Оценка морфологии сперматозоидов: что такое спермограмма по Крюгеру?

В данном материале мы детально рассмотрим, что подразумевает под собой морфологический анализ мужских половых клеток, что представляет собой тест по Крюгеру, какие существуют нормативные значения и критерии оценки, как интерпретировать результаты и в каких ситуациях применим порог в 4%.

Введение в анализ морфологии по строгим критериям

Исследование эякулята с оценкой морфологии по Крюгеру (известное также как спермограмма со «строгими» или тайгербергскими критериями) является наиболее востребованным в профильных лабораториях.

Морфологическое строение спермиев — один из ключевых параметров при изучении фертильности мужчины. Наиболее признанный метод оценки — критерии Крюгера, разработанные в середине 80-х годов ХХ века. В их основе лежит морфометрический анализ: измерение каждой части сперматозоида с использованием специального микрометра. Любые пограничные варианты строения причисляются к аномальным.

Согласно последней редакции рекомендаций ВОЗ, пороговое значение доли нормальных форм составляет 4%. Строгие критерии служат надежным биомаркером оплодотворяющей способности спермиев вне зависимости от их концентрации и подвижности.

Существует и другой распространённый формат — «спермограмма по ВОЗ», которая базируется на либеральных подходах 1992 или 1999 гг. Такой метод также применяется в лабораторной диагностике.

Процедура по Крюгеру требует специальных окрасок и компьютерной обработки. Первичная оценка (объем, вязкость, подвижность, количество) производится сразу после получения образца, тогда как морфологический анализ выполняется позже, при необходимости с отмывкой и разбавлением. Каждый сперматозоид визуально оценивается и измеряется опытным специалистом. Это трудоёмкий процесс, поэтому результат нельзя получить в день сдачи.

Комплексный анализ эякулята

Исследование семенной жидкости включает несколько блоков:

• Физико-химические параметры.
• Количество спермиев, их жизнеспособность и подвижность. Именно эти характеристики наиболее значимы для наступления беременности. В ряде лабораторий дополнительно рассчитывают TMSC — суммарное число подвижных сперматозоидов в порции эякулята.
• Подсчёт лейкоцитов — важнейший маркер воспалительных процессов в репродуктивной системе мужчины.
• Оценка морфологии: описание внешнего вида, размеров и формы структур, подсчёт доли нормальных и патологических форм. Данный параметр помогает прогнозировать шансы на зачатие как естественным путём, так и с применением ВРТ.

Выделяют генетически обусловленные морфологические аномалии (глобозооспермия, макроцефалия, синдром «безголовых» спермиев, дисплазия фиброзной оболочки), а также обратимые изменения, спровоцированные стрессом (физическим, психоэмоциональным, экологическим), которые проходят после устранения причины.

Морфологический анализ — важнейшая часть обследования бесплодной пары. Согласно международным стандартам и концепции «потенциала фертильности», такая пара должна проходить углублённую диагностику.

Потенциал фертильности пары — это вероятность зачатия с учётом максимально возможного числа выявленных и скорректированных факторов. При лечении, направленном на улучшение репродуктивного здоровья каждого партнёра, общий потенциал возрастает. Бесплодная пара обследуется как единое целое, и план терапии разрабатывается на основе результатов обоих супругов.

Что такое «нормальный сперматозоид» по Крюгеру?

В процессе сперматогенеза клетка претерпевает сложные превращения: реорганизацию ядра, формирование и правильное расположение акросомы, сборку элементов хвоста, перестройку цитоплазмы и, наконец, выход в просвет семенных канальцев. Микроскопия показывает, что сперматозоиды человека крайне неоднородны. Поэтому вопрос определения нормы является ключевым.

Термин «нормальные сперматозоиды по Крюгеру» означает, что клетка прошла жёсткий отбор согласно строгим (тайгербергским) критериям. Эти критерии, опубликованные Крюгером в 1986 году, касаются размера, формы и внутреннего строения. В основе вновь лежит морфометрический анализ.

Требования к нормальной клетке:

• Головка гладкая, овальной формы, с акросомой, занимающей 40–70% её площади.
• Размеры головки: длина 5–6 мкм, ширина 2,5–3,5 мкм.
• Отсутствие дефектов шейки, хвоста и крупных цитоплазматических капель.

В отличие от других классификаций, метод Крюгера не допускает отнесения пограничных форм к нормальным.

Сравнение подходов: спермограмма по Крюгеру и по стандартам ВОЗ

ВОЗ выпустила несколько редакций руководств по исследованию эякулята. Критерии ВОЗ приняты во многих репродуктивных лабораториях мира. В настоящее время в нашей стране сосуществуют две основные классификации:

1. Строгая морфология (по Крюгеру, или ВОЗ 2010 г.) — тема данной статьи.
2. «Спермограмма по ВОЗ» — либеральные критерии редакций 1992 и 1999 годов.

Либеральные критерии (исторический экскурс)

За последние 70 лет создано несколько систем оценки морфологии. Ранние работы появились в 1930-х годах. Далее история разделилась на либеральный подход (1950-е) и строгий (тайгербергский).

• Маклауд и Голд считали нормальными все клетки без явных дефектов головки.
• Элиассон (1971) ввёл акцент на размерах, разделив аномалии на три группы: головки, средней части и хвоста. Нормальная головка должна была иметь правильную овальную форму. Однако биологического или клинического обоснования этих размеров не было.

Первые издания ВОЗ

• 1-е издание (1980) — средняя доля нормальных форм 80,5% (основано на работах Маклауда и Элиассона).
• 2-е издание (1987) — норма 50%, изменения разделены на три группы.

Появление строгих (тайгербергских) критериев

В 1980-е годы исследования показали, что сперматозоиды, прошедшие цервикальную слизь, имеют более совершенную морфологию по сравнению с исходным эякулятом. Менквилд с соавторами описали нормальный сперматозоид на основе клеток, проникших через качественную слизь шейки матки.

Определение по Менквилду:

• Ровная головка с акросомой 40–70%.
• Длина головки 3–5 мкм, ширина 2–3 мкм.
• Нет дефектов шейки, средней части, хвоста.
• Средняя часть прикреплена аксиально, ширина менее 1 мкм, длина примерно в 1,5 раза больше головки.
• Допускаются цитоплазматические капли менее половины размера головки.
• Хвост ровный, тоньше средней части, не закручен, длина около 45 мкм.
• Пограничные формы головы без грубых дефектов считаются аномальными.

Это определение близко к элиассоновскому, но детальнее описывает акросому и прикрепление шейки. Главное отличие: принцип Элиассона «если сомневаешься — считай нормальным» заменён на «если сомневаешься — считай патологическим». Диапазон нормы очень узок — это ключевая особенность. Такой подход повысил объективность и уменьшил разброс между лабораториями.

Внедрение теста Крюгера в практику

В 1987 году Крюгер с коллегами разделил пациентов на две группы по доле нормальных форм (строгие критерии):

• I группа (25 чел.) — менее 14% нормальных форм.
• II группа (71 чел.) — более 14% нормальных форм.

Частота оплодотворения на ооцит составила 48% и 87% соответственно, а частота беременностей — 4,5% и 18,4%. Это подтвердило прогностическую ценность строгой морфологии.

С тех пор ежегодно публиковалось в среднем 15 работ по использованию строгих критериев. В 1999 году Крюгер отметил, что этот метод прост, экономически эффективен и пригоден для повседневных клинических решений. В 1994 году специалисты из института репродуктивной медицины в Норфолке назвали строгие критерии отличным биомаркером оплодотворяющей способности, не зависящим от подвижности и концентрации. Более поздние тесты с zona pellucida и тесты на связывание подтвердили эти выводы.

Эволюция норм в руководствах ВОЗ

• 3-е издание (1992) — впервые включены строгие критерии. Норма — 30% (эмпирическое значение).
• 4-е издание (1999) — перечислены отклонения, точного описания нет, строгие критерии рекомендованы как основной метод. Референсное значение 14% (по данным ЭКО).
• 5-е издание (2010) — рекомендуется использовать строгие критерии с точным определением нормы. Порог — 4% (5-й процентиль объединённых данных фертильных мужчин).

Почему нормы морфологии снижались?

Главная причина — переход на строгие критерии с отнесением пограничных форм к аномальным. Некоторые авторы также предполагают реальное ухудшение качества спермы из-за экологических факторов. Однако исследование Ariagno et al. (2011), переоценившее старые анализы (1973–1989), не выявило истинного снижения морфологии после поправки на изменение критериев.

Французский подход

Во Франции чаще используют модифицированную классификацию Дэвида, где эталонное значение сначала было 30%, а с 2016 года — 23%, причём субнормальные и пограничные формы относят к норме.

Компьютерные системы для оценки по Крюгеру

С начала 1990-х годов разрабатываются программы автоматического анализа морфологии. Исследование 1993 года показало хорошую корреляцию между системой FERTECH и ручным подсчётом. Работа 1996 года (Hamilton Thorne Research) выявила, что у пациентов с числом подвижных спермиев <10×10⁶ оценка морфологии с помощью IVOS критически важна для прогноза оплодотворения. В 1999 году подтвердили высокую воспроизводимость и точность системы IVOS, подчеркнув необходимость равномерного мазка с концентрацией 5–10 клеток на поле зрения и оптимальной окраски.

Обучение и контроль качества

В 2000-х годах при участии доктора Крюгера были опубликованы работы по внедрению системы обучения и контроля качества при оценке морфологии. Это значительно повысило межлабораторную воспроизводимость.

Тинус Франс Крюгер

Доктор Т.Ф. Крюгер — признанный специалист в области репродуктивной медицины. Его первые публикации (1985 г.) касались сравнения методов ВРТ. В настоящее время он возглавляет Департамент акушерства и гинекологии, а также отдел репродуктивной биологии в Университете Стелленбош (Тайгерберг, ЮАР). Сфера его научных интересов включает ЭКО, инсеминацию, суррогатное материнство, стимуляцию овуляции, оценку фрагментации ДНК сперматозоидов и окислительного стресса в сперме. Он автор многих книг и руководств.

Достижения клиники Tygerberg Fertility Clinic:

• Первый «ребёнок из пробирки» в Южной Африке (1984).
• Первая беременность после криоконсервации эмбрионов (1988).
• Первый ребёнок, зачатый с помощью ИКСИ в Южной Африке (1995).
• Стандартизация международных рекомендаций ВОЗ по исследованию морфологии сперматозоидов.