 0,098 | 0,020 | 0,424* | 0,150 |
| Porphyromonadaceae | 0,145 | -0,196 | -0,152 | 0,397* | 0,222 |
| Streptococcaceae | 0,659* | -0,095 | 0,021 | 0,490* | -0,119 |
| Dermabacteraceae | -0,059 | 0,055 | -0,441* | 0,008 | 0,017 |
| Pelagibacteraceae | -0,183 | 0,069 | -0,390* | -0,199 | -0,194 |
| Veillonellaceae | 0,334 | -0,361* | 0,123 | 0,245 | -0,154 |
| Haliangiaceae | 0,173 | -0,431* | 0,298 | 0,048 | -0,297 |
| c Polyangia;.o DRWM01;f JAAZOP01 | 0,209 | -0,437* | 0,132 | 0,025 | -0,381* |
| Ilumatobacteraceae | 0,368* | 0,059 | -0,038 | -0,119 | -0,308 |
| Obscuribacteraceae | 0,060 | -0,390* | -0,138 | -0,225 | -0,328 |
| Burkholderiaceae_A | 0,121 | -0,379* | -0,002 | -0,099 | -0,188 |
| Chitinophagaceae | 0,138 | -0,408* | -0,203 | -0,051 | -0,204 |
Примечание: ФСГ фолликулостимулирующий гормон, Гольд Морфологическая шкала Гольдштейна, Тест. – тестостерон, ЛГ лютеинизирующий гормон. * - статистически достоверные корреляции, p < 0,05
Note: FSH – follicle-stimulating hormone, Gold – Goldstein's morphological scale,, Test – testosterone, LH – luteinizing hormone. * – statistically significant correlations,
p < 0.05
Таблица 3. Коэффициенты корреляции Спирмена между бактериальными семействами, выявленными в уретре и клиническими параметрами пациентов с ОА
Table 4. Spearman’s correlation coefficients between bacterial families identified in the urethra and clinical parameters of patients with OA
| Семейство Family |
ФСГ FSH |
Гольд Gold |
Тест Test |
ЛГ LH |
Ингибин В Inhibin B |
|---|---|---|---|---|---|
| Индекс Симпсона | -0.221 | 0.057 | 0.160 | -0.386* | -0.135 |
| Acetobacteraceae | 0.007 | 0.373* | 0.312 | 0.102 | 0.047 |
| Bifidobacteriaceae | -0.310 | 0.177 | 0.064 | -0.190 | 0.404* |
| Veillonellaceae | -0.220 | -0.099 | 0.075 | -0.290 | 0.400* |
| Mycoplasmoidaceae | -0.084 | 0.007 | -0.375* | -0.242 | 0.175 |
| Actinomycetaceae | 0.149 | -0.397* | -0.086 | -0.021 | -0.186 |
| Leptotrichiaceae | -0.066 | -0.495* | -0.030 | -0.219 | -0.025 |
| Staphylococcaceae | 0.171 | -0.012 | -0.164 | -0.031 | -0.433* |
| Chitinophagaceae | 0.435* | -0.079 | -0.158 | -0.029 | -0.215 |
| Burkholderiaceae_A | 0.419* | -0.150 | -0.260 | 0.012 | -0.241 |
| Obscuribacteraceae | 0.406* | -0.165 | -0.191 | -0.153 | -0.303 |
| Neisseriaceae |
* статистически достоверные корреляции, p < 0,05
* statistically significant correlations, p < 0.05

Микробное разнообразие уретры, как правило, менее сложное по сравнению с другими слизистыми оболочками, такими как кишечник или вагинальная микрофлора. Однако оно может значительно различаться у разных людей и определенные бактериальные сообщества могут коррелировать со здоровьем мочевыводящих путей и репродуктивной системы [31]. Как и другая микробиота в организме, микробиота уретры важна как для поддержания здорового состояния, так и в развитии различных патологических процессов. У здоровых мужчин наиболее распространенными бактериями являются Lactobacillaceae Corynebacteriaceae и Staphylococcaceae [32]. При исследовании микробиоты уретры в группах сравнения нами было выявлено что у пациентов с неудачными результатами ВРТ значительно увеличена относительная представительность фил Actinobacteriacea и Proteobacteria по сравнению с пациентами ВРТ+. Также в группе ВРТдостоверно реже встречаются семейства Burkholderiaceae_A, c_Polyangia; o_DRWM01;_ и Chitinophagaceae. Микробиота уретры может играть защитную роль, предотвращая колонизацию и инфицирование патогенными бактериями. Эта колонизационная резистентность аналогична тому, что наблюдается в других микробных средах организма. Микробиом, вероятно, взаимодействует с местной иммунной системой, помогает поддерживать сбалансированный иммунный ответ и предотвращает хроническое воспаление или инфекцию [33].
Таким образом можно предположить, что дисбаланс в уретральной и репродуктивной микробиоте может быть связан с такими состояниями как азооспермия различного генеза и другими проблемами с фертильностью у мужчин, а также изменение относительной представленности отдельных семейств может потенциально влиять на результаты проведения ВРТ.
Результаты демонстрируют, что нарушения, ассоциированные с обструктивной азооспермией, приводят к изменению относительной представленности отдельных семейств микробиоты уретры и яичек, что оказывает существенное влияние на исходы ВРТ. Практическая значимость этих данных заключается в том, что коррекция микробиоты может стать потенциальной стратегией для улучшения результатов ВРТ у пациентов с обструктивной азооспермией, открывая новые подходы к лечению и повышению фертильности, и позволяет предположить теорию о «микробиоте фертильности тестикул» и впоследствии может играть немаловажную роль при прегравидарной криоконсевации в программах ВРТ и создании новых тестов для отбора сперматозоидов в программах искусственного оплодотворения.
| Прикрепленный файл | Размер |
|---|---|
| Скачать статью | 2.23 Мб |