Проблемы и перспективы криоконсервации сперматозоидов человека в современной России | Фаниев М.В., Прокопьев Я.В., Кадыров З.А., Фаустова К.В., Черепнев Г.В., Мазитова М.И., Антропова Е.Ю.

Введение

Демографическая ситуация в современной России на протяжении последних 30 лет, к сожалению, оставляет желать лучшего [1] и является одной из наиболее обсуждаемых тем в научном сообществе. За этот отрезок времени было предложено немало рациональных решений по увеличению естественного прироста населения как за счет реализации социальных программ, так и за счет повышения доступности и качества медицинской помощи, внедрения большого числа скрининговых программ [2, 3]. Однако анализ показателей рождаемости и смертности по-прежнему прямо указывает на негативную динамику с явной тенденцией снижения численности населения. Согласно данным Федеральной службы государственной статистики с 1995 г. по настоящее время в стране наблюдается естественная убыль населения. За этот период показатель естественного прироста лишь однажды преодолел нулевой рубеж и поднялся до положительных значений, но не превысил 0,3‰ [4], что никак не помогло выйти из демографического кризиса. Закреплению данной ситуации способствует еще и общемировая тенденция к изменению возрастной структуры населения по регрессивному типу: доля лиц среднего возраста (по классификации ВОЗ 2016 г. это люди 45–59 лет) превышает долю лиц от 0 до 14 лет, такое соотношение неуклонно ведет к очередному провалу репродуктивной реализации и постепенному вымиранию населения. С другой стороны, такие неутешительные показатели связаны с увеличивающимся распространением инфертильности среди репродуктивно активного населения. Согласно актуальной статистике в структуре бесплодия на сегодня мужской фактор занимает до 50%. А за последние 10 лет количество диа­гностируемых случаев мужского бесплодия выросло вдвое [5].

Также отдельно стоит упомянуть небезызвестные события последних лет — пандемию новой коронавирусной инфекции и специальную военную операцию (СВО), которые тестируют красные линии демографии по сей день. СВО оказалась действительно тяжелым ударом для не успевшей зафиксироваться «в плюсе» кривой естественного прироста. Данные события уже значительно повлияли на состояние мужского генофонда в стране. Возможность естественного зачатия для молодых фертильных военнослужащих, еще не успевших реализовать отцовскую функцию, сегодня находится под угрозой, так как привлечение большого числа кадров в зону активных боевых действий ассоциировано, помимо смертности, с травматизацией и инвалидизацией при исполнении боевого долга. Спинальные повреждения, травмы мошонки, психоневрологическая симптоматика — это далеко не полный перечень состояний, риск получения которых военнослужащими сегодня крайне высок [6, 7].

С точки зрения медицины и демографии для государства данные события связаны с колоссальными репродуктивными потерями и снижением и без того низких показателей рождаемости. Сложившаяся ситуация однозначно требует поиска оптимальных решений, направленных на стабилизацию демографических процессов в Российской Федерации и закрепление положительных значений показателя естественного прироста населения. Одним из актуальных способов повышения рождаемости может стать расширение области применения вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ), в том числе и для мужчин. Многообещающая процедура ВРТ с гораздо более обширным списком показаний для применения, нежели в нашей стране принято считать, — это криоконсервация сперматозоидов, которая уже не воспринимается как чрезвычайная мера.

Цель нашей статьи: продемонстрировать, что проблема мужского бесплодия остается нерешенной и требует большего внимания и настойчивого поиска путей ее решения, а также подчеркнуть роль криоконсервации в данном вопросе и показать, что «мужской криопротокол» давно перестал быть «методом отчаяния», а актуальный список причин и показаний для его применения гораздо шире, чем принято считать.

Проведен аналитический обзор научных статей по теме в международных базах данных Pubmed, Elseviewer, Springer. Поисковыми запросами были «криоконсервация», «мужское бесплодие», «отсроченная беременность», «сохранение семенного материала для военных».

Возможности применения криоконсервации

В современном мире криоконсервация сперматозоидов получила достаточно широкое распространение [8]. Ценность данной процедуры заключается в возможности экстракорпорального оплодотворения и отложенной беременности для пар, страдающих от мужского фактора бесплодия по различным причинам, первое место среди которых на протяжении уже более 40 лет занимает онкологическая патология, связанная с поражением органов репродуктивной системы, а также проведением химио- и радиотерапии [9–11]. Согласно последним научным исследованиям, как развитие злокачественных новообразований, так и противоопухолевая терапия оказывают фатальный эффект на качество спермы и могут приводить к олиго- и азооспермии, а также фрагментации ДНК сперматозоидов, разрушению клеток Лейдига и Сертоли, в связи с чем сохранение семенного материала крайне рекомендовано таким пациентам [12].

Однако, несмотря на большую долю онкологических пациентов среди мужчин, обращающихся к андрологу, циклы ВРТ, связанные с мужским фактором, в том числе и криоконсервация, давно перестали быть «методом отчаяния» и все больше завоевывают внимание и получают положительные отзывы в мировом научном сообществе. Ведь спектр ситуаций, в которых мужчине необходимо сохранение возможности отложенного отцовства, огромен. Это, например, пациенты с урологической патологией — криоконсервация часто рекомендуется при лечении бесплодия, индуцированного варикоцеле или перекрутом яичка. Также данная методика может быть рассмотрена перед предстоящими урогенитальными хирургическими процедурами, предусматривающими обширную резекцию яичка или билатеральную вазэктомию [13, 14]. Спинальные пациенты, мужчины с эректильной дисфункцией, дисморфофобией, психосексуальными расстройствами также могут обратиться к андрологу за сохранением спермы и успешной реализацией отцовства [15].

Криоконсервация широко используется в качестве метода выбора для сохранения сперматозоидов мужчин, страдающих от идиопатического бесплодия, составляющего до 30% от всех причин инфертильности [16]. Одна из часто диа­гностируемых патологий на приеме у андролога — необструктивная азооспермия. Протоколы ведения подобных пациентов предусматривают в основном применение антиоксидантов для улучшения качества спермы, однако последний Кокрейновский обзор не обнаружил доказанной эффективности антиоксидантов в ситуации с мужским бесплодием. Рабочей группой были проанализированы 18 исследований за 30-летний период времени, заканчивая 2019-м годом. В клинических испытаниях в общей сложности приняли участие 6264 субфертильных мужчины в возрасте от 18 до 65 лет. Обзор наглядно продемонстрировал «белые пятна» в изучении антиоксидантов: уровень доказательств этих исследований был оценен как низкий или очень низкий [17]. Такой вывод связан с неубедительностью данных, плохой отчетностью о методах, клинических исходах, частоте живорождений и наступления беременности, а также с большим количеством выбывших до окончания анализа респондентов и малочисленностью исследуемых групп. В связи с этим эффективность консервативного лечения идиопатического бесплодия и попыток восстановить подвижность и число сперматозоидов у таких мужчин гораздо менее оптимальна, нежели превентивное сохранение имеющегося материала с помощью ВРТ, в частности метода криоконсервации.

Отдельно стоит упомянуть применение криоконсервации в донорских программах: она составляет обязательное условие для мужчины — донора спермы. Согласно протоколу применения ВРТ семенные образцы не используются нативно, без предварительного прохождения процедуры заморозки и хранения в криобанке [18, 19].

Здоровые мужчины могут обратиться за заморозкой и инкубацией семенного материала также в целях профилактики возможных проблем с репродуктивным здоровьем из-за воздействия профессиональных вредностей — ионизирующего излучения, токсичных химических веществ или биологических загрязнителей [20].

Наконец, возможность криоконсервации для представителей опасных профессий (военные, спасатели, пожарные) сегодня невероятно актуальна [21]. СВО, несомненно, внесла свой вклад в возросший спрос на использование методик ВРТ. Воспроизведение потомства у сотрудников силовых ведомств — одна из чрезвычайно актуальных тем и для социума, и для научного сообщества, но, к сожалению, она не предается общественной огласке и не обсуждается. Практика превентивной криоконсервации семенного материала у военных широко применяется во многих армиях мира [22], но пока не получила должного распространения в Российской Федерации. Факты садистского отношения со стороны противника к участникам СВО прямо указывают на необходимость принятия решения о создании добровольного банка спермы для личного состава на государственном уровне [23]. Следует отметить, что опции сохранения биологического материала гонад даже при полученных травмах органов репродуктивной системы существуют и успешно применяются в военной инфраструктуре многих стран мира, но в сравнении с превентивным, заблаговременным использованием тканей здоровых, неповрежденных гонад данным методикам отведен субоптимальный статус [24].

Таким образом, мы привели далеко не полный спектр причин и ситуаций, когда использование криоконсервации может стать мерой профилактики снижения рождаемости и преодоления мужского бесплодия.

Сущность методики криоконсервации

Криоконсервация — это серия процедур по сбору, заморозке и долгосрочному хранению интактных живых клеток и тканей. На сегодняшний день развитие технологий хранения спермы позволяет все большему числу пациентов стать отцами. Низкая температура, способствующая остановке метаболической активности клеток, обеспечивает возможность длительного сохранения биологического материала, подвергнутого криоконсервации. Основные методики включают медленную (перепад температуры 0,5–1,0 °C/мин), быструю (50–400 °C/мин) и мгновенную (2500 °C/мин) заморозку, а также витрификацию (перепад температур 20 000 °C/мин) [25–27]. Каждая техника имеет свои преимущества и недостатки.

Хотя криоконсервация как метод ВРТ успешно используется уже на протяжении нескольких десятилетий, техника ее несовершенна и неизбежно несет за собой криотравму. Главную опасность для жизнеспособности клетки всегда представляют два процесса: кристаллизация цитоплазмы и дегидратация клетки. Поэтому сохранность сперматозоидов после криоконсервации зависит в основном от минимизации образования внутриклеточного льда и контроля объема жидкости в клетке и во внеклеточном пространстве. Это достигается путем соблюдения режима скорости замораживания и оттаивания, а также использования крио-протекторов, способных уменьшать количество внутриклеточной жидкости и создавать необходимый осмотический градиент [28, 29].

Согласно данным литературы сперматозоиды были первыми клетками человека, подвергнутыми заморозке, что стало возможным благодаря открытию первого в мире криопротектора — спирта глицерола [30]. С тех времен технологии консервации биоматериала шагнули далеко вперед, и сегодня криопротекторы разделены на классы в зависимости от химического строения, механизма действия и способности проникать через клеточную мембрану. В последние годы все чаще обсуждается эффективность применения сополимеров, образованных представителями нескольких различных классов криопротекторов [31–33]. Во многих исследованиях авторы описывают значительно лучшую жизнеспособность клеток, подвергшихся консервации в многокомпонентных криорастворах в сопоставлении со стандартным протоколом [34].

Важно подчеркнуть, что работа с криопротоколами ведется на стыке нескольких специальностей и успех зависит от грамотного взаимодействия врача уролога-андролога с эмбриологом и медицинским биологом, так как многие тонкости процессов заморозки и длительного хранения спермы выходят за рамки врачебной компетенции и относятся к сферам деятельности данных специалистов.

Следующий немаловажный момент — компетенция самого врача уролога-андролога и его осведомленность не только о спектре показаний к криоконсервации для мужчин, но и о требуемых диа­гностических процедурах перед вхождением пациента в цикл. Широко известное в области репродукции число 30% — это процент успешных циклов ВРТ, завершившихся живорождением [35]. Одна из причин такого невысокого показателя заключается в недостаточном внимании и диа­гностике истинного состояния семенного материала бесплодного мужчины перед применением криоконсервации. Как итог — сперматозоиды после разморозки могут иметь крайне низкую выживаемость и большой процент клеточных повреждений. Это обусловлено недостаточным вниманием со стороны уролога-андролога к диа­гностике качества спермы на подготовительном этапе, что влечет за собой некорректный подбор методики заморозки и криопротекторов эмбриологами и медицинскими биологами. В результате семенной материал оказывается непригодным для использования в оплодотворении. При оценке микрофлоры урогенитального тракта (УГТ), по данным клинических гайд-лайнов последних лет, бесплодным, а также проходящим прегравидарную подготовку парам рекомендован только культуральный анализ эякулята для мужчины и микроскопия нативного мазка для женщины [36, 37]. Однако сегодня, когда в арсенале исследователей и клиницистов уже имеются более точные методы диа­гностики, достоверно известно, что культуральный метод не позволяет в полной мере идентифицировать микробный пейзаж органов УГТ, где содержатся некультивируемые микроорганизмы, в том числе лактобактерии [38–40].

Обсуждение

Современная ситуация с воспроизводством населения в нашей стране характеризуется двумя основными тенденциями. Первая — это вступление в репродуктивный возраст девушек, рожденных на рубеже столетий: в конце 1990-х — начале 2000-х годов, в период, когда рождаемость имела очень низкие показатели. Соответственно, число детей, которых могут родить эти девушки, уже не может быть достаточным для закрытия существующего демографического провала. Вторая тенденция — это вступление Российской Федерации в последнюю фазу демографического перехода, начавшегося в 1991 г. при формировании «русского креста» — пересечения кривых рождаемости и смертности со сменой естественного прироста населения на его убыль. Поэтому принято считать, что именно женский фактор занимает основной сегмент в общей структуре бесплодия. В статистических анализах постоянно отмечается многократная разница между показателями бесплодия среди женщин и среди мужчин, представляющая на 2022 г. по стране в среднем соотношение 12:1. Однако важно отметить, что, с одной стороны, происходит недооценка прироста мужской инфертильности: число бесплодных мужчин с 2011 по 2022 г. выросло вдвое, что, несомненно, связано в том числе и со СВО, а также превышает прирост бесплодных женщин, число которых за указанный промежуток лет увеличилось на треть. С другой стороны, имеет место существенный недоучет случаев мужского бесплодия в первичном звене здравоохранения.

Данные об истинной распространенности мужского фактора бесплодия возможно получить лишь после создания специализированной андрологической службы, которая на сегодня в российском здравоохранении отсутствует. По этой же причине приверженность к участию в программах ВРТ мужчин значительно ниже, чем женщин, хотя именно программы ВРТ на сегодня оказывают наибольшее влияние на рост рождаемости. Согласно последнему отчету Российской ассоциации репродукции человека доля циклов ВРТ, окончившихся родами, за 2020 г. составила 72,6%, общее число проведенных циклов — 148 660, а суммарное количество детей, рожденных в 2020 г. благодаря применению ВРТ, — 34 250. Сопоставив последние два числа, можно понять, что ВРТ сегодня не панацея в борьбе с бесплодием и успешное завершение программ происходит примерно в 30% случаев.

Один из аспектов невысокой результативности ВРТ — недостаточная диа­гностика состояния мужчины на этапе прегравидарной подготовки бесплодной пары перед протоколом ВРТ. Причина все та же — незакрытая брешь в количестве и квалификации специалистов-андрологов. Как результат — низкая выявляемость мужского фактора бесплодия среди населения и скудная осведомленность самих мужчин о возможностях применения ВРТ не только для преодоления уже сформировавшегося бесплодия, но и превентивно — для сохранения возможности отцовства путем более смелого внедрения в практику методик криоконсервации при влиянии неблагоприятных внешних факторов, например для военных, участвующих в СВО.

Заключение

Ввиду неблагоприятной демографической ситуации в Российской Федерации, связанной в определенной степени и с участием большого количества молодых фертильных мужчин в СВО, в качестве актуального способа оптимизации уровня рождаемости может быть рассмотрена методика криоконсервации сперматозоидов.

Замораживание спермы позволяет хранить ее в специально созданных условиях в течение многих лет и дает возможность сохранить пациентам собственный биоматериал в случаях, когда предстоит лечение, которое может негативно отразиться на качестве спермы.

Данная технология применима не только для пациентов, страдающих от бесплодия, заболеваний урологического и онкологического профиля, но и для здоровых мужчин, желающих сохранить свой семенной материал превентивно для реализации отсроченного отцовства. В частности, криоконсервация очень актуальна для представителей опасных профессий — спасателей, пожарных, военных.

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ:

Фаниев Михаил Владимирович — д.м.н., доцент кафед­ры эндоскопической урологии ФПКМР МИ Российского университета дружбы народов; 117198, Россия, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6; ORCID iD 0000-0002-7323-3126.

Прокопьев Ярослав Валерьевич — к.м.н., доцент кафед­ры урологии и нефрологии КГМА — филиал ФГБОУ ДПО РМАНПО Мин­здрава России; 420012, Россия, г. Казань, ул. Муштари, д. 11; ORCID iD 0000-0002-4345-127X.

Кадыров Зиератшо Абдуллоевич — д.м.н., профессор, заведующий кафедрой эндоскопической урологии ФПКМР МИ Российского университета дружбы народов; 117198, Россия, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6; ORCID iD 0000-0002-1108-8138.

Фаустова Карина Валерьевна — клинический ординатор кафед­ры акушерства и гинекологии КГМА — филиал

 ФГБОУ ДПО РМАНПО Мин­здрава России; 420012, Россия, г. Казань, ул. Муштари, д. 11; ORCID iD 0000-0001-8702-0159.

Черепнев Георгий Валентинович — д.м.н., профессор кафед­ры клинической лабораторной диа­гностики КГМА — филиал ФГБОУ ДПО РМАНПО Мин­здрава России; 420012, Россия, г. Казань, ул. Муштари, д. 11; ORCID iD 0000-0001-7924-8356.

Мазитова Мадина Ирековна — д.м.н., профессор кафед­ры акушерства и гинекологии КГМА — филиал ФГБОУ ДПО РМАНПО Мин­здрава России; 420012, Россия, г. Казань, ул. Муштари, д. 11; ORCID iD 0000-0002-9608-2076.

Антропова Елена Юрьевна — к.м.н., доцент кафед­ры акушерства и гинекологии КГМА — филиал ФГБОУ ДПО РМАНПО Мин­здрава России; 420012, Россия, г. Казань, ул. Муштари, д. 11; ORCID iD 0000-0003-4259-5615.

Контактная информация: Фаустова Карина Валерьевна, e-mail: faustova_rina@mail.ru.

Прозрачность финансовой деятельности: никто из авторов не имеет финансовой заинтересованности в представленных материалах или методах.

Конфликт интересов отсутствует.

Статья поступила 11.04.2024.

Поступила после рецензирования 18.04.2024.

Принята в печать 30.04.2024.

ABOUT THE AUTHORS:

Mikhail V. Faniev — Dr. Sc. (Med.), Associate Professor of the Department of Endoscopic Urology, Medical Institute of the RUDN University; 6, Miklukho-Maklaya str., Moscow, 117198, Russian Federation; ORCID iD 0000-0002-7323-3126.

Yaroslav V. Prokopyev — C. Sc. (Med.), Associate Professor of the Department of Urology and Nephrology, Kazan State Medical Academy — Branch of the Russian Medical Academy  of Continuous Professional Education; 11, Mushtari str., Kazan, 420012, Russian Federation; ORCID iD 0000-0002-4345-127X.

Zieratsho A. Kadyrov — Dr. Sc. (Med.), Professor of the Department of Endoscopic Urology, Medical Institute of the RUDN University; 6, Miklukho-Maklaya str., Moscow, 117198, Russian Federation; ORCID iD 0000-0002-1108-8138.

Karina V. Faustova — Clinical Resident of the Department of Obstetrics and Gynecology, Kazan State Medical Academy — Branch of the Russian Medical Academy of Continuous Professional Education; 11, Mushtari str., Kazan, 420012, Russian Federation; ORCID iD 0000-0001-8702-0159.

Georgy V. Cherepnev — Dr. Sc. (Med.), Professor of the Department of Clinical Laboratory Diagnostics, Kazan State Medical Academy — Branch of the Russian Medical Academy of Continuous Professional Education; 11, Mushtari str., Kazan, 420012, Russian Federation; ORCID iD 0000-0001-7924-8356.

Madina I. Mazitova — Dr. Sc. (Med.), Professor of the Department of Obstetrics and Gynecology, Kazan State Medical Academy — Branch of the Russian Medical Academy of Continuous Professional Education; 11, Mushtari str., Kazan, 420012, Russian Federation; ORCID iD 0000-0002-9608-2076.

Elena Yu. Antropova — C. Sc. (Med.), Associate Professor of the Department of Urology and Nephrology, Kazan State Medical Academy — Branch of the Russian Medical Academy of Continuous Professional Education; 11, Mushtari str., Kazan, 420012, Russian Federation; ORCID iD 0000-0003-4259-5615.

Contact information: Karina V. Faustova, e-mail: faustova_rina@mail.ru.

Financial Disclosure: no authors have a financial or property interest in any material or method mentioned.

There is no conflict of interest.

Received 11.04.2024.

Revised 18.04.2024.

Accepted 30.04.2024.