Андрология и генитальная хирургия. 2022; 23: 72-84
Исследование влияния инфекции COVID-19 на фрагментацию ДНК в сперматозоидах
https://doi.org/10.17650/2070-9781-2022-23-3-72-84Аннотация
Цель исследования – проанализировать показатели спермограммы и фрагментации ДНК в сперматозоидах (ФДС) у мужчин, перенесших коронавирусную инфекцию COVID-19, и без инфекции в анамнезе.
Материалы и методы. Проанализированы показатели спермограммы и индекс ФДС в 172 образцах эякулята пациентов, обследованных в 2020–2022 гг. На основании данных о наличии или отсутствии инфекции COVID-19 в анамнезе сформированы 3 группы: 1-я группа (n = 16) и 2-я группа (n = 65) – мужчины, перенесшие инфекцию менее чем за 75 дней и более чем за 75 дней до сдачи эякулята соответственно, 3-я группа (сравнения, n = 91) – мужчины, в анамнезе которых отсутствует инфекция. Стандартное спермиологическое исследование выполняли согласно рекомендациям руководства Всемирной организации здравоохранения (2010). ФДС оценивали методом флуоресцентного мечения одно- и двунитевых разрывов ДНК (TUNEL).
Результаты. Количество сперматозоидов с фрагментированной ДНК (индекс ФДС) в 1-й группе варьировало от 2 до 48 %, во 2-й группе – от 0,9 до 39 %, в 3-й группе (сравнения) – от 1,3 до 52,9 %. Среднее количество гамет с разрывами ДНК в 1-й группе (11,7 ± 3,3 %) было больше, чем во 2-й группе (10,6 ± 0,8 %) и в группе сравнения (10,7 ± 0,8 %), но без статистически значимого различия. Доля пациентов, у которых индекс ФДС превышал референсное значение (≤15 %), в 1, 2 и 3-й группах составила 18,8; 13,8 и 18,7 % соответственно. Количество прогрессивно подвижных (PR) и морфологически нормальных сперматозоидов во 2-й группе было статистически значимо больше, чем в группе сравнения (22,5 ± 1,6 % против 18,0 ± 1,2 % и 5,52 ± 0,47 % против 4,03 ± 0,31 % соответственно).
Заключение. У мужчин, обследованных в срок менее 75 дней после заболевания COVID-19, содержание сперматозоидов с фрагментированной ДНК выше, чем у пациентов, перенесших COVID-19 более чем за 75 дней до сдачи эякулята, и мужчин, в анамнезе которых отсутствует данная инфекция. В 1-й группе повышенный индекс ФДС отмечали преимущественно у пациентов, перенесших заболевание средней степени тяжести.
Список литературы
1. Agarwal А., Said T.M. Role of sperm chromatin abnormalities and DNA damage in male infertility. Hum Reprod Update 2003;9(4):331–45. DOI: 10.1093/humupd/dmg027
2. Simon L., Castillo J., Oliva R., Lewis S.E. Relationships between human sperm protamines, DNA damage and assisted reproduction outcomes. Reprod Biomed Online 2011;23(6):724–34. DOI: 10.1016/j.rbmo.2011.08.010
3. Muratori M., De Geyter C. Chromatin condensation, fragmentation of DNA and differences in the epigenetic signature of infertile men. Best Pract Res Clin Endocrinol Metab 2019;33(1):117–26. DOI: 10.1016/j.beem.2018.10.004
4. Muratori M., Tamburrino L., Marchiani S. et al. Investigation on the origin of sperm DNA fragmentation: role of apoptosis, immaturity and oxidative stress. Mol Med 2015;21(1):109–22. DOI: 10.2119/molmed.2014.00158
5. WHO laboratory manual for the Examination and processing of human semen. 5th edn. WHO, 2010.
6. Хаят С.Ш., Брагина Е.Е., Арифулин Е.А. и др. Фрагментация ДНК сперматозоидов у мужчин разного возраста. Андрология и генитальная хирургия 2019;20(4):39–44. DOI: 10.17650/2070-9781-2019-20-4-39-44
7. Chang Y.H. Biostatistics 101: data presentation. Singapore Med J 2003;44(6):280–5. PMID: 14560857.
8. Гржибовский А.М. Анализ количественных данных для двух независимых групп. Экология человека 2008;(2):54–61.
9. Hajizadeh Maleki B., Tartibian B. COVID-19 and male reproductive function: a prospective, longitudinal cohort study. Reproduction 2021;161(3):319–31. DOI: 10.1530/REP-20-0382
10. Holtmann N., Edimiris P., Andree M. et al. Assessment of SARS-CoV-2 in human semen-a cohort study. Fertil Steril 2020;114(2):233–8. DOI: 10.1016/j.fertnstert.2020.05.028
11. Fan C., Lu W., Li K. et al. ACE2 expression in kidney and testis may cause kidney and testis infection in COVID-19 patients. Front Med (Lausanne) 2021;7:563893. DOI: 10.3389/fmed.2020.563893
12. Haghpanah A., Masjedi F., Alborzi S. et al. Potential mechanisms of SARS-CoV-2 action on male gonadal function and fertility: current status and future prospects. Andrologia 2021;53(1):e13883. DOI: 10.1111/and.13883
13. Li X., Lu H., Li F. et al. Impacts of COVID-19 and SARS-CoV-2 on male reproductive function: a systematic review and meta-analysis protocol. BMJ Open 2022;12(1):e053051. DOI: 10.1136/bmjopen-2021-053051
14. Moryousef J., Alkandari M.H., Zini A. Case – Sperm DNA fragmentation associated with COVID-19 infection. Can Urol Assoc J 2022;16(5):Е301–Е3. DOI: 10.5489/cuaj.7721
15. Ma L., Xie W., Li D. et al. Evaluation of sex-related hormones and semen characteristics in reproductive-aged male COVID-19 patients. J Med Virol 2021;93(1):456–62. DOI: 10.1002/jmv.26259
16. Сорокина Т.М., Брагина Е.Е., Сорокина Е.А. и др. Влияние перенесенной инфекции COVID-19 на спермиологические показатели мужчин с нарушением фертильности. Андрология и генитальная хирургия 2021;22(3):25–33. DOI: 10.17650/1726-9784-2021-22-3-25-33
17. Сорокина Т.М., Брагина Е.Е., Сорокина Е.А. и др. Оценка и сравнительный анализ спермиологических показателей у мужчин до и после вакцинации препаратом «Спутник V» (Гам-КОВИД-Вак). Андрология и генитальная хирургия 2021;22(4):45–53. DOI: 10.17650/1726-9784-2021-22-4-45-53
Andrology and Genital Surgery. 2022; 23: 72-84
Investigation of the effect of COVID-19 infection on sperm DNA fragmentation
https://doi.org/10.17650/2070-9781-2022-23-3-72-84Abstract
Aim. To compare sperm parameters and the DNA fragmentation in patients after the COVID-19 infection and in men without a history of infection.
Materials and methods. Sperm parameters and DNA fragmentation index were evaluated in 172 patients examined in 2020–2022. Based on the data on COVID-19 infection in the anamnesis, the patient’s cohort was divided into three groups: group 1 (n = 16) and group 2 (n = 65) – patients who had an infectious disease less than 75 days and more than 75 days before the delivery of the ejaculate, respectively, and group 3 (control, n = 91) – men have no coronavirus infection. A standard semen examination was performed according by the WHO guidelines (2010) recommendation. Sperm DNA fragmentation was evaluated by fluorescent labeling of single- and double-strand DNA breaks (TUNEL method).
Results. The percentage of spermatozoa with fragmented DNA in group 1 varies from 2 to 48 %, in group 2 – from 0.9 to 39 %, in group 3 (control group) – from 1.3 to 52.9 %. The average number of gametes with DNA breaks in group 1 (11.7 ± 3.3 %) is greater than in group 2 (10.6 ± 0.8 %) and in group 3 (10.7 ± 0.8%), but without a statistically significant differences. The proportions of patients whose DNA fragmentation index exceeds the reference value (≤15 %) in groups 1, 2 and 3 are 18.8; 13.8 and 18.7 %, respectively. The count of progressively motile (PR) and morphologically normal spermatozoa in group 2 is statistically significantly greater than in group 3 (22.5 ± 1.6 % vs 18.0 ± 1.2 % and 5.52 ± 0.47 % vs 4.03 ± 0.31 %, respectively).
Conclusion. The content of sperm with fragmented DNA is higher in men examined less than 75 days after COVID-19 disease, than in patients, examined more than 75 days after COVID-19 and in men who have no history of this infection. In group 1 an increased DNA fragmentation index was noted mainly in patients who had suffered from the disease in a moderate form.
References
1. Agarwal A., Said T.M. Role of sperm chromatin abnormalities and DNA damage in male infertility. Hum Reprod Update 2003;9(4):331–45. DOI: 10.1093/humupd/dmg027
2. Simon L., Castillo J., Oliva R., Lewis S.E. Relationships between human sperm protamines, DNA damage and assisted reproduction outcomes. Reprod Biomed Online 2011;23(6):724–34. DOI: 10.1016/j.rbmo.2011.08.010
3. Muratori M., De Geyter C. Chromatin condensation, fragmentation of DNA and differences in the epigenetic signature of infertile men. Best Pract Res Clin Endocrinol Metab 2019;33(1):117–26. DOI: 10.1016/j.beem.2018.10.004
4. Muratori M., Tamburrino L., Marchiani S. et al. Investigation on the origin of sperm DNA fragmentation: role of apoptosis, immaturity and oxidative stress. Mol Med 2015;21(1):109–22. DOI: 10.2119/molmed.2014.00158
5. WHO laboratory manual for the Examination and processing of human semen. 5th edn. WHO, 2010.
6. Khayat S.Sh., Bragina E.E., Arifulin E.A. i dr. Fragmentatsiya DNK spermatozoidov u muzhchin raznogo vozrasta. Andrologiya i genital'naya khirurgiya 2019;20(4):39–44. DOI: 10.17650/2070-9781-2019-20-4-39-44
7. Chang Y.H. Biostatistics 101: data presentation. Singapore Med J 2003;44(6):280–5. PMID: 14560857.
8. Grzhibovskii A.M. Analiz kolichestvennykh dannykh dlya dvukh nezavisimykh grupp. Ekologiya cheloveka 2008;(2):54–61.
9. Hajizadeh Maleki B., Tartibian B. COVID-19 and male reproductive function: a prospective, longitudinal cohort study. Reproduction 2021;161(3):319–31. DOI: 10.1530/REP-20-0382
10. Holtmann N., Edimiris P., Andree M. et al. Assessment of SARS-CoV-2 in human semen-a cohort study. Fertil Steril 2020;114(2):233–8. DOI: 10.1016/j.fertnstert.2020.05.028
11. Fan C., Lu W., Li K. et al. ACE2 expression in kidney and testis may cause kidney and testis infection in COVID-19 patients. Front Med (Lausanne) 2021;7:563893. DOI: 10.3389/fmed.2020.563893
12. Haghpanah A., Masjedi F., Alborzi S. et al. Potential mechanisms of SARS-CoV-2 action on male gonadal function and fertility: current status and future prospects. Andrologia 2021;53(1):e13883. DOI: 10.1111/and.13883
13. Li X., Lu H., Li F. et al. Impacts of COVID-19 and SARS-CoV-2 on male reproductive function: a systematic review and meta-analysis protocol. BMJ Open 2022;12(1):e053051. DOI: 10.1136/bmjopen-2021-053051
14. Moryousef J., Alkandari M.H., Zini A. Case – Sperm DNA fragmentation associated with COVID-19 infection. Can Urol Assoc J 2022;16(5):E301–E3. DOI: 10.5489/cuaj.7721
15. Ma L., Xie W., Li D. et al. Evaluation of sex-related hormones and semen characteristics in reproductive-aged male COVID-19 patients. J Med Virol 2021;93(1):456–62. DOI: 10.1002/jmv.26259
16. Sorokina T.M., Bragina E.E., Sorokina E.A. i dr. Vliyanie perenesennoi infektsii COVID-19 na spermiologicheskie pokazateli muzhchin s narusheniem fertil'nosti. Andrologiya i genital'naya khirurgiya 2021;22(3):25–33. DOI: 10.17650/1726-9784-2021-22-3-25-33
17. Sorokina T.M., Bragina E.E., Sorokina E.A. i dr. Otsenka i sravnitel'nyi analiz spermiologicheskikh pokazatelei u muzhchin do i posle vaktsinatsii preparatom «Sputnik V» (Gam-KOVID-Vak). Andrologiya i genital'naya khirurgiya 2021;22(4):45–53. DOI: 10.17650/1726-9784-2021-22-4-45-53
