Q.精子DNA断片化指数で男性不妊症と判断できますか？
A.日本人でのSperm chromatin structure assay （SCSA）では24%以上だとタイミングや人工授精での妊娠率が悪くなります。
今回ご紹介する論文
日本人不妊男性における精子DNA断片化指数の施設内でのフローサイトメトリー解析による評価
Evaluation of the sperm DNA fragmentation index in infertile Japanese men by in-house flow cytometric analysis
Osaka A et al., Asian J Androl. 2022 Jan-Feb;24（1）:40-44. PMID: 34121749
男性の生殖機能を判断する検査は現在でも精液検査で、精液量や精子数、精子運動率、精子正常形態率といったパラメータがあります。これらの指標は有用ですが、男性不妊かどうかを判定するには十分とはいえません。近年、明確なエビデンスはなく、推奨されるまではいっていないのですが、精子DNA断片化を測定する検査が臨床応用されています。精子は遺伝情報をDNAという物質で持っていて、これが壊れている場合があります。こわれていると、妊娠に影響するということが予想できます。精子DNA断片化を測定する方法はいろいろあり上に、カットオフ値をどう設定するかという問題があります。この研究は、比較的広く行われている精子クロマチン構造解析法（sperm chromatin structure assay、SCSA）という方法を使った日本人のデータを獨協医科大学埼玉医療センターのグループが解析したものになります。この検査はフローサイトメータという高価な装置が必要なものの、この装置があれば客観的に精子DNA断片化指数を測定できるというメリットがあり、日本でも普及してきています。
研究の要旨
精液検査は、古くから男性の生殖機能を評価するために行われてきました。近年、いくつかの精子機能検査が開発されています。その中でも、精子DNAの状態を表す精子DNA断片化指数（sperm DNA fragmentation index、DFI；DNAが損傷している精子の割合）は、男性生殖機能の評価に適したパラメータであると考えられています。しかしながら、日本人男性の精子DFIに関する大規模な研究は行われていませんでした。そこでこの研究グループでは、フローサイトメトリーを用いた精子クロマチン構造解析法（perm chromatin structure assay、SCSA）を用いた精子DNA断片化測定を行いました。その上で、精子DFI解析についての日本における男性不妊症評価への意義について検討しています。本研究では、743名の不妊症の日本人男性と20名の自然妊娠をえた日本人男性のデータを解析に用いました。精子DFIのカットオフ値を設定するために、ROC解析（受信者動作特性曲線分析、A receiver operating characteristic curve analysis）を用いて、タイミングまたは人工授精によって子どもをもうけることができる男性を同定しました。また、自然妊娠をえたボランティアにおける精子DFIを測定しました。精液検査のパラメータと精子DFIの関係はSpearmanのrho検定で評価しました。精度の解析により、精子DFIの再現性は良好でした。男性因子によりタイミング法または人工授精行ったカップルにおける精子DNA断片化のカットオフ値は24.0％でした。精液量と精子DFIは関連がありませんでした。精子濃度、精子運動率、総運動精子数および精子正常形態率は、精子DFIと有意な負の相関を認めました。精子DFIの中央値は、不妊男性が19.4％で自然妊娠をえたボランティアの7.7％より高値でした。精子DNA断片化の測定により、通常の精液分析では評価できない精子の機能を評価ことが可能であると考えられます。
筆者の意見と考察
精子DNA断片化指数（DNA fragmentation index：DFI）を評価する検査は、世界保健機関（WHO）Laboratory Manual 第6版においても Extended Examination として掲載されており、その臨床的意義は国際的にも認識されつつあります。本研究は、日本人を対象とした大規模データに基づく点で有用性が高く、男性不妊症の評価指標としての可能性を示した重要な研究であると考えられます。
本研究において、Sperm Chromatin Structure Assay（SCSA）のカットオフ値は24％とされており、従来から報告されてきた25％という基準値とほぼ一致しています。このカットオフ値は、タイミング法あるいは人工授精（IUI）による妊娠可否を予測する指標としてROC解析が行われており、感度0.816、特異度0.728、曲線下面積（AUC）0.842と、非常に良好な診断能を示していました。
一方で、精液検査の各パラメータとの関係については、独立した因子であるかどうかを検証する多変量解析が行われていないため、DFIが他の精液所見と比較してどの程度優れた指標であるのかについては明らかではありません。この点は今後の検討課題であると考えられます。
現時点では、精子DNA断片化検査は初回精液検査として routine に実施することは一般的には推奨されていません。しかし、従来の精液検査のみでは男性生殖能の評価に限界があることを考慮すると、今後はDFI測定を導入する施設がさらに増加していく可能性があります。特に、産婦人科医がSCSAにおいて24％を超えるDFI値を確認した場合には、泌尿器科専門医への紹介や、体外受精を含む高度生殖医療への移行を検討する際の判断材料として有用であると考えられます。
なお、当施設ではSCSAとは異なる方法として、特別な装置を必要としない Sperm Chromatin Dispersion（SCD）test を用いてDFIの評価を行っています。今後、本研究と同様の解析をSCD法においても実施し、その臨床的有用性を検証していきたいと考えています。
文責：小宮顕（亀田総合病院 泌尿器科部長）
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