پیش بینی آسیب DNAو کیفیت جنین در لقاح مصنوعی بر مبنای داده های مرکز رویان

کمیته علمی​

دکترمحمد حسین نصراصفهانی
رئیس پژوهشکده زیست فناوری رویان اصفهان
دکتر مرضیه تولایی
عضو هیأت علمی پژوهشکده زیست فناوری رویان اصفهان
دکتر هدی صفایی پور
دکتر حمیدرضا برادران

عضو هیات علمی دانشگاه اصفهان

تیم های راه یافته به مرحله نهائی

براساس سازمان بهداشت جهانی (WHO-2021)، ناباروری به عدم امکان باردار شدن، پس از یکسال تلاش زوجین بدون استفاده از وسایل پیشگیری از باروری، اطلاق می­گردد.۳۰درصد علت ناباروری مربوط به مردان ،۳۰درصد مربوط به زنان،۱۰درصد بصورت مشترک بین زوجین، ۲۵درصد علت ناباروری ناشناخته و ۵ درصد آن مربوط به فاکتور های دیگری می‌باشد. در این چالش هدف پیش بینی آسیب DNA و نتایج باروری در دو زیر مساله مجزاست.

زیرمساله اول:  پیش بینی آسیب DNA با استفاده از ارزیابی نمونه اسپرم و سن مردان

اولین قدم جهت درمان زوجین نابارور، آنالیز نمونه اسپرم می باشد. براساس کتابچه ” آنجه زوجین در رابطه با اسپرموگرام باید بدانند ” تعدادی فاکتور و پارامتر میکروسکوپی و ماکروسکوپی در نمونه اسپرمی مورد بررسی و ارزیابی قرار می‌گیرد .براساس اعلام سازمان جهانی بهداشت  WHO، برای پارامترهای اصلی مانند تعداد اسپرم، غلظت اسپرم، تحرک کل اسپرم، تحرک پیشرونده اسپرم ، بی تحرکی، حجم نمونه و مورفولوژی غیر طبیعی اسپرم حد آستانه هایی تعریف شده است که در صورتی که این پارامترها در محدوده این حدآستانه ها نباشد، نمونه از نظر آن پارامتر یا پارامترها غیرطبیعی تلقی می‌گردد. با این وجود، برخی از افراد دارای نمونه اسپرمی طبیعی براساس معیارهای WHO هستند ولی هنوز علت ناباروری آنها ناشناخته است.

در طی دهه های اخیر، برخی آزمایشگاه ها معتقدند که بررسی سلامت DNA یا ژنوم آنها هم ارزش بسزایی در درمان این افراد نابارور می‌تواند داشته باشد. افزایش سطح آسیب DNA اسپرم علاوه بر آنکه می تواند نتایج درمانی زوجین نابارور از جمله لقاح، کیفیت جنین، حاملگی، و لانه گزینی را تحت تاثیر قرار دهد، می تواند بر روی سلامت نسل بعد هم تاثیر منفی داشته باشد. حال اگر این آسیب با افزایش سن پدر هم همراه باشد، نتیجه درمانی بیشتر تحت تاثیر قرار می گیرد. بعلاوه، گزارشات متعددی صورت گرفته که افزایش آسیب DNA اسپرم با افزایش میزان سقط ارتباط دارد. تست های متعددی جهت ارزیابی آسیب  DNA اسپرم وجود دارد که مهمترین آنها تست TUNEL و SCSA، (DFI وHDS) است.

در روش درمانی  ICSIنمونه اسپرمی و آسیب DNA براساس پروتکل WHO مورد ارزیابی قرار می گردد. سپس با استفاده از روش های آماده سازی اسپرم مانند DGC و Swim up ، اسپرم های طبیعی را از اسپرم های غیرطبیعی جداسازی می­شوند و این اسپرم ها جهت تکنیک  ICSIاستفاده می‌گردد. بنابرین دو دسته نتایج ارزیابی نمونه اسپرمی وجود دارد: نتایج مربوط به ارزیابی اولیه نمونه اسپرمی و نتایج مربوط به ارزیابی نمونه اسپرم پس از انجام روش های آماده‌سازی نمونه اسپرمی می‌باشد .

در این چالش نتایج آنالیز نمونه اسپرم، تست آسیب DNA و برخی خصوصیات شخص مانند سن موجود است که از ۲۵۰ مراجعه کننده مرد به مرکز رویان که کاندید روش درمان ناباروریICSI  بودند جمع آوری شده است.

ویژگی های مربوط به ارزیابی اولیه نمونه اسپرمی شامل موارد زیر هستند:

Semen volume

Sperm concentration

Sperm count

Sperm total motility

Sperm progressive motility

Sperm non-progressive motility

Immotile sperm

Abnormal sperm morphology

 

 ویژگی های مربوط به ارزیابی نمونه اسپرم پس از انجام روش های آماده‌سازی شامل موارد زیر هستند:

Sperm concentration after processing

Sperm total motility after processing

Sperm progressive motility after processing

Abnormal sperm morphology after processing

 

همچنین ویژگی سن پدر با عنوانAge.Male در داده ها مشخص شده است.

ویژگی های هدف که نشان دهنده اسیب DNA هستند به شرح زیر می باشند:

High.DNA.satiability.HDS

Sperm.DNA.fragmentation.SCSAassay

Sperm.DNA.fragmentation.TUNELassay

زیرمساله دوم: پیش بینی  پیش بینی نتایج لقاح، کیفیت جنین، و حاملگی زوجین با استفاده از نتایج اسیب DNA

برای این زیر مساله از بین ۲۵۰زوج زیرمساله اول، داده های درمانی ۱۰۱ زوج جمع آوری و ثبت شده که دارای نتایج حاملگی باشند. داده های زیر مساله دوم علاوه بر موارد موجود در زیر مساله اول شامل ویژگی های زیر هستند:

 

۱. سن مادر(Age.Female)

۲. تعداد کل تخمکی که از مادر گرفته شده است (Number of total oocytes)

۳. تعداد تخمکی که فقط برای درمان ICSI استفاده شده است و آنها بالغ بوده اند(Number of  injected oocytes)

۴. روز بعد ازICSI، تعداد اووسیت هایی که تشکیل پیش هسته نر و ماده را دارد شمارش می‌گردد و تحت عنوان (Number.of.2PN) ذخیره شده است.

اگر تعداد 2PN برای هربیمار تقسیم بر تعداد کل تخمک تزریق شده ضربدر ۱۰۰شود، میزان لقاح یا Fertilization  آن زوج بدست می‌آید که تحت عنوان Fertilization.rate داده شده است.

۵. تعداد جنین ها و کیفیت جنین ها، جنین A بهترین جنین،B متوسط و Cکیفیت نامناسب جنین را نشان می دهند. برای محاسبه درصد جنین ها با کیفیت A,B,C،تعداد هرکدام تقسیم برکل جنین ها شده است تا درصد کیفیت جنین  AوB  و C بدست آید که این محاسبه هم در داده ها موجود می‌باشد. این ویژگی ها با عناوین زیر در داده ها موجودند:

Total.number.of.embryos

Number.of.emabryo.with.gradA

Number.of.emabryo.with.gradB

Number.of.emabryo.with.gradC

Percentage.of.emabryo.with.gradA

Percentage.of.emabryo.with.gradB

Percentage.of.emabryo.with.gradC

 

۶. نتایج حاملگی هر زوج در ستون آخر تحت عنوان Pregnancy.outcomes  وارد شده است عدد یک نشانگر حاملگی مثبت و عدد دو نشانگر حاملگی منفی می باشد.

 

نکات:

1)در روش درمانی  ICSIنمونه اسپرمی و آسیب DNA براساس پروتکل WHO مورد ارزیابی قرار می گردد. سپس با استفاده از روش های آماده سازی اسپرم مانند DGC و Swim up ، اسپرم های طبیعی را از اسپرم های غیرطبیعی جداسازی می­شوند و این اسپرم ها جهت تکنیک  ICSIاستفاده می‌گردد. بنابرین دو دسته نتایج ارزیابی نمونه اسپرمی وجود دارد: نتایج مربوط به ارزیابی اولیه نمونه اسپرمی و نتایج مربوط به ارزیابی نمونه اسپرم پس از انجام روش های آماده‌سازی نمونه اسپرمی می‌باشد .

 

2) از دو روش برای ارزیابی آسیب DNA اسپرم استفاده شد:

الف )TUNEL  نتایج به صورت درصد گزارش شده و در فایل SPSSبه نام sperm DNA fragmentation TUNEL assay می‌باشد .

ب )SCSA  نتایج به صورت درصد SCSA بنام sperm DNA fragmentation SCSA assay و همچنین HDS گزارش شده است.

3) مطالعات متعدد نشان داده‌اند که با افزایش سن مردان، کیفیت و کمیت پارامتر های اسپرمی کاهش  درصورتی که آسیب DNA اسپرم افزایش می‌یابد.