Патологические находки в спермограмме у пациентов, перенёсших COVID-19, и влияние различных вакцин от SARS-COV-2 на сперматогенез

Введение

С момента первоначальной вспышки в декабре 2019 года новая коронавирусная болезнь (COVID-19) быстро распространилась и превратилась в глобальную чрезвычайную ситуацию в области здравоохранения, затрагивающую многие аспекты повседневной жизни людей. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) объявила, что на сегодняшний день COVID-19 подтверждён более чем у 489 миллионов человек во всем мире. Коронавирус, вызвавший эту эпидемию, названный ВОЗ коронавирусом тяжёлого острого респираторного синдрома 2 (SARS-CoV-2), на 79% совпадает с последовательностью человеческого коронавируса SARS-CoV, вызвавшего пандемию атипичной пневмонии в 2002 году [1 – 3].

Аналогично, по сравнению с SARS-CoV, SARS-CoV-2 также использует ангиотензин, превращающий фермент II (ACE2) в качестве рецептора для проникновения в клетки-хозяева [2 – 4]. Анализ профилей экспрессии одноклеточной РНК человека выявил экспрессию ACE2 в сперматогониях, клетках Leydig и Sertoli, а также в эпителиальных клетках предстательной железы, а также вызывать нарушения в гипоталамо-гипофизарной цепи, что вместе приводит к нарушениям репродуктивного здоровья у пациентов, перенёсших COVID-19 [5][6].

Неоднократно публиковались исследования о том, что РНК SARS-CoV-2 не была обнаружена в образцах спермы, перенёсших острую инфекцию выздоравливающих или выздоровевших пациентов [7 – 9]. Вместе с тем, существует множество работ, доказывающих наличие изменений в спермограмме у пациентов, перенёсших COVID-19. Наиболее актуальные из них на момент публикации будут рассмотрены в данной статье. Механизм возникновения данных нарушений является дискутабельным вопросом. Однако уже на данном этапе понятно, что данные патологические изменения приводят к снижению репродуктивного потенциала мужского населения.

Цель исследования: провести анализ литературы, изучающей влияние SARS-CоV-2, и наиболее доступных вакцин от COVID-19 на репродуктивный потенциал мужчин.

Материалы и методы

Электронный поиск литературы был проведён с использованием базы данных Medline, PubMed, EMBASE для того, чтобы выделить соответствующие исследования, проведённые в 2020 – 2021 годах, которые имеют отношение к анализу влияния SARS-CоV-2 на репродуктивное здоровье мужчин. В настоящий обзор вошли 12 источников. Отбор литературы осуществляли по критериям практической значимости, а также импакт-фактору журнала, в котором была опубликована статья. Ключевыми словами, по которым проходил поиск статей, являлись «COVID-19», «SARS-COV-2», «semen», «vaccine». Из выборки были исключены литературные обзоры других статей и мнения других авторов о проведённых исследованиях.

Результаты

Механизм воздействия SARS-CoV-2 на репродуктивные органы и патологические находки в них. Патогенность коронавируса зависит от его проникновения через связывание его вирусного шиповидного белка (S) с рецептором ангиотензин превращающего фермента 2 (АПФ2) и от праймирования S-белка трансмембранной сериновой протеазой II типа (TMPRSS2) [2 – 4][10 – 13].

Рецептор АПФ 2 — регулятор артериального давления через ренин-ангиотензин-альдостероновую систему, который обеспечивает проникновение вируса в клетки человека и его патогенность. АПФ 2 обнаруживается во множестве органов, включая яички и их придатки, простату, почки и кишечник [14].

TMPRSS2 активирует шиповидный белок на внешней оболочке вируса и облегчает проникновение в клетку. Экспрессия гена TMPRSS2 стимулируется только через рецептор андрогена и увеличивается при воздействии андрогенов [15 – 18].

В последнее время сообщения о частоте патологии яичек при COVID-19 становятся всё более убедительными. Посмертные исследования яичек человека позволяют предположить, что инфекции SARS-CoV-2 приводят к воспалению яичек, отёку и дегенерации сперматогенных клеток в связи с инфильтрацией CD3 + и CD68 + иммунными клетками по аналогии с SARS [19].

Данные изменения можно заподозрить при клиническом наблюдении, у пациентов отмечается снижение гемодинамики тестикул и снижение уровня тестостерона сыворотки [20], также отмечается, что из-за снижения уровня тестостерона снижается иммунный ответ у пациентов, что может отрицательно сказаться на тяжести COVID-19 [21 – 23].

В исследовании, опубликованном в сентябре 2020 года в журнале Европейской Ассоциации Урологов, Dr. Mig Yang с соавторами по результатам патологоанатомического исследования обнаружил гибель клеток Leydig и Sertoli у больных, скончавшихся от COVID-19 [24]. Наше исследование, проведённое на базе РостГМУ, в котором участвовали пациенты с идиопатическим бесплодием, только подтверждает находку доктора Mig Yangи его коллег [25].

Патология эякулята во время и после COVID-19. Тема влияния COVID-19 на репродуктивное здоровье мужчин имеет огромное значение. Множество исследователей обращают внимание на нарушения, возникающие у пациентов перенёсших СOVID-19.

Так, в краткосрочном исследовании, проведённом в США доктором G. Erbay et al., приняли участие 69 мужчин, перенёсших COVID-19, из которых 26 мужчин — с лёгким течением заболевания, 43 мужчины — со среднетяжёлым течением заболевания [26]. Из исследования были исключены пациенты моложе 20 и старше 45 лет, пациенты с приёмом гормональных препаратов в анамнезе, которые могут повлиять на сперматогенез, пациенты с олигозооспермией или азооспермией, пациенты с операциями на яичках в анамнезе (неопущение яичка, варикоцеле, водянка яичка, перекрут яичка, опухоль яичка), те, у кого в анамнезе была лучевая терапия органов малого таза, те, кто перенёс методы вспомогательной репродукции, и те, кто получил медикаментозную терапию для увеличения общего количества сперматозоидов и подвижности сперматозоидов. В исследовании не было обнаружено статистически значимой разницы между группами, с точки зрения демографических данных и медикаментозного лечения COVID-19. В качестве лечения применялись фавипиравир, гидроксихлорохин, эноксапарин натрия, парацетамол при лихорадке и болевом синдроме, антибактериальная терапия и терапия глюкокортикостероидами не применялись. Лихорадка присутствовала у 18 из 26 пациентов в группе с лёгкими симптомами и у 31 из 43 — в группе с умеренными симптомами. Эндотрахеальная интубация не потребовалась ни одному пациенту. В группе с лёгкой симптоматикой прогрессивная и общая подвижность и жизнеспособность сперматозоидов снизились по сравнению с периодом до болезни, в то время как в группе с умеренной симптоматикой заболевание отрицательно повлияло на все параметры сперматозоидов. Пациенты в группе с лёгкими симптомами были дополнительно разделены на две подгруппы с лихорадкой и без неё, было изучено влияние лихорадки на параметры спермы. Обнаружено, что в обеих подгруппах не было отрицательного влияния на параметры спермы из-за лихорадки.

Можно сказать, что основоположником наблюдения за изменениями в фертильном статусе мужчин, возникающими после перенесённого COVID-19, является группа N. Holtmann [27]. В 2020 году ими было проведено исследование, в котором участвовали 34 пациента: 18 мужчин перенесли COVID-19, 2 — находились в острой фазе заболевания, 14 человек составили контрольную группу. Исследуемая группа не получала противовирусного лечения и терапии кортикостероидами. РНК SARS-CoV2 не была обнаружена с помощью ПЦР в сперме, в том числе в образцах спермы двух пациентов в острой стадии COVID-19. У пациентов со среднетяжёлым течение заболевания отмечались выраженная астенозооспермия и олигоспермия. Обращает на себя внимание тот факт, что у пациентов с лихорадкой подобные изменения имели более выраженный характер, а у 9 из 10 больных отмечалась лейкоспермия.

Со временем сообщений о нарушении в спермограмме стали появляться чаще. J. C. Best вместе с коллегами в июле 2021 года опубликовали статью о своём исследовании, в котором приняло участие бóльшее количество пациентов, чем представлено в работе N. Holtmann [28]. В исследовании приняли участие тридцать мужчин с диагнозом «Острая инфекция SARS-CoV-2», заболевание было подтверждено с использованием ПЦР тестирования в реальном времени из образцов мазка из глотки. Образцы спермы были собраны у каждого человека с использованием рассылаемых по почте наборов. Суммарно в исследовании участвовали 60 мужчин, из которых 30 имели подтверждённую ПЦР новую Коронавирусную инфекцию, 30 были здоровыми пациентами, средний возраст исследуемых составил 40 лет. Средняя продолжительность между положительным тестом на SAR-CoV-2 и сбором спермы составила 37 дней. У пациентов с COVID-19 средняя концентрация сперматозоидов была на уровне 11,5 млн/мл, а общее количество — 12,5 млн, что значительно ниже по сравнению с группой не имевших COVID-19, где средняя концентрация была на уровне 21,5 млн/мл, а среднее общее количество — на уровне 59,2 млн.

Насколько долго могут сохраняться изменения в спермограмме после COVID-19? Другие исследователи также находили изменения в спермограмме после перенесённого COVID-19 и попытались узнать, насколько продолжительными могут быть эти изменения.

В исследовании T. H. Guo et al., проведённом в 2021 году, был задействован 41 пациент, выздоровевший после COVID-19, и 50 пациентов контрольной группы [29]. Из 41 исследуемого было выявлено 4 пациента с олигозооспермией, 10 — с тератозооспермией, 18 — с астенозооспермией. По сравнению с контрольной группой концентрация сперматозоидов, подвижность и прогрессивная подвижность были значительно снижены у пациентов при первом отборе проб, который был проведён в среднем через 56 дней после выписки из больницы. При сравнении же характеристик сперматозоидов через некоторое время после выздоровления от COVID-19 общее количество сперматозоидов концентрация сперматозоидов и количество подвижных и прогрессивно подвижных сперматозоидов у пациентов были значительно увеличены при втором отборе проб, который проводился в среднем через 84 дня после выписки из больницы.

В исследование коллег из Ирана, проведённое в Masih Daneshvari Hospital (Teheran, Iran), включало в себя 84 пациента и 105 человек контрольной группы [30]. Из 84 человек 37 получали терапию глюкокортикостероидами и 58 — противовирусную терапию. Среди 84 пациентов с положительным результатом на COVID-19 у 1,2% (1/84) было «лёгкое течение», у 27,4% (23/84) — «средней тяжести», у 32,1% (27/84) — «тяжёлое течение», у 39,3% (33/84) — «критическое состояние». Группа, в которую входили пациенты с COVID-19, имела значительно более низкие уровни объёма спермы, прогрессивной подвижности, морфологии сперматозоидов, концентрации сперматозоидов и количества сперматозоидов по сравнению с контрольной группой. Наблюдалось увеличение количества сперматозоидов по сравнению с исходным уровнем в период от 10 до 60 дней в группе COVID-19, в то время как прогрессивная подвижность увеличивалась по сравнению с исходным уровнем в период от 30 до 60 дней.

COVID-19 приводит к иммунологическому бесплодию? В исследовании G. Donders et al., проведённом в Бельгии, среди 120 мужчин выявили патологические параметры в спермограмме [31]. Четверть (25,4%; 30/118) всех обследованных мужчин после заражения SARS-CoV-2 имели олигозооспермию, 44,1% (52/118) — астенозооспермию, две трети (67,0%; 79/118) — тератозооспермию. После заражения SARS-CoV-2 морфология сперматозоидов была нарушена больше, чем подвижность, а концентрация сперматозоидов была затронута меньше всего. Только 24,6% (29/118) участников имели полностью нормальные параметры сперматозоидов (концентрация, подвижность и морфология). Около трети (38/118) имели астенозооспермию (n = 10) или тератозооспермию (n = 28), 25,4% (30/118) имели два аномальных параметра спермы (9 олигозооспермия и тератозооспермия; 21 астенозооспермия и тератозооспермия), 17,8% (21/118) имели три (олигозооспермия, астенозооспермия и тератозооспермия).

У 106 участников было достаточно подвижных сперматозоидов для выполнения прямого теста MAR как на IgA, так и на IgG. В 61% образцов спермы (65/106) были обнаружены IgA-антитела, преимущественно локализованные в хвостиках сперматозоидов. У одного участника процент IgA антител сперматозоидов был выше 40%, что указывает на иммунологическое бесплодие (1/106; 0,9%), тогда как у 14 участников процент IgA антител сперматозоидов составлял от 10 до 40% (13,2%, снижение рождаемости). IgG ASA выявлялись реже, чем IgA ASA после COVID-19 (34/106; 32,1%). У двух субъектов более 90% подвижных сперматозоидов содержали IgG-антитела, которые были связаны со всеми сперматозоидами.

Может ли COVID-19 повлиять на результаты ЭКО? Изменения в сермограмме и изменения иммунологического статуса после перенесённого COVID-19 отрицательно сказываются на возможность зачатия у мужчин. Некоторым из них возможно придётся прибегнуть к применению вспомогательных репродуктивных технологий.

Исследователи из КНР в Tongji Hospital (Wuhan, PRC) во главе с доктором М. Wang провели исследование, направленное на оценку влияния инфекции SARS-CoV-2 на параметры спермы и изучение влияния инфекции на результаты экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) [32]. В исследовании участвовали 148 здоровых мужчин, не имевших в анамнезе новой короновирусной инфекции и показавших отрицательные тесты на наличие IgG\IgM к SARS-CoV-2, и 50 перенёсших COVID-19. Из этих 50 пациентов 6 (6/50; 12,0%) перенесли COVID-19 в лёгкой форме, в основном отмечая лихорадку, кашель, головную боль, мышечную боль и утомляемость, однако рентгенологических изменений в лёгких у них не было. Один пациент сообщил об аносмии. Семь участников (7/50; 14,0%) были классифицированы как имеющие умеренную инфекцию с типичными проявлениями КТ органов грудной клетки. У остальных 37 (37/50; 74,0%) пациентов инфекция была бессимптомной. Эти пациенты были диагностированы в период с января по март 2020 года. От первого диагноза инфекции SARS-CoV-2 до лечения ЭКО прошло не менее четырёх месяцев.

Среди 50 мужчин с инфекцией SARS-CoV-2 в анамнезе 26 ранее подвергались одному анализу спермы до заражения. После инфицирования у мужчин оказалось меньше нормальных сперматозоидов с точки зрения их морфологии, хотя все значения всё ещё находились в пределах нормального референтного диапазона.

Анализ данных ЭКО показал, что инфекция SARS-CoV-2 у мужчин не может значительно ухудшить исходы ЭКО с точки зрения клинических исходов, но в то же время в инфицированной группе наблюдалось снижение скорости образования бластоцист и количества доступных бластоцист, что свидетельствует о потенциальном негативном влиянии на эмбриональное развитие.

Влияние вакцинации от COVID-19 на сперматогенез. За период пандемии было разработано несколько высокоэффективных вакцин, которые успешно применяются для профилактики COVID-19. Любая вакцинация имеет побочные реакции. Введение вакцин против COVID-19, как и любых других вакцин, может вызывать побочные эффекты, преимущественно в диапазоне от лёгких до умеренно выраженных, которые самостоятельно разрешаются в течение нескольких дней. К типичным побочным эффектам относятся боль в месте инъекции, лихорадка, утомляемость, головные боли, боли в мышцах, озноб и диарея. К наиболее опасным осложнениям вакцин против COVID-19 исследователи относят тромбозы, перикардиты, эндокардиты и, как следствие, возникающие на их фоне инфаркты миокарда [33 – 35], также отмечено возникновение перитонитов после ведения некоторых вакцин от SARS CoV-2 [36].

С самого начал существовало несколько довольно устойчивых мифов об их патологическом влиянии на различные системы организма. Данные мифы снижают доверие к вакцинации, что, безусловно, подвергает популяцию опасности, но самое печальное в том, что уровень доверия к вакцинации от COVID-19 низок и среди медицинского персонала [37 – 40]. Одной из причин недоверия к вакцинам является мнение общественности о потенциальном негативном влиянии на фертильность [41].

В настоящее время для профилактики COVID-19 активно используются несколько вакцин. По состоянию на 19 августа 2021 в число вакцин, одобренных Всемирной организацией здравоохранения для экстренного применения, вошли препараты Pfizer / BioNTech, Moderna, AstraZeneca, Johnson & Johnson, Sinopharm и Sinovac. Отталкиваясь от возможного негативного влияния на репродуктивное здоровье самого вируса SARS-CoV-2, были проведены несколько исследований направленные на то, чтобы изучить влияние вакцинации от COVID-19 на репродуктивное здоровье мужчин.

В исследовании D. C. Gonzalez et al. были отобраны 45 мужчин, средний возраст которых составлял 28 лет [42]. Мужчины прошли предварительный скрининг, чтобы убедиться, что у них нет проблем с фертильностью. Те, у кого были симптомы COVID-19 или положительный результат теста в течение 90 дней, были исключены. Участники предоставили образец спермы после 2 – 7 дней воздержания до получения первой дозы вакцины и примерно через 70 дней после второй. Из 45 мужчин 21 (46,7%) получили BNT162b2 (вакцина Pfizer-BioNTech), а 24 (53,3%) получили мРНК-127 (Moderna). Восемь из 45 мужчин имели олигоспермию до введения вакцины (средняя концентрация 8,5 млн/мл [ МКИ, 5.1-12]). Из этих 8 у 7 мужчин концентрация сперматозоидов увеличилась до нормозооспермии при последующем наблюдении, а у 1 мужчины осталась олигоспермия. Ни один мужчина не имел азооспермии после вакцинации.

Россия, являясь лидером в разработке вакцины от COVID-19, также провела исследование влияние препарата Гам-Ковид-Вак, хорошо известного под названием Спутник V: были проанализированы средние показатели эякулята в 3 независимых группах, сформированных среди пациентов, обследованных в лаборатории генетики нарушений репродукции ФГБНУ «МГНЦ» в 2021 году: группа сравнения — 759 непривитых мужчин, группа из 73 пациентов, вакцинированных препаратом «Гам-Ковид-Вак» [43]. Срок между вакцинацией двумя компонентами препарата и сдачей эякулята не превышал 75 дней, и группа из 58 пациентов, прошедших вакцинацию более чем за 75 дней до сдачи анализа. При сравнении показателей спермограмм одних и тех же пациентов до и после прохождения процедуры вакцинации не было выявлено статистически значимых различий. Было обнаружено незначительное снижение прогрессивной подвижности сперматозоидов (с 19,0 ± 0,4 до 13,8 ± 1,1%) и снижение количества морфологически нормальных форм сперматозоидов (с 4,53 ± 0,12 до 3,55 ± 0,31%) в группе прошедших вакцинацию в срок менее 75 дней до сдачи анализа. В группе прошедших вакцинацию в срок более 75 дней до сдачи анализа показатели не отличались от таковых в группе не привитых.

В отличие от американских и российских аналогов 2 китайские вакцины на данный момент, используемые в КНР, являются инактивированными вариантами SARS-CoV2. Sinovac-CoronaVac представляет собой инактивированную цельновирусную вакцину с адъювантом гидроксида алюминия. Sinopharm BBIBP-CorV (вакцина Sinopharm COVID-19) — ещё одна широкодоступная инактивированная цельновирусная вакцина, которая также показала высокую эффективность (78,1%) и мало побочных эффектов в клинических исследованиях.

Китайские коллеги, основываясь на полученных ранее данных о патологическом влиянии инфицирования SARS-CoV-2 на сперматогенез, провели когортное исследование в котором участвовало 260 мужчин из которых 105 были привиты инактивированными вакцинами из них 70 Sinovac-CoronaVac и 35 Sinopharm COVID-19 [44]. В результате исследования не удалось выявить никаких существенных различий с точки зрения объёма, концентрации сперматозоидов, количества сперматозоидов, прогрессивной подвижности, общей подвижности и общего количества подвижных сперматозоидов (е) между вакцинированной группой и контрольной группой. Точно так же не было обнаружено статистических различий в качестве эмбрионов после ЭКО между этими двумя группами.

Обсуждение

В последнее время сообщения о частоте патологии яичек при COVID-19 становятся все более убедительными. Посмертные и прижизненные исследования тканей яичек позволяют предположить, что инфекция SARS-CоV-2 приводит к иммунным нарушениям в тканях тестикул [13][14]. Подобные нарушения находят отражение в анализах спермограммы.

Анализ параметров спермы является одним из самых основных и важных способов оценки мужской фертильности. Снижение параметров спермы тесно связано с мужским бесплодием. В настоящее время опубликовано несколько исследований, оценивающих параметры спермы при COVID-19, большинство из них представлены в данном обзоре.

И, хотя вирус SARS-CоV-2 не обнаруживается в сперме, у пациентов, перенёсших COVID-19, отмечается олигозооспермия, астенозооспермию, тератозооспермия. Примерно в 20% случаев имеет место комбинация данных нарушений. У пациентов, перенёсших COVID-19, отмечается рост титра антиспермальных антител, что может говорить об иммунологическом аспекте нарушений фертильности, данные факты подтверждаются гистологическими находками.

Несмотря на то, что снижение параметров качества спермы было наибольшим у мужчин, прошедших тестирование вскоре после выздоровления от COVID-19, изменения сохранялись длительный срок. Поскольку цикл сперматогенеза у человека в среднем составляет примерно 72 дня, эти данные свидетельствуют о том, что последствия COVID-19 могут сохраняться в течение одного цикла сперматогенеза. Об этом стоит предупреждать пациентов, планирующих беременность.

Внушает надежду тот факт, что перенесённая коронавирусная инфекция не влияет на результаты ЭКО и пациентам, перенёсшим COVID-19 и имеющим проблемы с зачатием, можно рекомендовать ЭКО как один из методов вспомогательных репродуктивных технологий, но стоить помнить, что в исследовании, проведённом в г. Ухань (Китай), отмечена возможность потенциального негативного влиянии перенесённого COVID-19 на эмбриональное развитие, но данный факт требует более детального наблюдения и исследования.

На данный момент существующие вакцины показали высокую эффективность и достаточную безопасность и обоснованно рекомендуются как одно из средств защиты от COVID-19. В отношения влияния изученных вакцин на фертильность не выявлено статистически значимых изменений репродуктивного потенциала у мужчин, привитых существующими вакцинами.

Выводы

1. Доказанны патологические изменения в репродуктивных органах у пациентов перенесших COVID-19
2. Заболевание, вызываемое вирусом SARS-CoV-2, приводит к нарушениям в спермограмме, которые могут быть обнаружены у пациентов, недавно перенёсших COVID-19.
3. Патологические изменения у пациентов, перенёсших COVID-19, могу сохраняться на протяжении длительного срока до 72 дней, что в среднем составляет 1 цикл сперматогенеза.
4. Механизм возникающих нарушений может иметь иммунологический характер из-за роста уровня антиспермальных антител у пациентов, перенёсших Новую Коронавирусную инфекцию.
5. Существующие вакцины, защищающие от тяжёлых форм COVID-19, достаточно эффективны в этом отношении, относительно безопасны и не влияют на репродуктивное здоровье вакцинированных мужчин.