Сравнительный анализ микробиоты ткани яичка и уретры у пациентов с азооспермией методом секвенирования нового поколения (NGS)

Цель исследования. Определить роль таксономического бактериального разнообразия микробиоты уретры и тестикулярной ткани в развитии мужской инфертильности с применением метода высокопроизводительного секвенирования нового поколения (NGS).

Материалы и методы. За период с 2018 по 2022 г. нами обследовано 53 пациента, которые были распределены по следующим группам: инфертильные пациенты с необструктивной азооспермией и сопутствующим варикоцеле (n = 13) – группа 1; инфертильные пациенты с обструктивной азооспермией (n = 29) – группа 2; фертильные пациенты с подтвержденным отцовством и патологией яичка, требующей гистологической верификации с целью исключения онкопатологии яичек (n = 11) – группа 3. Каждому пациенту была выполнена TESE с забором тестикулярной ткани и ткани уретры с целью сравнения бактериального пейзажа и контроля чистоты метода. Полученный материал был взят для последующего секвенирования с использованием высокопроизводительного метода (NGS).

Результаты. При проведении статистического анализа в исследуемых группах было установлено, что тестикулярная ткань бесплодных пациентов с обструктивной азооспермией имеет значительно обедненное бактериальное разнообразие по сравнению с группой пациентов с необструктивной азооспермией и сопутствующим варикоцеле. В свою очередь, группа фертильных мужчин является самой разнообразной по своему таксономическому сообществу, что может служить поводом предположить о влиянии микробиома на репродуктивное здоровье.

Обсуждение. Проведенный нами анализ бактериального разнообразия микробиома яичек и уретры у трех групп пациентов показал, что тестикулярная ткань человека не является микробиологически стерильной средой, а также представил новые данные, ассоциированные с тканями яичка, о возможной взаимосвязи мужского бесплодия с тестикулярным микробиомом.

Выводы. Ориентир на качественный и количественный состав тестикулярного микробного сообщества может лечь в основу нового подхода в диагностике и лечении мужского бесплодия, ассоциированного с различными видами азооспермии.

1. Kulchenko N.G., Myandina G.I., Alhejoj H., Azova M.M., Tarasenko E.V. Association of glutathione S-transferase gene polymorphism with risk of male infertility in Moscow. Urologiia. 2021;2:69–73. DOI:10.18565/urology.2021.2.69-73

2. Myandina G. I., Kulchenko N. G., Alhejoj H. The frequency of polymorphism –262 c>t cat gene of infertile men in the moscow region. Medical News of North Caucasus. 2019;14(3):478-481. DOI: 10.14300/mnnc.2019.14116

3. Myandina G. I., Kulchenko N. G., Alhejoj H. Polymorphism G-105A SEPS1 gene and mens’ infertility. Medical News of North Caucasus. 2018;13(3):488-490. DOI: 10.14300/mnnc.2018.13085

4. Santacroce L et all. Testicular Immunity and Its Connection with the Microbiota. Physiological and Clinical Implications in the Light of Personalized Medicine. J Pers Med. 2022 Aug 20;12(8):1335. doi: 10.3390/jpm12081335

5. Sherwood L. et al. Prescott’s Microbiology (9th ed.). 2013; New York: McGraw Hill. pp. 713–721. ISBN 9780073402406. OCLC 886600661

6. Marchesi J.R., Ravel J. The vocabulary of microbiome research: a proposal. Microbiome. 2015; 3:31. PMID: 26229597.DOI:10.1186/s40168-015-0094-5

7. Pasolli E. et al. Extensive Unexplored Human Microbiome Diversity Revealed by Over 150,000 Genomes from Metagenomes Spanning Age, Geography and Lifestyle. Cell. 2019; 176 (3):649-662. DOI: 10.1016/j.cell.2019.01.001

8. Ventimiglia E et all. Extensive Assessment of Underlying Etiological Factors in Primary Infertile Men Reduces the Proportion of Men with Idiopathic Infertility. Front Endocrinol. 2021;12. DOI: 10.3389/fendo.2021.801125.

9. Barratt CLR et al. The diagnosis of male infertility: an analysis of the evidence to support the development of global WHO guidancechallenges and future research opportunities. Hum Reprod Update. 2017 Nov 1;23(6):660-680. doi: 10.1093/humupd/dmx021. PMID: 28981651; PMCID: PMC5850791.

10. European Association of Urology. EAU guidelines on male infertility. https://uroweb.org/wp-content/uploads/EAU-Guidelines-on-MaleInfertility-2019.pdf. Accessed May 2, 2019

11. Урология. Российские клинические рекомендации. Под ред. Ю.Г. Аляева, П.В. Глыбочко, Д.Ю. Пушкаря. М.: Медфорум, 2018. 544 с.

12. WHO laboratory manual for the examination and processing of human semen Sixth Edition. Geneva: World Health Organization; 2021

13. Lundy S. et all. Functional and Taxonomic Dysbiosis of the Gut, Urine, and Semen Microbiomes in Male Infertility. Eur Urol. 2021 Jun;79(6):826-836

14. Sender R., Fuchs S., Milo R. Are We Really Vastly Outnumbered? Revisiting the Ratio of Bacterial to Host Cells in Humans. Cell. 2016; 164 (3): 337–40. PMID: 26824647. DOI: 10.1016/j.cell.2016.01.013

15. Почерников, Д. Г., Галкина, И. С., Постовойтенко, Н. Т., Герасимов, А.М. Сравнительный анализ биотопа эякулята и цервикального канала методом ПЦР-РВ с тестами «Андрофлор» и «Фемофлор» в супружеских парах // Вестник РГМУ. 2017. №2. С. 37–41. DOI: 10.24075/brsmu.2017-02-05

16. Ворошилина, Е.С., Зорников, Д.Л., Иванов, А.В., Почерников, Д.Г., Паначева, Е.А. Микробиота эякулята: кластерный анализ результатов, полученных при исследовании методом ПЦР-РВ // Вестник РГМУ. 2020. №5. С. 66–73. DOI: 10.24075/vrgmu.2020.06410.

17. Почерников, Д. Г., Постовойтенко, Н. Т., Гетьман, В. В., Галкина, И. С. Диагностическая значимость выявления Lactobacillus spp. в эякуляте // Вестник РГМУ. 2020. №3. С. 42–48. DOI: 10.24075/vrgmu.2020.039

18. Boitrelle F. et all. The Sixth Edition of the WHO Manual for Human Semen Analysis: A Critical Review and SWOT Analysis. Life (Basel). 2021;11(12):1368. DOI:10.3390/life11121368.

19. Doroftei B, Ilie OD, Dabuleanu AM, Hutanu D, Vaduva CC. A Retrospective Narrative Mini-Review Regarding the Seminal Microbiota in Infertile Male. Medicina 2022 Aug 7;58(8):1067. DOI: 10.3390/medicina58081067. PMID: 36013533; PMCID: PMC9414835

20. Quigley E.M. Gut bacteria in health and disease. Gastroenterol Hepatol. 2013; 9 (9): 560–9. PMID 24729765

21. Alfano M. et all. Testicular microbiome in azoospermic men-first evidence of the impact of an altered microenvironment. Hum Reprod. 2018 Jul 1;33(7):1212-1217. DOI:10.1093/humrep/dey116.

22. Chen H, Luo T, Chen T, Wang G. Seminal bacterial composition in patients with obstructive and non-obstructive azoospermia. Exp Ther Med. 2018 Mar;15(3):2884-2890. doi: 10.3892/etm.2018.5778. Epub 2018 Jan 19.

23. Caporaso J. G. et al. QIIME allows analysis of high-throughput community sequencing data //Nature methods. – 2010. – Т. 7. – №. 5. – С. 335-336.