Schuppe HC et al. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Das neue WHO-Laborhandbuch zur Ejakulatdiagnostik: Ändern sich Befundinterpretation und Beratung der Patienten? // WHO laboratory manual for semen analysis. Journal für Reproduktionsmedizin und Endokrinologie - Journal of Reproductive Medicine and Endocrinology 2022; 19 (4): 194-199 Volltext (PDF) Volltext (HTML) Summary Abbildungen
Keywords: ART, Ejakulatanalyse, Infertilität, Referenzwerte, Spermien, Spermiogramm, WHO Das neue WHO-Laborhandbuch zur Ejakulatdiagnostik: Ändern sich Befundinterpretation und Beratung der Patienten?H.-C. Schuppe1, H. M. Behre2, F.-M. Köhn3 Eingegangen und angenommen am 5. September 2022 (verantwortlicher Rubrik-Herausgeber: F.-M. Köhn, München) Aus der 1Sektion Konservative Andrologie, Klinik und Poliklinik für Urologie, Kinderurologie und Andrologie, Universitätsklinikum Gießen und Marburg GmbH – Standort Gießen, Justus-Liebig-Universität Gießen; 2Zentrum für Reproduktionsmedizin und Andrologie, Universitätsklinikum Halle, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg; 3Andrologicum München Korrespondenzadresse: Prof. Dr. med. Hans-Christian Schuppe, Sektion Konservative Andrologie, Klinik und Poliklinik für Urologie, Kinderurologie und Andrologie, Universitätsklinikum Gießen und Marburg GmbH – Standort Gießen, Justus-Liebig-Universität Gießen, D-35385 Gießen, Gaffkystraße 14; E-Mail: Hans-Christian.Schuppe@derma.med.uni-giessen.de Das Ejakulat stellt einen komplexen Spiegel verschiedener Funktionen des männlichen Reproduktionssystems und ihrer Störungen dar. Eine standardisierte Ejakulatuntersuchung ist deshalb unverzichtbarer Bestandteil der andrologischen Diagnostik und liefert essenzielle Informationen über den klinischen Status eines Mannes. In der Beratung von Paaren mit unerfülltem Kinderwunsch werden die Ergebnisse der Ejakulatanalyse zur Abschätzung der Konzeptionswahrscheinlichkeit herangezogen. Die mit der 6. Auflage des WHO-Laborhandbuchs zur Untersuchung des menschlichen Ejakulates aktualisierten Referenzwerte für die Variablen des Basis-Spermiogramms erlauben jedoch keine dichotome Unterscheidung zwischen „fertil“ und „infertil“. Es wird deshalb eine Interpretation der spermatologischen Befunde im Sinne von „decision limits“ empfohlen, die in Zusammenschau mit den klinischen Befunden eine prognostische Einordnung und Festlegung weiterer diagnostischer und therapeutischer Maßnahmen ermöglichen. Schlüsselwörter: ART, Ejakulatanalyse, Infertilität, Referenzwerte, Spermien, Spermiogramm, WHO WHO laboratory manual for semen analysis. The ejaculate reflects in a complex manner the physiological functions and respective disorders of the male reproductive system. Thus, standardized semen analysis is a cornerstone of andrological diagnostic procedures and informs about the clinical status of a male. The results obtained from semen analysis are widely used to estimate fecundability during the management of couple infertility. The revised reference values for basic semen parameters presented in the 6th edition of the WHO laboratory manual for the examination human semen do not allow for a dichotomous categorization of fertile versus infertile men. It is therefore recommended to apply „decision limits“ for interpretation of spermatological results in the context of clinical findings, in order to define prognosis and consider further diagnostic and therapeutic intervention. J Reproduktionsmed Endokrinol 2022; 19 (4): 194–9. Key words: ART, infertility, reference values, semen analysis, spermatozoa, WHO EinleitungInfertilität betrifft weltweit ca. 10–15 % der Paare im reproduktionsfähigen Alter, wobei erhebliche regionale Unterschiede bestehen [1–3]. Hinsichtlich der Ursachen resultiert eine ungewollte Kinderlosigkeit aus weiblichen und/oder männlichen Infertilitätsfaktoren, eine wechselseitige Abhängigkeit der Fortpflanzungsfähigkeit von Mann und Frau ist unbedingt bei der Patientenbetreuung zu beachten [4]. So werden Fertilitätsstörungen bei einem Partner durch optimale reproduktive Funktionen des anderen kompensiert oder aber durch entsprechende Einschränkungen der Fertilität erst evident. In mindestens der Hälfte der Fälle ist mit Fertilitätsstörungen (auch) aufseiten des Mannes zu rechnen, die auf verschiedenste Ursachen zurückzuführen sein können [5–7] (Tab. 1). Die Betreuung des Paares mit unerfülltem Kinderwunsch erfordert deshalb von Beginn an eine interdisziplinäre Zusammenarbeit, primär zwischen Gynäkologie und Andrologie sowie innerhalb der Reproduktionsmedizin/Reproduktionsbiologie und ausgehend davon mit einer Vielzahl anderer Fachrichtungen wie z. B. der Humangenetik. Gemäß den „Richtlinien über künstliche Befruchtung“ des Gemeinsamen Bundesausschusses der Ärzte und Krankenkassen [8] und der „Richtlinie zur Entnahme und Übertragung von menschlichen Keimzellen im Rahmen der assistierten Reproduktion“ der Bundesärztekammer [9] ist in Deutschland eine sorgfältige andrologische Untersuchung des Mannes durch Ärztinnen und Ärzte mit entsprechender fachlicher Qualifikation notwendige Voraussetzung vor einer Behandlung mittels assistierten Reproduktionstechniken (ART) [10]. Hierbei ist die Ejakulatanalyse gemäß der im WHO-Laborhandbuch zur Untersuchung des menschlichen Ejakulates ausführlich dargestellten Empfehlungen ein unverzichtbarer Bestandteil der andrologischen Diagnostik [5–7, 11, 12]. Mit Erscheinen der 6. Auflage des WHO-Manuals [12] ergeben sich nicht nur Neuerungen hinsichtlich der Durchführung des Spermiogramms (siehe Beitrag Köhn und Schuppe in diesem Heft [13]), sondern auch hinsichtlich der Hinweise zur Einordnung und Interpretation der erhobenen Befunde. Diese sollen im Folgenden kritisch diskutiert werden. Ursachen männlicher FertilitätsstörungenIm Anhang der Neuauflage des WHO-Laborhandbuchs (Kap. 8.1 „Interpretation of semen examination results“ [12]) wird der Stellenwert der Ejakulatanalyse für die andrologische Diagnostik und Therapie des Mannes bei einer Paarinfertilität hervorgehoben: „Male factor infertility is due to a wide range of known and unknown causes, meaning that there is a need for better diagnostic evaluation of men in infertile couples. Semen examination can be useful for diagnosis and treatment of such disorders, e.g. for endocrine work-up and follow-up of endocrine treatments, selection of patients for genetic screenings […].“ [12] Diese Feststellung ist nicht neu; es sollte jedoch explizit darauf hingewiesen werden, dass eine ätiopathogenetische Einordnung pathologischer Ejakulatbefunde ohne Anamnese, körperliche andrologische Untersuchung, ggf. ergänzt durch sonografische Verfahren, und einen basalen Hormonstatus nicht möglich ist [10, 14, 15]. Wie im WHO-Manual angesprochen (s. o.), kann zusätzlich eine genetische Diagnostik indiziert sein [10]. Nach ihrer Lokalisation lassen sich Störungen des übergeordneten Hypothalamus-Hypophysen-Systems, Beeinträchtigungen der Spermatogenese infolge einer direkten Hodenschädigung, post-testikuläre Störungen sowie Androgenrezeptor- und Enzymdefekte unterscheiden (Tab. 1) [6, 16]. Darüber hinaus sind primär nicht die Reproduktionsorgane betreffende Erkrankungen und die Einwirkung exogener Noxen zu berücksichtigen. Veränderungen der endokrinen Hodenfunktion, die zu einem Androgenmangel (Hypogonadismus) führen, gehen in der Regel mit einer Infertilität einher, während bei Störungen der Spermatogenese die Androgenproduktion zumeist nicht beeinträchtigt ist. Angesichts der fortschreitenden Identifizierung genetischer Veränderungen im Zusammenhang mit einer Infertilität des Mannes wurde auch eine Einteilung in genetische und nicht-genetisch bedingte Ursachen vorgeschlagen [17]. Patienten mit Fertilitätsstörungen weisen häufig eine Lageanomalie der Hoden in der Vorgeschichte auf (8–17 % der Fälle), weitere häufige Diagnosen sind Infektionen und Entzündungen des Genitaltraktes (10–15 %) und Varikozelen (ca. 15 %) [16, 19]. Nicht selten liegt der eingeschränkten Fertilität jedoch eine komplexe, multifaktorielle Ätiopathogenese zugrunde, die eine diagnostische Einordnung erschwert. In mindestens einem Drittel der Fälle lässt sich auch nach eingehender Diagnostik keine Ursache eruieren („idiopathische Infertilität“); für den klinischen Endpunkt einer verminderten Spermienanzahl im Ejakulat (Oligozoospermie; siehe Tab. 3) reichen entsprechende Angaben sogar bis zu 75 % [19–21]. In der Praxis kann die nosologische Zuordnung des Symptoms „Infertilität“ also erhebliche Schwierigkeiten bereiten [15, 22]. Diagnostische Einordnung der Ergebnisse eines SpermiogrammsDas Ejakulat stellt einen komplexen Spiegel verschiedener Funktionen des männlichen Reproduktionssystems und ihrer Störungen dar [23] (siehe Tab. 1). Das Spermiogramm liefert somit essenzielle Informationen über den klinischen Status eines Mannes und kann zur Identifizierung und Lokalisierung möglicher Ursachen einer Infertilität beitragen (Tab. 2). Neben der differenzialdiagnostischen Einordnung gilt es, den Schweregrad einer Fertilitätsstörung festzustellen und kausale Therapieoptionen zu prüfen (Abb. 1). Fertilitätsstörungen des Mannes gehen in den meisten Fällen mit Einschränkungen der Ejakulatqualität einher, d. h. einer Verminderung der Spermienkonzentration bzw. -gesamtzahl (bis zu einer Azoospermie), einer herabgesetzten Motilität oder einem erhöhten Anteil pathomorpher Spermien [11]. Die genannten Befunde können isoliert auftreten; bei vielen Patienten mit einem pathologischen Spermiogramm liegen jedoch kombinierte Störungen vor [5]. Hochgradig pathologische Spermiogramme mit weniger als 5 × 10? Spermien pro ml finden sich in andrologischen Spezialsprechstunden bei ca. 30 % der Patienten [21]. Die in den früheren Ausgaben definierte und in der andrologisch-reproduktionsmedizinischen Praxis wie in wissenschaftlichen Publikationen einschließlich Leitlinien weithin verwendete Nomenklatur zur Zusammenfassung von Ejakulatbefunden (Tab. 3) wird in der 6. Auflage des WHO-Labormanuals nicht mehr explizit erläutert, gleichwohl auch dort weiterhin im Text verwendet [5, 11, 12]. Diese Entscheidung könnte darauf beruhen, dass Begriffe wie z. B. Oligozoospermie, Asthenozoospermie oder Oligoasthenoteratozoospermie (OAT, z. B. irreführend auch als „OAT-Syndrom“ bezeichnet) vielfach als „Diagnosen“ verwendet werden, obwohl sie lediglich eine Kurzbeschreibung von Laborbefunden darstellen. Diese müssen wie bereits ausgeführt zur ätiopathogenetischen Einordnung und eigentlichen Diagnosestellung im Gesamtzusammenhang der andrologischen Untersuchungsergebnisse betrachtet werden [15] (Tab. 3). Eine kritische Verwendung der oben genannten Nomenklatur erscheint jedoch weiterhin sinnvoll und vertretbar. Bereits in früheren Auflagen des WHO-Manuals wurde zwischen den quasi obligatorischen Standardverfahren, fakultativen Untersuchungen und forschungsrelevanten Methoden unterschieden [11]. Wie im Beitrag von Köhn und Schuppe in diesem Heft dargestellt [13], ergeben sich mit der 6. Auflage relevante Verschiebungen in der Einordnung von Testverfahren als „basic“ oder „extended“ [12], die Auswirkungen auf die Differenzialdiagnostik männlicher Fertilitätsstörungen haben. Der Verzicht auf das einfache Screening auf Spermienantikörper in der Basisdiagnostik erscheint mit Blick auf verfügbare Studiendaten fragwürdig [25]. Angesichts der Prävalenz von Infektionen/Entzündungsreaktionen im Genitaltrakt [26] ist auch die Herausnahme der Bestimmung der Leukozytenzahl im Ejakulat aus der Basisdiagnostik kritisch zu sehen, wenngleich hier Methodik und unterer Grenzwert (10?/ml) kontrovers diskutiert werden [27–29]. Die Möglichkeit der Messung pro-inflammatorischer Zytokine im Ejakulat wird zwar im Kapitel „erweiterte Untersuchungen“ kurz gestreift, hinsichtlich der Ergebnisinterpretation jedoch nicht näher erläutert [12]. Dies gilt gleichermaßen für die Bestimmung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) im Kapitel „fortgeschrittene Untersuchungen“. Störungen der Spermienintegrität und -funktion über Morphologie und Motilität hinaus lassen sich nicht mit Hilfe eines Basis-Spermiogramms erfassen [22]. Breiten Raum nehmen in der 6. Auflage des WHO-Manuals insbesondere verschiedene Testverfahren zur Charakterisierung der Spermien-DNA-Fragmentation ein, obwohl bisher keine ausreichende Standardisierung und Validierung erfolgte und somit keine Empfehlungen zur Anwendung oder diagnostischen Einordnung gegeben werden (siehe Beitrag Nordhoff und Kliesch in diesem Heft [30], [12]). „While measurements made on the whole population of ejaculated spermatozoa cannot define the fertilizing capacity of the few that reach the site of fertilization, ejaculate analysis nevertheless provides essential information on the functional status of the reproductive organs of the individual.“ [12] Prognostischer Stellenwert der Ergebnisse eines SpermiogrammsIn Kapitel 8.1 („Interpretation of semen examination results”) der 6. Auflage des WHO-Laborhandbuchs wird explizit herausgestellt, dass das Manual nicht als Leitlinie zur Indikationsstellung und Auswahl der Therapie bei männlichen Fertilitätsstörungen aufzufassen ist [12], eine Aussage, die jedoch gegenüber der Vorauflage nicht neu ist. An anderer Stelle wird betont, dass die Ejakulatanalyse zusammen mit der klinischen Evaluation des Mannes Grundlage für die weiterführende Untersuchung und Betreuung des Paares mit unerfülltem Kinderwunsch ist. „The most sought-after information is a divide between fertility and infertility.“ [12] Seit vielen Jahren werden in der Beratung des individuellen Paares die Ergebnisse der Ejakulatuntersuchung zur Abschätzung der Konzeptionswahrscheinlichkeit herangezogen [31]. Der Nachweis intakter motiler Spermien mit normaler Morphologie im Ejakulat schließt eine absolute Zeugungsunfähigkeit des Mannes aus. Das Fertilisierungspotenzial sinkt allerdings deutlich bei weniger als 10? motilen, normomorphen Spermien pro Ejakulat und ist nahezu aufgehoben, wenn dieser Wert 30.000 unterschreitet [32]. Andererseits bereitet die Interpretation der Untersuchungsergebnisse häufig Schwierigkeiten, weil auch Männer mit „normaler“ Ejakulatqualität außer Stande sein können, eine Konzeption zu erreichen. Darüber hinaus müssen die erheblichen physiologischen Schwankungen der Ejakulatqualität beachtet werden, die in der 6. Auflage des WHO-Manuals allerdings leider, trotz der hohen klinischen Relevanz, nicht mehr besonders hervorgehoben werden [11, 12, 33]. „It is […] well known that there is a substantial overlap of semen examination results between fertile and infertile men.“ [12] In verschiedenen Kohortenstudien wurden für die Parameter des Basis-Spermiogramms Cut-off-Werte zur Unterscheidung zwischen fertilen und sub- bzw. infertilen Männern beschrieben, die niedriger als die vor 2010 verwendeten, Konsensus-basierten WHO-Referenzwerte liegen (z. B. [34]). Dementsprechend erfolgte ab der 5. Auflage des WHO-Manuals eine evidenzbasierte Berechnung unterer Grenzwerte (5. Perzentile) für die wesentlichen Variablen des Basis-Spermiogramms. Die erweiterte Referenz-Population in der 6. Auflage umfasst nun Daten von über 3500 Männern, bei deren Partnerinnen maximal 12 Monate bis zum Eintritt der Schwangerschaft vergangen waren [12, 24]. Obere Referenzgrenzen erscheinen bei der Beurteilung der Ejakulatqualität nach wie vor nicht relevant. „Lower reference values/percentiles do not represent distinct limits between fertile and subfertile men.” [12] Die evidenzbasierten unteren Grenzwerte als „fertil“ eingestufter Männer für die Bewertung von Spermiogrammbefunden erlauben keine absolute Diskriminierung zwischen „fertil“ und „infertil“. Eine derart dichotome Betrachtungsweise ist allerdings auch nicht in den WHO-Empfehlungen enthalten; es wird vor dieser Überinterpretation gewarnt [11, 12]. Die genannten Referenzgrenzen stellen explizit keine Indikationsbefunde für Maßnahmen der assistierten Reproduktion (ART) dar. Andererseits zeigt eine aktuelle Studie an 788 infertilen Männern, dass sich die Einstufung des Schweregrades der Einschränkungen der Ejakulatqualität durch Anwendung der neuen Referenzgrenzen verschlechtert [35]. „For an individual patient, a semen analysis is never prognostic of fertility, as it is the fertility potential of the couple that defines them as fertile or subfertile.” [12] Für einige Variablen wie Spermienkonzentration und -morphologie findet sich eine nicht-lineare Assoziation mit der Konzeptionswahrscheinlichkeit, entsprechend sind Spermiogrammbefunde eher im Sinne eines Kontinuums und nicht dichotom „normal“ versus „pathologisch“ zu interpretieren [36]. In der 6. Auflage des WHO-Manuals wird deshalb eine Interpretation der spermatologischen Befunde in Zusammenschau mit klinischen Befunden im Sinne von „decision limits“ empfohlen, die auf weitere diagnostische und therapeutische Notwendigkeiten bei dem betroffenen Mann hinweisen, wobei es sich hierbei auch nicht um eine grundlegend neue Betrachtung handelt [12, 34, 37]. Im Einleitungskapitel des Manuals wird darauf hingewiesen, dass die Verteilung der Spermiogrammbefunde fertiler Männer, z. B. der oben genannten Referenzpopulation, nicht für die Etablierung klinisch relevanter „decision limits“ ausreicht [12]. Abgesehen von allgemeinen Literaturhinweisen werden im aktuellen Handbuch jedoch keine konkreten Handreichungen zur Festlegung von „decision limits“ gegeben. „A decision limit is based on clinical and statistical considerations that point to a need for a certain diagnostic or therapeutic intervention.” [12, 38] Eine Verbesserung der prognostischen Aussagekraft einer Ejakulatanalyse soll durch Kombination verschiedener Parameter erreicht werden. So wird im Kapitel „erweiterte Untersuchungen“ die Berechnung von Indizes für multiple morphologische Spermien-Defekte, der Teratozoospermie-Index (TZI; maximal 4 Defekte je pathomorphem Spermium) bzw. der Multiple-Anomalien-Index (MAI; mittlere Anzahl Defekte je pathol. Spermatozoon (Kopf, Mittelstück, Flagellum) beschrieben [12]. Die Ergebnisbereiche für Männer fertiler und infertiler Paare zeigen jedoch ebenso wie Einzelparameter des Basis-Spermiogramms eine erhebliche Überlappung. Sowohl zur Einschätzung der Konzeptionswahrscheinlichkeit als auch des Schweregrades der männlichen Subfertilität erscheint darüber hinaus der „total motile sperm count“ (Produkt aus Volumen, Spermienkonzentration und progressiver Motilität a+b [PR]) geeignet [39–41]. Sowohl der „total motile sperm count“ als auch der Anteil normal geformter Spermien werden von verschiedenen Autoren als Orientierungshilfe bei der Indikationsstellung für ART herangezogen [39, 42, 43] (Abb. 1). Ebenso sind die Ergebnisse der Ejakulatanalyse wesentliche Entscheidungsgrundlage, ob aufseiten des Mannes eine konservative, ggf. medikamentöse Behandlung in Betracht kommt [5]. Interessant sind neuere epidemiologische Studien zu einer möglichen Assoziation zwischen Ejakulatqualität sowie Morbidität und Mortalität. In longitudinalen Studien waren eingeschränkte Spermien-Parameter wie Konzentration/Gesamtzahl mit einem erhöhten Risiko verbunden, langfristig zu erkranken und einer stationären Behandlung zu bedürfen, vor allem wegen kardiovaskulärer Faktoren und Diabetes mellitus [44, 45]. Im Zusammenhang mit männlicher Infertilität wurde auch über ein erhöhtes individuelles und familiäres Risiko berichtet, an Malignomen zu erkranken, wobei hier maligne Keimzelltumoren im Vordergrund stehen [46]. Die Ejakulatanalyse ist somit möglicherweise auch ein aussagekräftiger Biomarker für die allgemeine Gesundheit des Mannes. Fazit für die Praxis
InteressenkonfliktDie Autoren geben an, dass kein Interessenkonflikt besteht. Literatur:
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