Аннотация
Введение. Мужское бесплодие представляет собой сложную медицинскую проблему, затрагивающую значительную часть мужского населения. Согласно данным ВОЗ, около 15% пар по всему миру сталкиваются с проблемами бесплодия, и в 40–50% случаев причина приписывается мужскому фактору. Диагностика мужского бесплодия требует комплексного подхода и междисциплинарного сотрудничества, в том числе генетические исследования, гормональные тесты, микробиологические анализы и оценку экологических факторов и образа жизни пациента. Целью настоящего исследования является оценка современного состояния знаний о факторах бактериоспермии (БС) и их влиянии на фертильность мужчин. Материал и методы. В работе использованы обзорные и оригинальные публикации, проиндексированные в МedLine, Cochrane Library, PubMed. Результаты. В данной работе рассматриваются механизмы бактериальной адгезии к сперматозоидам и их влияние на качество репродуктивных клеток. Особое внимание уделяется роли пилей и фимбрий, физическим свойствам бактериальной клеточной стенки и фактору агглютинации сперматозоидов. БС подразумевает под собой наличие бактерий непосредственно в семенной жидкости, что может негативно сказываться на фертильности мужчин; наличие бактерий в семенной жидкости является важным фактором, который может приводить к патологическим изменениям в сперматозоидах, ухудшая подвижность и жизнеспособность. Исследование направлено на углубленное понимание вышеупомянутых процессов с целью разработки новых подходов к диагностике и лечению мужского бесплодия. Дальнейшие исследования в области БС должны быть направлены на изучение процессов на биохимическом, а также молекулярном, иммунологическом и окислительном уровне. Заключение. Разработка новых инструментов проведения диагностики, а также биомаркеров БС, улучшение существующих методов диагностики и лечения, – наиболее перспективные направления для будущих исследований. Упомянутое позволит более эффективно выявлять и лечить БС, улучшая фертильность и репродуктивное здоровье мужчин.
Авторы и аффилиации
А.А. Николаев
ФГБОУ ВО «Астраханский государственный медицинский университет» Минздрава России,
Российская Федерация, 41400, Астрахань, ул. Бакинская д. 121
Литература
1. Eisenberg M.L, Esteves S., Lamb DJ., Hotaling JM., Giwercman A., Hwang K., Cheng Y.S. Male infertility. Nat Rev Dis Primers. 2023; 9 (1): 49–81. https://doi.org/ 10.1038/s41572-023-00459-w.
2. Kuroda S., Usui K., Sanjo H., Takeshima T., Kawahara T., Uemura H. Genetic disorders and male infertility. Reprod Med Biol. 2020; 19 (4): 314–22. https://doi.org/10.1002/rmb2.12336. eCollection 2020 Oct.
3. Punab M., Poolamets O., Paju P., Vihljajev V., Pomm K., Ladva R. Causes of male infertility: a 9-year prospective monocentre study on 1737 patients with reduced total sperm counts Hum Reprod. 2017; 32 (1): 18–31. https://doi.org/ 10.1093/humrep/dew284.
4. Kothandaraman N., Agarwal A., Abu-Elmagd M., AlQahtani M.H. Pathogenic landscape of idiopathic male infertility: new insight towards its regulatory networks. NPJ Genom Med. 2016; 1: 16023 https://doi.org/10.1038/npjgenmed.2016.23. eCollection 2016 .
5. Rosenthal L. Agglutinating properties of Escherichia coli: agglutination of erythroces, leucocytes, thrombocytes, spermatozoa, spores of molds, and pollen by strains of E. coli. J. Bacteriol. 1943; 45 (6): 545–50. https://doi.org/ 10.1128/jb.45.6.545-550.1943.
6. Rusz A., Pilatz A., Wagenlehner F., Linn T., Diemer T., Schuppe H.C. Influence of urogenital infections and inflammation on semen quality and male fertility. World J. Urol. 2012; 30 (1): 23–30. https://doi.org/ 10.1007/s00345-011-0726-8
7. Курило Л.Ф., Сорокина Т.М., Матющенко Г.Н., Евдокимов В.В., Малолина Е.А., Ковалык В.П., Яковлева В.А., Кущ А.А. Влияние бессимптомных инфекций урогенитального тракта на показатели эякулята у мужчин с бесплодием и варикоцеле. Андрология и генитальная хирургия 2016; 17 (2): 98–103. https://doi.org/10.17650/2070-9781-2016-17-2-98-103. [Kurilo L.F., Sorokina T.M., Matyushchenko G.N., Evdokimov V.V., Malolina E.A., Kovalyk V.P., Yakovleva V.A., Kushch A.A. The influence of asymptomatic urogenital tract infections on ejaculate parameters in men with infertility and varicocele. Andrologiya i genital’naya hirurgiya 2016; 17 (2): 98–103 (in Russian)]
8. Pergialiotis V., Karampetsou N., Perrea D.N., Konstantopoulos P., Daskalakis G. The impact of bacteriospermia on semen parameters: A meta-analysis. J. Family Reprod Health. 2018; 12 (2): 73–83.
9. Zhang F., Dai J., Chen T. Role of Lactobacillus in female infertility via modulating sperm agglutination and immobilization. Front Cell Infect Microbiol. 2021; 10: 620529. https://doi.org/10.3389/fcimb.2020.620529. eCollection 2020.
10. Shang Y., Liu C., Cui D., Han G., Yi S. The effect of chronic bacterial prostatitis on semen quality in adult men: a meta-analysis of case-control studies. Sci Rep. 2014; 4: 7233. DOI: 10.1038/srep07233.
11. Wang S., Zhang K., Yao Y., Li J., Deng S. Bacterial infections affect male fertility: a focus on the oxidative stress-autophagy axis.// Front Cell Dev Biol. 2021; 9 (727812): https://doi.org/ 10.3389/fcell.2021.727812. eCollection 2021.
12. Stones D.H., Krachler A.M. Against the tide: the role of bacterial adhesion in host colonization. Biochem Soc Trans. 2016; 44 (6): 1571–80. https://doi.org/ 10.1042/BST20160186.
13. Li P., Wei K., He X., Zhang L., Liu Z., Wei J, Chen X., Wei H., Chen T. Vaginal Probiotic Lactobacillus cristates Seems to Inhibit Sperm Activity and Subsequently Reduces Pregnancies in Rat. Front Cell Dev Biol. 2021; 9 (705690): https://doi.org/ 10.3389/fcell.2021.705690. eCollection 2021.
14. Monga M., Roberts J.A. Spermagglutination by bacteria: receptor-specific interactions. J. Androl. 1994; 15 (1): 151–6.
15. Wolff H., Panhans A., Stolz W., Meurer M. Adherence of Escherichia coli to sperm: a mannose mediated phenomenon leading to agglutination of sperm and E. coli. Fertil Steril. 1993; 60 (1): 154–8 https://doi.org/ 10.1016/s0015-0282(16)56054-3
16. Sahnoun S., Sellami A., Chakroun N., Mseddi M., Attia H., Rebai T., Lassoued S.J. Human sperm Toll-like receptor 4 (TLR4) mediates acrosome reaction, oxidative stress markers, and sperm parameters in response to bacterial lipopolysaccharide in infertile men. Assist Reprod Genet. 2017; 34 (8): 1067–77. https://doi.org/ 10.1007/s10815-017-0957-8.
17. Wright K.J., Seed P.C., Hultgren S.J. Development of intracellular bacterial communities of uropathogenic Escherichia coli depends on type 1 pili. Cell Microbiol. 2017; 9 (9): 2230–41. https://doi.org/ 10.1111/j.1462-5822.2007.00952.x.
18. Paira D.A., Olivera C., Tissera A.D., Molina R.I., Olmedo J.J., Rivero V.E., Saka H.A., Motrich R.D. Ureaplasma urealyticum and Mycoplasma hominis urogenital infections associate with semen inflammation and decreased sperm quality. J. Leukoc Biol. 2023; 113 (1): 18–26. https://doi.org/ 10.1093/jleuko/qiac006.
19. Shah C., Baral R., Bartaula B., Shrestha L.B. Virulence factors of uropathogenic Escherichia coli (UPEC) and correlation with antimicrobial resistance BMC Microbiol. 2019; 19 (1): 204–19. https://doi.org/ 10.1186/s12866-019-1587-3.
20. Condorelli R.A., Russo G.I., Calogero A.E., Morgia G., La Vignera S. Chronic prostatitis and its detrimental impact on sperm parameters: a systematic review and meta-analysis. J. Endocrinol Invest. 2017; 40 (11): 1209–18. https://doi.org/ 10.1007/s40618-017-0684-0.
21. Mashaly M., Masallat D.T., Elkholy A.A., Abdel-Hamid I.A., Mostafa T. Seminal Corynebacterium strains in infertile men with and without leucocytospermia. Andrologia. 2016; 48 (3): 355–9. https://doi.org/ 10.1111/and.12457
22. Clark L.C., Atkin K.E., Whelan F., Brentnall A.S., Harris G., Towell A.M., Turkenburg J.P., Liu Y., Feizi T., Geoghegan J.A., Potts J.R. Staphylococcal Periscope proteins Aap, SasG, and Pls project noncanonical legume-like lectin adhesin domains from the bacterial surface. J. Biol. Chem. 2023; 299 (3): 102936. https://doi.org/ 10.1016/j.jbc.2023.102936.
23. Kaur K., Prabha V. Impairment by sperm agglutinating factor isolated from Escherichia coli: receptor specific interactions. Biomed Res Int. 2013; 2013 (548497): https://doi.org/ 10.1155/2013/548497
24. Barbu E.M., Mackenzie C., Foster T.J., Höök M. SdrC induces staphylococcal biofilm formation through a homophilic interaction. Mol. Microbiol. 2014; 94 (4): 172–85. https://doi.org/ 10.1111/mmi.12750.
25. Tan K., Wilkinson M. F. Developmental regulators moonlighting as transposons defense factors. Andrology. 2023; 11 (5): 891–903. Induces staphylococcal biofilm formation through a homophilic interaction. https://doi.org/ 10.1111/andr.13427.
26. Shteindel N., Gutman D., Atzmon G., Gerchman Y. Quantification of bacterial adhesion to tissue in high-throughput kinetics. Biol Methods Protoc. 2023; 8 (1): bpad014. https://doi.org/10.1093/biomethods/bpad014. eCollection 2023.
27. Hayles A., Bright R., Nguyen N.H., Truong V.K., Vongsvivut J., Wood J., Kidd SP, Vasilev K. Staphylococcus aureus surface attachment selectively influences tolerance against charged antibiotics. Acta Biomater. 2024; 175 (3): 369–81. https://doi.org/ 10.1016/j.actbio.2023.12.029.
28. Berger G.K., Smith-Harrison L.I., Sandlow J.I.Sperm agglutination: Prevalence and contributory factors. Andrologia. 2019; 51 (e13254.): https://doi.org/ 10.1111/and.13254.
29. Silva E., Teixeira J.A., Pereira M.O., Rocha C.R., Sousa A.M. Evolving biofilm inhibition and eradication in clinical settings through plant-based antibiofilm agents. Phytomedicine. 2023; 119 (154973): https://doi.org/ 10.1016/j.phymed.2023.154973.
30. Rabin N., Zheng Y., Opoku-Temeng C., Du Y., Bonsu E., Sintim H.O. Biofilm formation mechanisms and targets for developing antibiofilm agents. Future Med Chem. 2015; 7 (4): 493–512. https://doi.org/ 10.4155/fmc.15.6.
31. Tvrdá E., Ďuračka M., Benko F., Lukáč N. Bacteriospermia – A formidable player in male subfertility. Open Life Sciences, 2022; 17 (1): 1001–29. https://doi.org/10.1515/biol-2022-0097
32. Shrestha B., Vincent K., Schaefer A., Zhu Y., Vargas G., Motamedi M., Swope K., Morton J., Simpson C., Pham H., Brennan M.B., Pauly M.H., Zeitlin L., Bratcher B. Hexavalent sperm-binding IgG antibody released from vaginal film for development of potent on-demand nonhormonal female contraception. Proc Natl Acad Sci USA. 2021; 118 (48): e2107832118. https://doi.org/10.1073/pnas.2107832118.
33. Berger G.K., Smith-Harrison L.I., Sandlow J.I. Sperm agglutination: Prevalence and contributory factors. Andrologia. 2019; 51 (5): e13254. https://doi.org/ 10.1111/and.13254
34. Pant N.C., Singh R., Gupta V., Chauhan A., Mavuduru R., Prabha V., Sharma P. Contraceptive efficacy of sperm agglutinating factor from Staphylococcus warneri, isolated from the cervix of a woman with inexplicable infertility. Reprod Biol Endocrinol. 2019; 17 (1): 85–97. https://doi.org/10.1186/s12958-019-0531-6.
35. Наумов Н.П., Шатылко Т.В., Гамидов С.И. Агглютинация сперматозоидов и время разжижения эякулята как негативный прогностический фактор при ICSI. Андрология и генитальная хирургия 2022; 23 (3): 61–71. https://doi.org/ 10.17650/2070-9781-2022-23-3-61-71 [Naumov N.P., Shatylko T.V., Gamidov S.I. Sperm agglutination and ejaculate liquefaction time as a negative prognostic factor in ICSI. Andrologiya i genital’naya hirurgiya 2022; 23 (3): 61–71с
36. Силачев Д.Н., Плотников Е.Ю., Горюнов К.В., Романов А.Ю., Плосконос М.В., Долгушина Н.В., Николаев А.А. Зоров Д.Б., Сухих Г.Т. Роль полиаминов в жизнедеятельности клеток репродуктивной системы. Цитология. 2018; 60 (3): 164–72. https://doi.org/ 10.31116/tsitol.2018.03.02 [Silachev D.N., Plotnikov E.Yu., Goryunov K.V., Romanov A.Yu., Ploskonos M.V., Dolgushina N.V., Nikolaev A.A. Zorov D.B., Suhih G.T. The role of polyamines in the vital activity of reproductive system cells Citologiya. 2018; 60 (3): 164–72 (in Russian)]
37. Chauhan A., Thaper D., Prabha V. Sperm impairing microbial factor: potential candidate for male contraception. Reprod Biol. Endocrinol. 2020; 18 (1): 96–102 https://doi.org/ 10.1186/s12958-020-00654-4.
38. Prabha V., Gupta T., Kaur S., Kaur N., Kala S., Singh A. Isolation of a spermatozoal immobilization factor from Staphylococcus aureus filtrates. Can J. Microbiol. 2009; 55 (7): 874–8. https://doi.org/ 10.1139/w09-032.
39. Prabha V., Sandhu R., Kaur S., Kaur K, Sarwal A., Mavuduru R.S., Singh K. Mechanism of sperm immobilization by Escherichia coli. Adv Urol. 2010; 2010 (240268): 1–17. https://doi.org/ 10.1155/2010/240268.
40. Thaper D., Rahi D.K., Prabha V. Amelioration of sperm immobilisation factor-induced infertility by bacterial antigenic determinants cross-reacting with spermatozoa. Reprod Fertil Dev. 2019; 31 (3): 602–12. https://doi.org/ 10.1071/RD18300.
41. Thaper D., Rahi D.K., Prabha V. Receptor from Streptococcus pyogenes as a potential antidote against sperm immobilization factor-induced sperm impairment and infertility. Microb Pathog. 2019; 128 (1): 55–62. https://doi.org/ 10.1016/j.micpath.2018.12.041.
42. Sellami H., Znazen A., Sellami A., Mnif H., Louati N., Ben Zarrouk S. Molecular detection of Chlamydia trachomatis and other sexually transmitted bacteria in semen of male partners of infertile couples in Tunisia: the effect on semen parameters and spermatozoa apoptosis markers. PLoS One. 2014; 9 (7): e98903. https://doi.org/ 10.1371/journal.pone.0098903
43. Berger G.K., Smith-Harrison L.I., Sandlow J.I. Sperm agglutination: Prevalence and contributory factors. Andrologia. 2019; 51 (5): e98903. https://doi.org/ 10.1111/and.13254.
44. Ugwu A.O., Igbodike E.P., Funtua A. R, Kusamotu O.A., Adefemi A., Anyobode O, Okeke C.J., et al. A Multicenter Retrospective Cohort Study of the Profile of Seminal Fluid Analyses of Men Seeking Fertility Care at Different Hospitals. West Afr. J. Med. 2023; 40 (8): 863–8.