男性不妊とその要因

旭川医科大学産婦人科学講座
宮本敏伸

大雪山連邦

人口ピラミッド
２０１０年（平成22年）

２０５０年（平成62年）

妻の初婚年齢の推移

生殖可能な年令にある男女が正常な性生活を営んでいるが避妊期間を除いて２年以上経過しても妊娠しない時を不妊症とよぶ（１年間とする国も多い）

晩婚化 伴 不妊 ッ
晩婚化に伴い不妊カップルが増加傾向にある
増加傾向 ある

不妊カップルは約10ー15％
全国 は約
全国では約１２０万組組

当科における主な不妊原因<WHO>

男性側に原因 ２４％
両性に原因
２４％

■約半数が男性にも原因

旭川医科⼤学産婦⼈科(1997-2005年）

男性不妊の原因
原因不明(60%)
造精機能障害 (90%)
精路通過障害
副性器障害
性機能障害
免疫性不妊

精索静脈瘤
染⾊体異常停留精巣精巣炎
内分泌性環境性男性不妊の現状
 ICSI(1992年, Palermo), TESE-ICSI（1993年）などの⽣殖補助医療技術が急速に普及

 治療が先⾏し、男性不妊の原因解明は顧みられな 傾向があれない傾向がある 未だ男性不妊の原因、診断法に関し不明な点が多い

精液検査

奇形精⼦

正常精液所⾒ (WHO 2010、正常下限)
精液量1.5 ml (1.4-1.7)()
精⼦濃度 15x106/ml (12-16)
運動率40% (38-42)
正常形態率 4% (3-4)

精液検査の問題点■ 統⼀した精度管理が⾏われていないが■ 施設間、検査者間で 成績が異なるが■ 男性⽣殖機能の評価、診断、治療成績を殖績
他施設と⽐較することが困難
検査⼿技を統⼀化し、施設や検査者検査⼿技を統⼀化し施設や検査者を超えて再現性を持つ検査法の確⽴

精液検査標準化ガイドラインの⾻⼦（2ー7⽇の禁欲後、1時間以内に検査）(2003年)■ 精液量は重量法により測定■ 精⼦濃度と精⼦運動率は別々に測定（Makler chamber は推奨されない）■ 精⼦濃度の測定には精⼦を不動化し適切な倍率に希釈し⾎球計算版にて⾏う■ 精⼦運動率測定はスライドグラスに載せカバーグラスで覆い400倍 の顕微鏡下に⾏う（接眼レンズに格⼦を⼊れる）■ 正常形態率はDiff-Quikで染⾊した後strict criteriaの形態分類に準拠する

精液検査の問題点■ 精液検査だけでは精⼦の質の評価が困難

精⼦の受精能をより詳細に評価する
精⼦機能評価法

精⼦機能検査■ 運動能
精⼦運動率（⽬視法）
精⼦運動率（CASA）
sperm survival test
■ ⼦宮頚管粘液通過性性交後試験
Miller-Kurzrok試験
Kremer試験
Penetrak試験■ 細胞膜の評価
hypoosmotic swelling test

■ 核 成熟・DNA damage
アクリジンオレンジ蛍光法
sperm chromatin structure assay
COMET assay
TUNEL(nick labelling)
8-OHグアノシン測定
QPCR of nuclear and mitochondrial DNA■ 受精能評価
hemizona assay
先体染⾊法
sperm penetration assay
アクロビーズ試験

実地臨床では煩雑（施⾏はなかなか困難）男性不妊の治療： ART■ IUI（⼈⼯授精）■ IVF（体外受精）■ ICSI（顕微授精）■ TESE-ICSI（精巣内精⼦による顕微授精）
 multiple biopsy
 microdissection TESE

男性因⼦に対するIUI
男性因⼦に対するIUI (AIH)の累積妊娠率(AIH)の累積妊娠率(%)(N=219)30302020605040101030201000

12341234565768798109>10（旭川医科⼤学産婦⼈科）■５回⽬以降累積妊娠率の上昇は緩徐(回数)男性不妊の環境および遺伝要因
遺伝学的素
因

環
境因
子

Gene-envilonment (life style) interaction
Gene環境因子の影響を受けやすい（受けにくい）遺伝学的素因
環境因子が精子DNAを障害－－－男児への伝搬

男性不妊と環境要因


1977年ある種の殺⾍剤(DBCP:dibromochloropropane)
がその製造に携わっている男性労働者25⼈のうち実に14名が無精⼦症もしくは 乏精⼦症と診断された14名が無精⼦症もしくは、乏精⼦症と診断された(Whorton et al., Lancet 1977)

近年の50年の間(1940-1990年）に精液所⾒の著明(Carlsen et al., Br Med J 1992)な減少が指摘
平均精⼦濃度
精液量113x106
66x106 （25%減少）
3.40ml2.75ml （20%減少）

ヨーロッパにおける地域別の精液所⾒の違い（デンマーク、フランス、スコットランド、フィンランド）（健常者１０８２名）(J(Jorgensenet al.,l HumHReprodRd 2001)

環境因⼦および職業上の被爆等による精⼦数の減少
 屋外労働者の精⼦数は夏と冬では異なる（健常者131名）(Levine et al., N Eng J Med 1990)

 仕事上1⽇3時間以上⾞を運転する夫をもつ⼥性の妊娠率は有意に低い（解析数計５２２組）(Thonneau et al., Lancet 1996)

チ
チェコ⼈における⼤気汚染と精液所⾒
⼈ おける⼤気汚染 精液所⾒ （健常者（健常者408⼈）⼈）(Selevan et al., Environ Health Perspect 2000)

 男性不妊のリスクファクタ
男性不妊のリスクファクターとしての殺⾍剤と溶媒としての殺⾍剤と溶媒(Oliva et al., Hum Reprod 2001)(計225名） 職業別の男性不妊のリスクファクター：農夫、塗装⼯、⾦属取扱者(溶接⼯など)(不妊患者計２０５４名をグループ分け)(Kenkel et al., Int J Androl 2001)(Mortensen Scan J Work Health 1988)

環境因⼦および職業上の被爆等による精⼦数の減少
フランス軍⼈における男性不妊リスクファクター：原⼦⼒潜⽔ス軍⼈
男性不妊 スク ァクタ
原⼦⼒潜⽔艦、熱照射（60名の不妊夫婦と１６５組のコントロール）(Felipe et al., Hum Reprod 2001)

乏精⼦症のリスクファクター：農薬、溶接、抗⽣剤、おたふく⾵邪、フルーツおよび野菜の摂取量（９２名の健常者と７３名の乏精⼦症患者）(Wong et al., Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol 2003)

ストレスと乏精⼦症（患者群37名健常者37名）(Gennaro etal., Fert Sterli 2003)

Mobile phone、Laptop computer Wi-Fi(Avendano et.al.Fertility steriti 2012)

環境因⼦および職業上の被爆等による精⼦数の減少(否定的な⾒解）

フランスにおけるアルミニウム⼯場の労働者：熱、磁場（労働者６９２名＞コントロール５８８名）(Mur et al., Hum Reprod 1998)

ライフスタイルは男性不妊に影響を及ぼさない：喫煙、性 妊響ぼ
喫煙
コーヒー、アルコール、熱、下着、運動 (ランダムに252名）(Olde eid et al.,(Oldereidal Int J Fe
Fertiltil 1992)

環境因⼦と男性不妊に相関は認められない：外傷、熱、騒⾳、
環境因⼦と男性不妊に相関は認められない：外傷
熱 騒⾳
喫煙、放射線、電磁波、農薬、プラスチック(９３名の不妊患者)((Effendyy et al.,, 1987 Andrologia)g )環境因⼦と男性不妊研究の問題点
 環境因⼦と男性不妊に関する多数の報告があるものの、⽰唆されているリスクファクターに関して⼀致した⾒解が存在しないa) 調査票に頼っているため、被爆の程度を明確に把握できていない（⾎中濃度測定など）
b) 解析されている不妊患者数があまりにも少ない。(100名以下)
解析されている不妊患者数があまりにも少ない (100名以下)
また精液所⾒も明確ではないものが多くみられる。
c)) 正常コントロール群の定義

 現在の男性不妊患者数の著明な増加から精⼦形成と環境因⼦に関する明確な知⾒が強く望まれており、より⼤規模な研究、遺伝⼦多型との関連などが必要であろう。

男性不妊患者の遺伝的背景
男性不妊患者 遺伝的背景 および問題点
問題点

男性不妊患者、特に無精⼦症では染⾊体異常を有する率が⾼い 精⼦所⾒が悪くなる程染⾊体異常が増える
染⾊体異常症例の精⼦は染⾊体異常が多い
どの症例に染⾊体検査をすべきかのガイドライン
5-10x106/ml (ASRM)は⼀致したものはない 非閉塞性無性症

1x106/ml(Dutch：NVOG)

Y染色体AZF 微少欠失 (Azoosermia Factor)(1976年Tiepolo & Zuffardiらが提唱）

AZFa USP9Y,
AZF
USP9Y DBY
AZFb RBMY, PRY
AZFc DAZ

Navarro-Costa, P. et al. Hum Reprod Update 2010 0:dmq005v1-5;
doi:10.1093/humupd/dmq005

Y染⾊体（AZF領域）
1) DAZ遺伝⼦：AZFc領域に存在、精巣特異的発現をしており、上AZFc領域に存在 精巣特異的発現をしており 上流にRNA binding機能をコードするdomainを有する。mutationによる無精⼦症が報告されている。(Rejio,1995)

2) RBMY遺伝⼦：AZFb領域に存在、精巣⽣殖細胞特異的発現をしgpproteinをコードし、減数分裂での関与が報告ており、RNA bindingされている。(Elliott, 1997)

3) USP9Y遺伝⼦：AZFa領域に存在、⾮閉塞性無精⼦症患者でAZFa領域に存在 ⾮閉塞性無精⼦症患者でmutationが指摘されている。(Sun, 1999)

最近の報告ではAZFの欠損は無精子症例の７％しか認められない
常染色体上には精子形成に関与する遺伝子が存在しないのか？

N ll mutation
Nullt tiini theth mouse SYCP3 gene
 SYCP3のノックアウトマウスは発達上正常である。
 SYCP3-/- males と wild-type females 交配させても妊娠および分娩に至らなかった。
 解析の結果SYCP3-deficient miceは成熟精子を全く有していなかった。
なかった SYCP3-/- females とwildとwild-typetype males交配するとその数は減少しているものの妊娠および分娩は可能であった。
(Yuan, L et al., Mol. Cell 2000)

Null mutation in the mouse SYCP3 gene

Maturation arrest(Yuan et al.,al Mol Cell 2000)
Chromosome 12( Miyamoto et al., Lancet 2003)

EExon1123410.8 kb
56789
TGAATG

236 aa
1109

144
172
Coiled Coil Domain
144 172218236218
109
HVWKTQQDQRQKLNQEYSQQFLTLFQQWDLDMQKAELKTIKQLYEQFIKSMEELEKNHDNLLTGAQNEFKKEMAMLQKKIMME

Coiled Coil Domain Sequence in Human SYCP3

Point mutation in the azoospermia patients(減数分裂異常)
1塩基のアデニンの欠失をヘテロで検出( Miyamoto et al., Lancet 2003)

Protein interaction assays between intact and mutant human SYCP3Coiled Coils Domain
236 aaSYCP31109

144172218236

Mutant SYCP3
214
Sycp3 protein self-interaction assay（F ll l（Full-lengthとtruncatedthとtt d sycp33 proteinはt i はInteractionしない）

Bound
Wild type
Unboundmutant( Miyamoto et al., Lancet 2003)

NormalPatient

The human SYCP3 geneg
ヒトSYCP3 遺伝⼦は DNA
DNA-binding
binding proteinをコードしている。
proteinをコ ドしている。
その発現は精巣特異的である。
ヒトChromosome 12に局在している.
SYCP3 遺伝⼦はそのmutationにより減数分裂異常に起因する無精⼦症を呈するAZF領域以外で同定された最初の遺伝⼦である。
その精巣の病理組織学的所⾒はノックアウトマウスのものと酷似していた。
酷似していた以上よりヒトSYCP3のmutationにより減数分裂停⽌による無精⼦症が引き起こされたことが⽰唆された。
( Miyamoto et al., Lancet 2003)

基礎から

男性不妊解明へ
男性不妊解明への今後の展望の今後の展望

ヒト無精⼦症原因遺伝⼦の同定
逆⾏性遺伝学(ヒトからマウスへ）
ノックアウトマウスによる精⼦形成メカニズムの解明
男性不妊症の病態解明

臨床へ
低侵襲無精⼦症原因診断法および診断キットの開発
遺伝⼦異常と⽣殖予後との関連
ヒト精⼦体外培養下における遺伝⼦治療法の確⽴