Андрология и генитальная хирургия. 2024; 25: 120-126
Сравнительный анализ микробиоты ткани яичка и уретры у пациентов с азооспермией методом секвенирования нового поколения (NGS)
https://doi.org/10.62968/2070-9781-2024-25-2-120-126Аннотация
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.
Список литературы
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.
Andrology and Genital Surgery. 2024; 25: 120-126
Comparative analysis of the testicular and uretral microbiota in azoospermia patients using next generation sequencing (NGS)
https://doi.org/10.62968/2070-9781-2024-25-2-120-126Abstract
Aim. To determine the role of taxonomic bacterial diversity of the urethral and testicular microbiota in the development of male infertility using high-throughput next-generation sequencing (NGS).
Material and methods. In the period between 2018 and 2022 we examined 53 patients. Three study groups were formed: Infertile patients with nonobstructive azoospermia and concomitant varicocele (n = 13) – group 1; Infertile patients with obstructive azoospermia (n = 29) – group 2; Fertile patients with confirmed paternity and testicular pathology requiring histological verification to exclude testicular oncopathology (n = 11) – group 3. Each patient underwent TESE with testicular both and urethral tissue sampling in order to compare the bacterial landscape and control the purity of the method. The obtained material was sequenced using a high-throughput method (NGS).
Results.According to our findings, the testicular tissue of obstructive azoospermia patients had significantly depleted bacterial diversity in comparison to nonobstructive azoospermia and concomitant varicocele ones. Also, the fertile group turned out to be the most diverse in its taxonomic community. These results may suggest the bacterial microbiome’s influence on men’s reproductive health.
Discussion.Our urogenital bacterial diversity analysis showed that human testicular tissue is not a microbiologically sterile environment and also presented new data associated with testicular tissue and its possible relations with male infertility.
Conclusion. A focus on the qualitative and quantitative composition of the testicular microbial community may form the new basis in the diagnosis and treatment of male infertility associated with various types of azoospermia
References
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. Urologiya. Rossiiskie klinicheskie rekomendatsii. Pod red. Yu.G. Alyaeva, P.V. Glybochko, D.Yu. Pushkarya. M.: Medforum, 2018. 544 s.
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. Pochernikov, D. G., Galkina, I. S., Postovoitenko, N. T., Gerasimov, A.M. Sravnitel'nyi analiz biotopa eyakulyata i tservikal'nogo kanala metodom PTsR-RV s testami «Androflor» i «Femoflor» v supruzheskikh parakh // Vestnik RGMU. 2017. №2. S. 37–41. DOI: 10.24075/brsmu.2017-02-05
16. Voroshilina, E.S., Zornikov, D.L., Ivanov, A.V., Pochernikov, D.G., Panacheva, E.A. Mikrobiota eyakulyata: klasternyi analiz rezul'tatov, poluchennykh pri issledovanii metodom PTsR-RV // Vestnik RGMU. 2020. №5. S. 66–73. DOI: 10.24075/vrgmu.2020.06410.
17. Pochernikov, D. G., Postovoitenko, N. T., Get'man, V. V., Galkina, I. S. Diagnosticheskaya znachimost' vyyavleniya Lactobacillus spp. v eyakulyate // Vestnik RGMU. 2020. №3. S. 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. – T. 7. – №. 5. – S. 335-336.
