Testicular Histology Related to Fertility Outcome and Postpubertal Hormone Status in Cryptorchidism

Abstract

Background: Early surgical correction of an undescended testis is performed to prevent the development of male infertility. However, in boys with cryptorchidism early successful surgery cannot prevent infertility if they lack Ad spermatogonia. In this study, sperm concentrations and postpubertal hormone levels were correlated to bilateral testicular histology. The aim was to define the risk of future infertility via a testis biopsy program for boys with cryptorchidism.

Methods: Eighty-nine boys who had an orchidopexy were subjected to bilateral testicular biopsy. Histological analysis of 178 biopsies indicated three groups of high, intermediate, and low risk of infertility according to the presence of Ad spermatogonia. After puberty, sperm concentrations were analysed and correlated with plasma gonadotropin and testosterone levels.

Findings: In patients with unilateral cryptorchidism 70% of scrotal testes had an impaired transformation of Ad spermatogonia, indicating that cryptorchidism is a bilateral disease. Sperm concentrations correlated to the number of Ad spermatogonia found at the time of orchidopexy (p<0.001). All males in the high risk of infertility group were oligospermic (mean: 8.9×10⁶ sperm/ejaculate) and 20% were azoospermic. These patients had 25 times less sperm compared to the group with presence of Ad spermatogonia in both testes (p<0.001). Correlations between testicular histology and postpubertal hormone levels confirmed a relative gonadotropin deficiency in the majority of males with cryptorchidism.

Interpretations: Ad spermatogonia proved to be a discriminating factor for the fertility outcome in cryptorchidism. Gonadotropin treatment following orchidopexy should be considered in cryptorchidism when no Ad spermatogonia are found in undescended gonads and scrotal testis have Ad germ cell counts <0.005 per tubule.

Zusammenfassung

Hintergrund: Die Behandlung von Kindern mit Hodenhochstand erfolgt sehr frühzeitig, um die drohende Infertilitätsentwicklung zu verhindern. Jedoch kann auch die zeitige und erfolgreiche operative Behandlung die Entstehung von Infertilität nicht verhindern, wenn Ad-Spermatogonien fehlen.

Das Ziel dieser Arbeit war zu prüfen, ob die Hodenhistologie eine prognostische Aussage über die zu erwartende Fertilität zulässt. Die Samenkonzentration und der postpuberale Hormonspiegel wurden deshalb mit dem Zustand der Hodenentwicklung zum Zeitpunkt der Orchidopexie verglichen.

Methoden: Bei 89 Knaben wurde während der Orchidopexie eine bilaterale Biopsie durchgeführt. Die Patienten wurden aufgrund des Vorhandenseins von Ad-Spermatogonien in den 178 Biopsien in drei Gruppen mit hohem, mittlerem und niedrigem Infertilitätsrisiko unterteilt. Nach durchgemachter Pubertät wurden die Samenkonzentration, die Plasma-Gonadotropine und der Testosteronspiegel der Männer ausgewertet und mit der Histologie der drei Gruppen verglichen.

Ergebnisse: 70% der Patienten mit unilateralem Hodenhochstand wiesen im kontralateral deszendierten Hoden eine fehlende oder unvollständige Ad-Spermatogonien-Entwicklung auf, was bestätigt, dass es sich auch beim unilateralen Hodenhochstand um eine bilaterale Erkrankung handelt. Die Samenkonzentration korrelierte mit der Anzahl der Ad-Spermatogonien zum Zeitpunkt der Orchidopexie (rs=0,4046, p<0,001). Alle Männer der Gruppe mit hoher Infertilitätswahrscheinlichkeit (bilaterales Fehlen der Ad-Spermatogonien) entwickelten eine schwere Oligospermie (im Mittel 8,9×10⁶ Spermien/Ejakulat) und 20% davon waren azoosperm. Diese Patienten hatten 25-mal weniger Spermien im Ejakulat, als diejenigen, die bei der Orchidopexie in beiden Hoden Ad-Spermatogonien hatten (p=0,001). Eine Korrelation zwischen Hodenhistologie und postpubertären Gonadotropinwerten bestätigte eine relative Gonadotropin-Insuffizienz beim größten Teil der untersuchten Patienten.

Interpretation: Das Vorhandensein von Ad-Spermatogonien stellt wichtige prognostische Parameter für die Fertilität beim Hodenhochstand dar. Eine hormonelle Nachbehandlung im Anschluss an eine erfolgreiche Orchidopexie sollte bei allen Knaben, die keine Ad-Spermatogonien in kryptorchen Gonaden sowie <0,005 Ad-Spermatogonien/Tubulus in deszendierten Hoden haben, vorgenommen werden.

Key words

ad spermatogonia - cryptorchidism - fertility - gonadotropins - sperm concentration

Schlüsselwörter

Kryptorchismus - Ad-Spermatogonien - Fertilität - Gonadotropine - Spermienzahl

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