Thụ tinh trong ống nghiệm là một bước tiến lớn trong điều trị vô sinh. Nếu bệnh nhân vô tinh bế tắc thất bại khi thực hiện thụ tinh ống nghiệm hoặc muốn có con lần thứ hai thì phải thực hiện tiểu phẫu để lấy tinh trùng từ mào tinh tinh hay tinh hoàn, đặt ra vấn đề cần lưu trữ tinh trùng.
Y Học TP Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số * 2019 Tổng Quan ĐẠI CƯƠNG VỀ TRỮ LẠNH TINH TRÙNG CỦA NGƯỜI Mai Bá Tiến Dũng* TÓM TẮT Thụ tinh ống nghiệm bước tiến lớn điều trị vô sinh Nếu bệnh nhân vô tinh bế tắc thất bại thực thụ tinh ống nghiệm muốn có lần thứ hai phải thực tiểu phẫu để lấy tinh trùng từ mào tinh tinh hay tinh hoàn, đặt vấn đề cần lưu trữ tinh trùng Các định trữ lạnh tinh trùng bao gồm bệnh nhân mong muốn có trước can thiệp hay xạ trị khối u vùng chậu, trước can thiệp phẫu thuật cổ bàng quang, ung thư tinh hoàn, bệnh nội khoa diễn tiến ảnh hưởng đến trình sản xuất tinh trùng, trích tinh trùng thực phẫu thuật đường dẫn tinh Lựa chọn tối ưu hóa quy trình trữ lạnh sâu tinh trùng cần thiết để giảm tổn thương tinh trùng, cải thiện tỷ lệ có thai thực thụ tinh ống nghiệm Khơng có khác biệt tỷ lệ có thai, chất lượng phơi, tỷ lệ có thai lâm sàng hai nhóm bệnh nhân thụ tinh ống nghiệm với tinh trùng tươi tinh trùng trữ lạnh Cần thiết lập quy trình để hạn chế rủi ro tăng tính an tồn quy trình trữ lạnh tinh trùng Từ khóa: tinh trùng, trữ lạnh tinh trùng, quy trình trữ lạnh tinh trùng ABSTRACT CRYOPRESERVATION OF HUMAN SPERMATOZOA In vitro fertilization is a big step in treatment male infertility In case, the patient with obstruction azoospermia fails to perform in vitro fertilization or wants to have a second child, then minor surgery to aspiration sperm from the epididymis or testicle, poses a problem of sperm storage Indications for cryopreservation of human spermatozoa include patients wishing to have children before intervention or radiotherapy for pelvic tumors, prior to surgical intervention on bladder neck, testicular cancer, internal medical conditions enjoy the process of sperm production, sperm extraction when performing a surgical procedure on the sperm Selection and optimization of cryopreservation of human spermatozoa procedures are essential to reduce sperm damage, improve pregnancy rates when in vitro fertilization is performed There was no difference in pregnancy rate, embryo quality, clinical pregnancy rate between two in vitro fertilized patients with fresh sperm and frozen sperm Procedures need to be established to limit risks and increase safety in sperm storage Keywords: human sperm, cryopreservation of human spermatozoa, procedure of cryopreservation of human spermatozoa ĐẶT VẤN ĐỀ Theo Tổ Chức Y Tế Thế Giới (WHO)(20) cặp vợ chồng sau 12 tháng có quan hệ tình dục bình thường, khơng áp dụng biện pháp tránh thai mà khơng có thai xếp vào nhóm vơ sinh Vơ sinh chiếm tỷ lệ trung bình 15% cộng đồng Ước tính có khoảng 30% trường hợp vơ sinh có ngun nhân từ người đàn ơng 30% - 40% có liên quan đến vợ lẫn chồng Năm 1998 Việt Nam, Khoa Hiếm muộn – Bệnh viện Từ Dũ thực thành công thụ tinh ống nghiệm với tinh trùng tinh dịch(10) Tuy nhiên bệnh nhân thất bại thực thụ tinh ống nghiệm thực muốn có lần thứ hai phải thực tiểu phẫu để lấy tinh trùng từ mào tinh tinh hay tinh hoàn Năm 1776, Lazaro Spallanzamin(9,16) báo cáo trường hợp trữ lạnh tinh trùng tuyết Tuy nhiên đến năm 1866, Montegazza(9) * Khoa Nam học – BV Bình Dân Thành Phố Hồ Chí Minh Tác giả liên lạc: ThS.BS Mai Bá Tiến Dũng ĐT: 0913809110 Chuyên Đề Tiết Niệu – Thận Học Email: maibatiendung@gmail.com Tổng Quan Y Học TP Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 3* 2019 đưa vấn đề bệnh nhân có với tinh trùng lưu giữ Năm 1953, người phụ nữ thụ thai với tinh trùng trữ lạnh, điều chứng minh tinh trùng sau rã đơng có khả thụ thai mang thai tự nhiên(1,9) Phương pháp trữ lạnh tinh trùng nitơ lỏng nhiệt độ - 1960C giới thiệu lần đầu vào năm 1963 xem phương pháp chuẩn Vào năm 1970 việc thành lập ngân hàng tinh trùng từ người hiến tặng tinh trùng cặp vợ chồng vô sinh trở nên phổ biến(12) Trữ lạnh tinh trùng để thực thụ tinh ống nghiệm hoạt động quan trọng nhiều trung tâm điều trị muộn(21) CHỈ ĐỊNH THỰC HIỆN TRỮ LẠNH TINH TRÙNG(7) Trước hóa trị hay xạ trị vùng chậu Đối với trường hợp trước dậy thực phẫu thuật trích tinh trùng tinh hồn để trữ lạnh(11) Trước phẫu thuật có ảnh hưởng đến khả sinh sản (phẫu thuật cổ bàng quang nam giới trẻ, ung thư tinh hoàn, trước thủ thuật triệt sản hay chuyển giới) Bệnh nhân có chất lượng tinh trùng diễn tiến đến tình trạng vơ tinh bị ảnh hưởng điều trị bệnh lý như: u tuyến yên, ung thư quản, suy thận, tiểu đường khơng kiểm sốt, xơ cứng bì Những trường hợp xuất tinh sử dụng thiết bị cấy điện cực Sau điều trị suy sinh dục, bệnh nhân có xuất tinh đợt Bệnh nhân vơ tinh khơng bế tắc, sau điều trị có tinh trùng sau thủ thuật trích tinh trùng tinh hồn Trong trình thực phẫu thuật nối ODT sau triệt sản hay nối ODT - MT lấy tinh trùng để trữ lạnh Bệnh nhân hiến tặng tinh trùng CÁC BIẾN ĐỔI CỦA TINH TRÙNG KHI THỰC HIỆN QUÁ TRÌNH TRỮ LẠNH TINH TRÙNG Nguyên tắc trữ lạnh tinh trùng làm giảm nhiệt độ môi trường chứa mẫu tế bào hay mẫu mô xuống nhiệt độ thấp, thường 77K (độ Kelvin) -1960C (nitơ lỏng) Ở nhiệt độ thấp này, hầu hết hoạt động sinh học bên tế bào bao gồm phản ứng sinh hóa hoạt động trao đổi chất bị ngừng lại Nhờ đó, tế bào sống dạng tiềm sinh (không phát triển) bảo quản thời gian dài Trong trình trữ lạnh rã đông tinh trùng, số thay đổi môi trường chứa tế bào thân tế bào ảnh hưởng đến cấu trúc, chức năng, toàn vẹn khả sống tinh trùng sau rã đông Tương tự loại tế bào khác, tinh trùng bị ảnh hưởng ba dạng tổn thương xảy khoảng nhiệt độ khác suốt q trình đơng lạnh rã đông Trong khoảng nhiệt độ 150C đến -50C, nhiệt độ lạnh yếu tố gây tổn thương tế bào, làm phá hủy giọt lipid bào tương cấu trúc vi ống (bao gồm thoi vô sắc) Từ 50C đến -800C, hình thành tinh thể đá nội bào ngoại bào nguyên nhân gây tổn thương tế bào Tổn thương xem nguy hiểm loại tế bào trữ lạnh sâu nói chung, tinh trùng nói riêng Ở nhiệt độ từ -500C đến -1500C, phá vỡ màng bào tương tổn thương phải trải qua giai đoạn Tinh trùng người chịu biên độ làm lạnh làm ấm định Chúng không dễ dàng bị tổn hại trình làm lạnh nhanh ban đầu (sốc lạnh) Nguyên nhân màng tế bào tinh trùng màng lipid kép, cấu tạo từ a-xít béo khơng bão hòa nên tính lỏng cao(3) Ngồi ra, chúng có sức chịu đựng cao loại tế bào khác thương tổn gây từ trình đơng lạnh lượng nước nội bào (khoảng 50%) Chuyên Đề Tiết Niệu – Thận Học Y Học TP Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số * 2019 Trong trình rã đông, dạng tổn thương tế bào xảy tương tự q trình đơng lạnh theo trình tự ngược lại Trong đó, quan trọng khả tái kết tinh (recrystallization), mà hậu xuất trở lại tinh thể đá nội bào nhiệt độ tăng -1200C Do đó, q trình rã đơng, đa số tác giả cho cần phải vượt qua giai đoạn cách nhanh chóng để hạn chế việc gây thêm tổn thương cho tế bào Các biện pháp để hạn chế tổn thương cho phôi làm tăng tỷ lệ sống phôi sau rã đông dựa hai yếu tố sử dụng chất bảo quản đông lạnh (cryoprotectant agents CPA) điều khiển tốc độ đông lạnh – rã đông Sự hoạt động kết hợp hai hay nhiều loại CPA (có khả thẩm thấu khơng có khả thẩm thấu) giúp hạn chế hình thành tinh thể đá nội bào, ổn định cấu trúc tế bào màng tế bào trình hạ nhiệt độ(4) CÁC PHƯƠNG PHÁP TRỮ LẠNH TINH TRÙNG Một chu trình đơng lạnh sâu - rã đơng bao gồm cơng đoạn (1) tiếp xúc với mơi trường có chất bảo quản, (2) hạ nhiệt độ, (3) lưu trữ, (4) rã đông (5) loại bỏ chất bảo quản để đưa tế bào điều kiện sinh lý(12) Dựa vào nồng độ chất bảo quản đựơc sử dụng tốc độ hạ nhiệt q trình đơng lạnh, mặt kĩ thuật, người ta thường chia trữ đông phôi làm hai nhóm hạ nhiệt độ chậm (slow – freezing) thủy tinh hóa (vitrification) Tổng Quan (1-30C/phút) từ nhiệt độ sinh lý xuống nhiệt độ thấp (khoảng -800C) trước đưa mẫu vào lưu trữ ni-tơ lỏng(19) Hạ nhiệt độ nhanh Trong kỹ thuật hạ nhiệt độ nhanh hay gọi thủy tinh hóa, mẫu tế bào cho thẳng vào ni-tơ lỏng sau cho trao đổi với chất bảo quản mà không qua giai đoạn hạ nhiệt độ từ từ Em bé giới đời kỹ thuật báo cáo vào năm 2002(8) Nguyên lý kỹ thuật dựa tốc độ làm lạnh cực nhanh, thể tích mơi trường lại xung quanh phôi trước đông lạnh phải mức tối thiểu để mẫu tế bào nhanh chóng đạt nhiệt độ mong muốn Khi cần sử dụng phôi rã đông Lựa chọn phương pháp trữ lạnh sâu tinh trùng Khảo sát cho thấy khơng có khác biệt cấu trúc mô sức sống tinh trùng người sau trữ lạnh – rã đông hai phác đồ trữ lạnh chậm thủy tinh hóa tối ưu cho áp dụng trữ lạnh sâu tinh trùng Việc áp dụng phương pháp hạ nhiệt chậm hay thủy tinh hóa phụ thuộc vào điều kiện làm việc, môi trường kinh nghiệm người thực hiện(7) ĐÁNHGIÁCÁCCHỈSỐVỀ MẬT ĐỘ VÀ CHẤT LƯỢNG TINH TRÙNG TRƯỚC TRỮ LẠNH SÂU TINH TRÙNG, SAU RÃ ĐÔNG TINH TRÙNGTRỮLẠNHSÂU Hạ nhiệt độ chậm (slow – freezing) Mật độ tinh trùng Hạ nhiệt độ chậm gọi phương pháp trữ đơng có kiểm soát tốc độ làm lạnh (controlled-rate freezing) Phương pháp đƣợc Whittingham giới thiệu vào năm đầu thập niên 70 mơ trình phơi chuột Em bé từ phôi ngƣời trữ đông giới đời phương pháp ghi nhận năm 1983 Trong phương pháp hạ nhiệt độ chậm, mẫu tế bào làm lạnh với tốc độ hạ nhiệt độ chậm Mật độ tinh trùng trình thực trữ lạnh sâu tinh trùng trình rã đơng cần thực soi kính hiển vi có độ phóng đại 100 400 lần với ánh sáng phản pha, theo hướng dẩn Tổ Chức Y Thế Giới đánh giá tinh dịch đồ người(21) Chuyên Đề Tiết Niệu – Thận Học Có thể đánh giá mật độ buồng đếm Neubauer buồng đếm Makler tùy vào điều kiện sở Khi sử dụng buồng đếm Neubauer cải tiến đưa cách pha lỗng, tính Tổng Quan Y Học TP Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 3* 2019 tốn hệ số pha lỗng, đếm buồng đếm tính tốn sai số cách tỉ mỉ theo hướng dẫn Độ di động tinh trùng Đánh giá độ di động cách khảo sát di động tự nhiên tinh trùng, sau tính tỉ lệ tinh trùng thể tích thể phần trăm Hướng dẫn thực xét nghiệm tinh dịch đồ người Tổ Chức Y Tế Thế Giới đưa tiêu chuẩn đánh giá di động tinh trùng 03 loại: di động tiến tới (PR), di động không tiến tới (NP), không di động (IM) Điều dễ dàng phân loại tinh trùng hơn, mang tính khách quan hơn(21) Đánh giá tỷ lệ sống tinh trùng Sử dụng phương pháp nhuộm EosinNigrosin Tinh trùng chết bắt màu đỏ eosin, tinh trùng sống không bắt màu đỏ eosin Qua đánh giá tỷ lệ sống tinh trùng, tìm mẫu có tinh trùng sống hay khơng tiến hành tác chọn lựa tinh trùng sống để thực tiêm tinh trùng vào bào tương trứng thực thụ tinh ống nghiệm(20) Sử dụng xét nghiệm đánh giá phân mảnh DNA tinh trùng Phân mảnh DNA bất thường di truyền tinh trùng, chiếm 20% trường hợp vô sinh nam Bất thường ảnh hưởng đến khả thụ tinh tinh trùng Xét nghiệm có vai trò quan trọng việc chẩn đốn đưa hướng điều trị vô sinh nam Mối liên quan tổn thương DNA tinh trùng với khả thụ tinh tinh trùng với trứng xác lập(14) Nam giới có độ phân mảnh DNA tinh trùng (DFI) < 15% có khả thụ thai bình thường, DFI từ 15 – 30% tỷ lệ thụ thai tự nhiên giảm mạnh có tỉ lệ thành công cao biện pháp hỗ trợ sinh sản IVF, IUI; DFI > 30% có biện pháp hỗ trợ sinh sản có tỉ lệ thành cơng thấp Tuy nhiên, tỷ lệ thụ thai thành công tăng lên đáng kể nhóm bệnh nhân giảm DFI từ 10 mức 30% xuống mức 30%(14) HIỆUQUẢCỦATRỮLẠNHTINHTRÙNG Friedler cộng sự(5), Ben Rhouma cộng , Habermann cộng sự(6) báo cáo khơng có khác biệt tỷ lệ có thai, chất lượng phơi, tỷ lệ có thai lâm sàng hai nhóm bệnh nhân thụ tinh ống nghiệm với tinh trùng tinh hoàn tươi tinh trùng tinh hoàn trữ lạnh Cayan cộng sự(2), Sherman cộng sự(12), Silber(13) báo cáo việc sử dụng tinh trùng mào tinh tươi trữ lạnh để thực thụ tinh ống nghiệm, kết cho thấy khơng có khác biệt tỷ lệ có thai lâm sàng sử dụng tinh trùng trữ lạnh Năm 2009, Trương Thị Thanh Bình cs(17) báo cáo kết trữ lạnh mơ tinh hồn bệnh nhân vô tinh bế tắc, nghiên cứu cho thấy khác biệt chất lượng tinh trùng tinh hồn tươi trữ lạnh Năm 2015, Vũ Thị Bích Loan cs(18) báo cáo tiêm tinh trùng trữ lạnh từ chọc hút mào tinh để thực thụ tinh ống nghiệm kết khơng có khác biệt sử dụng tinh trùng tươi hay tinh trùng đông lạnh ĐÁNH GIÁ RỦI RO CỦA KỸ THUẬT TRỮ LẠNH VÀ BẢO QUẢN TINH TRÙNG CỦA NGƯỜIĐƯỢCTRỮLẠNH(15) Khi đánh giá rủi ro liên quan đến kỹ thuật trữ lạnh bảo quản tinh trùng, vấn đề sau cần xem xét Nguồn mẫu Tình trạng vật lý ống lưu trữ, mẫu tinh dịch phòng lưu trữ, để giảm nguy mẫu trộm cắp cháy nổ, hư hỏng dụng cụ chứa mẫu cạn kiệt nguồn nitơ lỏng Sự phù hợp thiết bị để sử dụng Hệ thống thùng chứa vận chuyển nitơ lỏng Thiết bị bảo hộ, an toàn nhân viên Thiết bị bảo vệ cá nhân Chuyên Đề Tiết Niệu – Thận Học Y Học TP Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số * 2019 Hệ thống báo động phát lượng nitơ lỏng hệ thống trữ lạnh xuống thấp Nguy lây nhiễm chéo KẾT LUẬN Trữ lạnh sâu tinh trùng lĩnh vực cần thiết điều trị vô sinh nam trường hợp vô tinh bế tắc can thiệp ngoại khoa việc trữ lạnh sâu tinh trùng thực đồng thời phẫu thuật Các định bao gồm bệnh nhân mong muốn có trước can thiệp hay xạ trị khối u vùng chậu, trước can thiệp phẫu thuật cổ bàng quang, ung thư tinh hoàn, bệnh nội khoa diễn tiến ảnh hưởng đến q trình sản xuất tinh trùng, trích tinh trùng thực phẫu thuật đường dẫn tinh Lựa chọn tối ưu hóa quy trình trữ lạnh sâu tinh trùng cần thiết để giảm tổn thương tinh trùng, cải thiện tỷ lệ có thai thực thụ tinh ống nghiệm Quy trình hạ nhiệt độ trữ lạnh tinh trùng đựơc lựa chọn tùy thuộc điều kiện trang thiết bị kinh nghiệm với tiêu chí ưu chất bảo quản lạnh nồng độ thấp ảnh hưởng đến tế bào Cần thiết lập quy trình để hạn chế rủi ro tính an tồn quy trình TÀI LIỆU THAM KHẢO Bunge RG and Sherman JK (1953) “Fertilizing capacity of frozen human spermatozoa” Nature, 172:767 Cayan S, Lee D, Conaghan J, et al (2001) “A comparison of ICSI outcomes with fresh and cryopreserved epididymal spermatozoa from the same couples” Human Reproduction, 16(3):495–499 Clarke GN; Liu Y; Baker HW (2006) “Recovery of human sperm motility and ability to interact with the human zona pellucida after more than 28 years of storage in liquid nitrogen” Fertil Steril, 86:721-722 D'Angelo A and Amso N (2002) “Embryo freezing for preventing Ovarian Hyperstimulation Syndrome” Cochrane Database Syst Rev, 2:CD002806 Friedler S, Strassburger D, Raziel A, Komarovsky D, Soffer Y and Ron-El R (1997) “Intracytoplasmic injection of fresh and cryopreserved testicular spermatozoa in patients with nonobstructive azoospermia—A comparative study” Fertility and Sterility, 68(5):892–897 Habermann H, Seo R, Cieslak J, Niederberger C, Prins GS and Ross L (2000) “In vitro fertilization outcomes after Chuyên Đề Tiết Niệu – Thận Học 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Tổng Quan intracytoplasmic sperm injection with fresh or frozenthawed testicular spermatozoa” Fertility and Sterility, 73(5):955–960 Jungwirth A, Diemer T, Kopa T, Krausz C, Minhas S, Tournaye H (2019) “EAU Guidelines on Male Infertility” European Association of Urology, pp.31 – 33 Liebermann J, Nawroth F, Isachenko V et al (2002) Potential importance of vitrification in reproductive medicine Biol Reprod, 67(6):1671-80 Mahony MC, Morshedi M, Scott RT, De Villiers A and Erasmus E (1990) “Role of spermatozoa cryopreservation in assisted reproduction” Human Spermatozoa in Assisted Reproduc-tion: Williams & Wilkins Co., chapt 10, pp.100 Nguyễn Thành Như, Phạm Hữu Đương, Nguyễn Ngọc Tiến, Vương Thị Ngọc Lan, Vũ Lê Chuyên, Nguyễn Văn Hiệp (2002) “Bảy trường hợp trích tinh trùng từ mào tinh ống dẫn tinh phẫu thuật để tiêm tinh trùng vào bào tương trứng” Thời y dược học, VII, 4:226-228 Picton HM, et al (2015) “A European perspective on testicular tissue cryopreservation for fertility preservation in prepubertal and adolescent boys” Hum Reprod, 30:2463 Sherman JK (1990) “Cryopreservation of human semen” Handbook of the Laboratory Diagnosis and Treatment of Infertility Webster Boston: CRC Press, Inc., chapt 13, pp.229 Silber SJ, Devroey P, Tournaye H, Van Steirteghem AC (1999) “Fertilizing capacity of epididymal and testicular sperm using intracytoplasmic sperm injection (ICSI)” J Formos Med Assoc, 99(6):459-65 Smit M, Romijn JC, Wildhagen MF, et al (2010) Decreased Sperm DNA Fragmentation After Surgical Varicocelectomy is Associated with Increased Pregnancy Rate The Journal of Urology, 183(1):70 - 274 Tedder RS, Zuckerman MA, Goldstone AH, et al (1995) “Hepatitis B transmission from contaminated cryopreservation tank” Lancet, 346:137–140 Triana V (1980) Artificial insemination and semen banks in Italy In: Human Artificial Insemination and Semen Preservation Edited by G David and W Price, pp.51, New York: Plenum Trương Thị Thanh Bình, Nguyễn Thành Như, Nguyễn Thị Mai, Mai Công Minh Tâm, Hồ Mạnh Tường, Nguyễn Ngọc Bích (2009) Trữ lạnh mơ tinh hồn ỡ trường hợp vơ tinh bế tắc nam giới Thời Y học, 36:3-6 Vũ Thị Bích Loan, Nguyễn Viết Tiến, Vũ Văn Tâm (2015) “Kết bước đầu phương pháp tiêm tinh trùng trữ lạnh từ mào tinh vào bào tương nỗn điều trị vơ sinh nam” Tạp chí Nghiên Cứu Y Học, 93(1):1 – Witt MA (1997) “Sperm banking” in Infertility in the Male, 3ed Edited by LI Lipshultz and SS Howards St Inc, chapt 32, pp.501 Louis: Mosby- Year Book World Health Organization (2000) WHO Manual for the Standardised Investigation, Diagnosis and Management of the Infertile Male Cambridge: Cambridge University Press World Health Organization (2010) WHO laboratory manual for the examination and processing of human semen, Fifth edition Ngày nhận báo: 01/04/2019 Ngày báo đăng: 10/06/2019 11 ... hay nối ODT - MT lấy tinh trùng để trữ lạnh Bệnh nhân hiến tặng tinh trùng CÁC BIẾN ĐỔI CỦA TINH TRÙNG KHI THỰC HIỆN QUÁ TRÌNH TRỮ LẠNH TINH TRÙNG Nguyên tắc trữ lạnh tinh trùng làm giảm nhiệt... lạnh sâu tinh trùng Khảo sát cho thấy khơng có khác biệt cấu trúc mô sức sống tinh trùng người sau trữ lạnh – rã đông hai phác đồ trữ lạnh chậm thủy tinh hóa tối ưu cho áp dụng trữ lạnh sâu tinh. .. nghiệm với tinh trùng tinh hoàn tươi tinh trùng tinh hoàn trữ lạnh Cayan cộng sự(2), Sherman cộng sự(12), Silber(13) báo cáo việc sử dụng tinh trùng mào tinh tươi trữ lạnh để thực thụ tinh ống