Как уже отмечалось (см. главу 4), сведения о частоте спонтанных хромосомных аномалий в зрелых сперматозоидах человека могут быть получены при помощи метода FISH либо путем прямого анализа хромосомного набора мужского пронуклеуса после гетерологичного оплодотворения (см. 4.2.2.3).
Основные итоги хромосомного анализа методом FISH с маркированием всех хромосом, за исключением хромосом 19 и 22, позволяют утверждать, что частота гетероплоидных сперматозоидов в норме не превышает 1,5 % [451]. Установлено также, что участие разных хромосом в образовании анеуплоидных сперматозоидов не равноценно. Так, у клинически здоровых доноров частота гетероплоидных сперматозоидов, определенная с помощью ДНК-проб, специфичных к прицентромерным районам хромосом 7 и 18, варьирует в пределах 0,61-0,81 % [420]. Поскольку одноцветная FISH не позволяет отличить дисомные по какой-либо хромосоме сперматозоиды от диплоидных, полученные результаты отражают их суммарную частоту, которая соответствует опубликованным данным для клинически здоровых доноров спермы. Наиболее подвержены нерасхождению хромосомы 1, 9, 16, 21, X и Y [451].
При исследовании в общей сложности более 3 млн спермиев показано, что частота дисомных по разным хромосомам сперматозоидов варьирует в широких пределах у различных групп доноров и пациентов. Существенно, что у пациентов с аномальными морфофункциональными параметрами спермограммы доля гетероплоидных сперматозоидов значительно выше, чем у доноров спермы, причем такая зависимость имеет линейный характер [4].
Методом гетерологичного оплодотворения проанализировано в общей сложности более 20 тысяч хромосомных комплементов зрелых сперматозоидов от здоровых доноров в возрасте от 18 до 65 лет [451]. В этих исследованиях было установлено, что соотношение X- и Y-несущих сперматозоидов у здоровых доноров соответствует теоретически ожидаемому 1:1, а наличие хромосомных аберраций не сказывается на подвижности и оплодотворяющей способности сперматозоидов. При этом частота структурных хромосомных аберраций в зрелых сперматозоидах здоровых мужчин составляет 6-7 %, а частота анеуплоидии 1-4 % [536, 770]. Индивидуальная частота хромосомных аберраций у доноров варьирует от 12-20 %. При этом их большая часть (до 13 %) приходится на структурные аберрации, а самым частым типом аномалий (до 50 %) являются хромосомные разрывы. Далее, в порядке убывания, встречаются ацентрические фрагменты, хромосомные пробелы, дицентрические и маркерные хромосомы, изохромосомы, транслокации, делеции, дупликации и комплексные хромосомные перестройки. Частота и спектр структурных перестроек не зависят от индивидуальных особенностей, а также от условий капацитации [451]. Единственным фактором, увеличивающим частоту аберраций, оказался возраст донора [224, 312]. При этом влияние возраста было показано только для структурных аберраций, но не для численных аномалий [451]. Факторы, влияющие на частоту хромосомных аберраций, возникающих в мейозе, более подробно рассмотрены в главе 6.
Частота анеуплоидных сперматозоидов у здоровых мужчин составляет в среднем 1-4 %, при этом гипогаплоидия превалирует над гипер- гаплоидией (3,3 и 1,7 % соответственно) [451]. Несоответствие частот гипер- и гипогаплоидных сперматозоидов, по-видимому, обусловлено артефактной утратой хромосом в процессе приготовления препаратов, причем чаще утрачиваются мелкие хромосомы и хромосомы из многочисленной группы С (большие субметацентрические хромосомы 6-12).
Суммарные результаты нескольких масштабных исследований [223, 598] свидетельствуют о том, что частота нерасхождения хромосом 21, X, Y, 1, 9 и 16 повышена по сравнению с другими хромосомами, тогда как дисомии 6 и 17 не отмечены ни в одном из 17 998 сперматозоидов, исследованных после гетерологичного оплодотворения. Обращает на себя внимание, что хромосомы с увеличенными гетерохроматиновыми районами (1, 9, 16, Y) чаще других подвержены нерасхождению [451]. Эти результаты подтверждают гипотезу о гетерохроматине как факторе, влияющем на расхождение хромосом [354]. В то же время районы ядрышковых организаторов не оказывают заметного влияния на сегрегацию хромосом, за исключением хромосомы 21. Частота сперматозоидов c анеуплоидией по ядрышкообразующим хромосомам групп D и G вполне сопоставима со средней частотой анеуплоидии по хромосомам других групп [451].
Одной из современных модификаций метода гетерологичного оплодотворения является метод введения спермиев человека непосредственно в овулировавшие яйцеклетки лабораторных мышей. В наших экспериментах проведена инъекция подвижных сперматозоидов от 10 пациентов с нарушением фертильности в ооциты мыши. Всего проанализировано 183 метафазные пластинки мужских пронуклеусов. Суммарная частота гипергаплоидии составила 5,71 %, гипогапло- идии — 8,57 %. Структурные перестройки были единичны (0,4 %) и представлены маркерными, кольцевыми хромосомами и транслокацией. Таким образом, общая частота хромосомных аберраций в зрелых сперматозоидах у мужчин с нарушением фертильности составила около 14 % [193]. Эта величина несколько превышает таковую у здоровых мужчин (~ 10 %), определенную в условиях гетерологичного оплодотворения (см. выше). Интересно отметить, что в отличие от здоровых доноров, доминирующим типом хромосомных аберраций в сперматозоидах у пациентов с нарушением фертильности оказалась анеупло- идия (трисомии и моносомии). Преобладание анеуплоидии в наших исследованиях отчасти обусловлено использованием для инъекций спермиев с аномальной морфологией головки (78 из 183), что косвенно указывает на их пониженную оплодотворяющую способность.
Таким образом, данные различных методов исследования свидетельствуют о том, что у здоровых мужчин до 10 % сперматозоидов несут хромосомную аномалию, причем структурные перестройки встречаются чаще, чем численные.