(남성불임의 진단)

[선한규]

Ⅱ. 남성불임의 진단

1. 남성 불임의 진단적 평가

1년 동안 피임 없이 정상적인 부부생활을 하였음에도 불구하고 임신이 되지 않은 부부에서 불임원인의 진단을 위한 평가는 남성과 여성 배우자 양쪽에서 동시에 시행하여야 한다. 남성불임은 신체검사 및 병력청취, 정액 검사, 호르몬 검사, 그리고 여러 가지 부가적인 검사를 통해서 평가할 수 있다. 남성 불임에서 진단적 평가의 목적은 성선자극호르몬 결핍증이나 폐색, 성교 장애와 같은 치료 가능한 요인을 구별하고, 보조생식술의 적응증이 되는 환자와 치료 불가능한 불임으로 인해 입양 또는 정자 공여가 필요한 경우, 유전적 선별 검사가 필요한 경우를 구별하는 것이다. 이러한 평가에 있어 핵심이 되는 요소들은 다음과 같다.

(1) 불임에 대한 진단적 평가 시에는 반드시 부부를 함께 평가하며 원인이 남성 또는 여성, 혹은 양쪽에 함께 있는지 평가하여야 한다. 만일 여성이 정상적인 배란주기를 가지며, 양측 난관이 잘 개통되어 있고, 난포자극호르몬, 갑상선자극호르몬, 프로락틴 수치가 정상이라면 원인은 남성 쪽에 있을 가능성이 높다.

(2) 진단을 위한 검사 시에는 전반적인 건강상태와 전신적인 다른 질환의 유무를 확인하여야 한다.

(3) 병력 청취 시에는 불임의 기간, 이전의 임신력, 피임 여부, 성기능, 성관계의 빈도와 시간 및 습관 등을 확인하여야 하며, 이차 성징의 발현과 제모 또는 탈모 여부에 대하여 확인하여야 한다. 또한 고환 외상이나 비뇨생식기 감염, 성 전파성 질환의 병력을 물어보아야 하며, 탈장 수술이나 정관절제술 등의 수술력 및 화학적 항암치료 또는 방사선 치료의 병력을 확인하여야 한다. 신체 검진 시에는 제모의 분포 및 모양, 체형, 목소리를 확인하여야 하며, Prader orchid-ometer를 이용하여 고환의 용적을 확인하고, 촉진을 통하여 부고환의 낭종이나 정관의 소실 여부를 확인하여야 한다.

(4) 48시간 이상 금욕 후 수음을 통해 채취한 정액을 2회 이상 분석하여 객관적인 기준에 따라 정자의 밀도, 운동성, 모양을 평가한다.

(5) 오전에 채취한 혈액 샘플로 혈중 테스토스테론, 황체형성호르몬 및 농도를 측정하여 성선자극호르몬 결핍, 일차성 고환 부전, 선택적 정자 형성 부전 및 안드로겐 저항성 등을 감별하여야 한다. 그러나 남성 불임 환자의 대부분은 혈중 테스토스테론, 황체형성호르몬, 난포자극호르몬 농도가 정상이다.

(6) 혈중 테스토스테론, 황체형성호르몬, 난포자극호르몬 농도는 정상이면서 무정자증을 보이는 환자의 경우 정액 내 과당을 측정하고 비뇨기과적 검진을 시행하여 폐색여부를 확인하여야 한다. 정관이 결여되어 있는 경우에는 낭성섬유증 유전자의 이상을 확인하여야 한다.

(7) 정상 호르몬 수치를 나타내면서 희소정자증을 보이거나 고환의 외상이나 염전의 병력이 있는 경우, 정액내에서 정자의 응집이 보이는 경우 항정자항체의 여부를 확인하여야 한다.

(8) 무정자증 또는 심한 희소정자증 환자에서 혈중 테스토스테론, 황체형성호르몬 농도는 정상이나 난포자극호르몬 농도가 상승되어 있는 경우 일차성 정자 형성 부전의 가능성이 높다. 이러한 환자에서는 고환의 용적을 측정하고 염색체 검사 및 Y 염색체 장완 미세결손에 대한 선별검사를 시행하여야 한다.

(9) 첨단체 반응, 투명대 제거 햄스터 난자 투과 검사, 투명대 결합 검사 등과 같은 특화된 정자 기능 검사는 임상적으로는 제한적으로만 사용되므로 주로 연구 목적으로 시행된다.

2. 정액 검사

남성불임의 평가에서 가장 중요한 검사는 정액검사이다. 그러나 정액검사는 정자생성과 생식기관에 대한 일차정보를 제공해 줄 수는 있지만 정액검사를 통해 가임력을 정확히 측정하는 것은 어렵다. 다만 비정상적인 정액검사는 가임력이 감소하는 경향이 있다는 것을 시사한다.

(1) 정액 채취 방법

2-3일간의 금욕기간을 거친 후 자위에 의하여 채취하여야 하며, 콘돔 등에 사정하였다가 옮기는 것은 바람직하지 않다. 무균 용기에 채취하며, 체온과 동일한 온도에서 옮기며 실온에서 액화되도록 30분 정도를 기다린 후 1시간 이내에 검사하는 것이 추천된다. 금욕기간이 짧을 경우에는 정액의 양과 밀도가 감소하고 운동성과 형태에는 영향이 없으나, 금욕기간이 길 경우에는 정액의 양과 밀도는 증가하나, 죽은 정자, 비운동성정자 또는 형태적으로 비정상인 정자가 많아진다. 일회검사로는 불충분하므로 최소한 2주 간격으로 2회 이상 검사하여 신체검사, 생활습관, 작업 환경 등을 고려하여 종합적으로 정액상태를 평가한다.

액화는 정액 채취 후 20분 이내에 나타나며 보관은 37도에서 하는 것이 정자의 운동성을 관찰하는데 도움이 된다. 점성도는 검체의 액성 정도를 보는 것인데, 점성도가 매우 높은 경우는 드물며 원인도 불명확하지만 무력정자증 전립선 또는 정낭의 이상과 연관이 있다. 점성도의 판단은 주관적이나 불완전한 액화와 이상 점성도를 구분하는 것이 중요하다. 전자의 경우는 균일하지 않은 물질들이 검체의 바닥에 존재하게 되며 정상적인 점성도를 가진다. 점성도의 임상적인 중요성에 대하여는 불확실하지만 점성도가 높을수록 정자의 운동이 저하되어 자궁경부의 점액을 뚫고 지나가는데 장애를 받게 된다. 그러므로 점성도가 높은 정액의 경우에는 chymotrypsin과 함께 희석 시켜서 사용한다.

(2) 정액 검사 결과의 해석

정액검사의 이상에는 정자수가 20X10⁶/mL 이하인 희소정자증, 운동성이 떨어지는 무력정자증, 형태가 이상한 기형정자증 등이 있으며 세 가지 소견을 모두 보이는 경우에는 희소 무력기형정자증이 된다. 정액내 정자가 없는 경우 무정자증, 정액이 전혀 없는 경우는 무정액증, 정액의 양이 2mL 미만이면 정액감소증이다. 처음에 정자가 없었으나 원심분리 후에 정자가 나타나면 잠복정자증이며, 모든 정자가 운동성이 없으면 사멸정자증, 백혈구의 수치가 1X10⁶/mL 보다 높으면 백혈구정자증 또는 농정자증이라 한다.

정액의 양이 적은 것은 사정 자체의 이상이나 불완전 채취, 금욕기간이 짧은 경우, 선천적인 정관의 부재, 사정관의 막힘, 성선기능저하증, 역행성 사정 등이 원인이다. 한쪽에만 사정관이 있을 경우에는 CTFR 유전자의 이상을 확인하여야 한다.

무정자증은 표준 현미경 검사에서 정자가 없는 경우로 전체 남성의 1% 정도에서 나타나고, 불임남성의 10% 정도를 차지한다. 무정자증은 정상적으로 정자를 생산할 수 있으나 유출 경로가 막혀있는 폐쇄성과, 정자생성이 적거나 아예 없는 비폐쇄성으로 나눌 수 있는데 폐쇄성 무정자증이 전체 무정자증의 40% 정도를 차지한다. 폐쇄성 무정자증에는 유출로의 염증이나 선천적 이상, 고환이나 서혜부 수술 등이 원인일 수 있고, 비폐쇄성 무정자증의 원인에는 일차성 고환부전과 내분비적인 원인 등으로 인하여 정자 생성과정에 영향을 주는 이차성 고환부전이 있다. 원심 분리된 정액을 자세히 검사해보면 무정자증이 의심되는 환자의 1/3 정도에서 실제로는 무정자증이 아닌 것으로 나타난다.

비폐쇄성 무정자증의 경우에는 유전적인 검사를 해야 하는데, 이들 중 40-60%는 고환에서 정자가 있어서 체외수정시술이나 세포질내 정자 주입술을 통해 임신을 시도할 수 있다. 정자의 밀도가 mL 당 2000만 이하인 경우 희소정자증으로 진단하는데, 정자의 밀도가 40-50X10⁶/mL 이상인 경우 자연적인 수정이 가능하다. 그러나 그 이상이라고 해서 수정 가능성이 더 증가하는 것은 아니다. 희소정자증은 정계정맥류, 성선기능저하증, 또는 Y 염색체의 미세결손 등이 원인이 되므로, 심한 희소정자증의 경우에는 내분비적 및 유전적인 평가가 필요하다.

정자의 운동성은 전체 정자 수에서 운동성을 가지는 정자 수, 또는 전진운동을 하는 정자 수에 따라 4단계로 구분하는데, class a는 빠르게 전진하는 운동성, class b는 느리게 전진하는 운동성, class c는 전진운동이 없는 경우, class d는 무운동성을 나타낸다. 임신가능성은 정자의 운동성의 60%까지 비례하여 증가한다.

일반적으로 무력정자증은 고환의 장애를 나타낸다. 무력정자증은 항정자항체, 생식기계 감염, 사정관의 부분적인 막힘, 정계정맥류 및 금욕기간이 긴 경우에서 나타난다. 운동성이 없는 정자의 수가 많은 경우 부동성 섬모 증후군의 가능성이 있으며, 이러한 경우 호흡기에도 영향이 있어서 만성 호흡기감염을 나타낸다.

정자의 형태는 정자 형성 과정의 질을 나타낸다. 형태적 이상은 머리의 모양과 크기, 목과 중간부위 결함, 꼬리 등 위치에 따라 분류된다. 기형정자증은 정계정맥류 및 일.이차성 고환부전과 연관이 있다. Krunger는 정자의 기능을 기능을 예측할 수 있는 정자 형태의 엄격한 기준을 제시하였다.

이 기준에 따라 정상인 정자수가 15% 이상이면 정상, 5-15%의 경우는 경계영역에 속하며, 4% 이하의 경우에는 예후가 좋지 않다. 그러나 정확한 정자 형태에 대한 기준은 각 실험이나 실험자에 따라 차이가 있다. 또한 WHO에서 제시한 정자의 형태에 관한 기준에는 더 많은 정자가 정상범위에 포함되고 있고, 최근에도 많은 실험실에서 쓰이고 있다.

구형세포로 불리는 상피세포, 전립선세포, 미성숙 정자, 백혈구는 정상적인 정액검사에서 감별할 수가 없다. 구형세포가 500만/mL인 경우에는 미성숙 정자에서 백혈구를 감별해 내기 위한 부가적인 검사가 필요하고, 백혈구 수치가 1X10⁶/mL 이상인 경우에는 생식기 감염에 대한 부가적인 검사가 필요하다.

(3) Computer-assisted Semen Anaylsis(CASA)

최근에 정자의 검사는 주관적인 변수를 배제하기 위하여 컴퓨터에 의해 분석하는 방법인 CASA를 사용하기도 하는데, 디지털화된 비디오 기술과 마이크로칩, 처리과정을 통하여 정자의 농도, 운동성 및 형태를 평가한다. 이러한 방법을 통해 정액검사를 표준화, 객관화하여 정확도를 높일 수 있다. 그러나 미성숙정자나 백혈구가 있는 경우 정자수의 측정에 오류가 있을 수도 있으며, 정자의 농도가 높을 경우에는 운동성이 낮은 것으로 측정될 수 있다. CASA의 검사결과의 반복성과 객관성이 높아지면서 임상에서 점차 사용이 늘고 있으나 아직은 수동적인 정액 분석법에 비하여 예후 예측이나 치료에 영향을 주지는 못하고 있다.

(4) 정낭내 과당검사와 사정후 소변검사

정액의 양의 대부분은 전립선에서 기인하여 알칼리성으로 과당을 함유하고 있다. 과당은 정낭에서 생성되며 사정액에 정상적으로 존재하는데, 만일 존재하지 않을 경우는 정낭의 부재나 막힘을 의미하며, 정액의 양이 적거나 정자가 없는 경우에 정액내 과당검사를 시행할 수 있다. 전립선이 작게 발달되었거나 없을 경우에는 정액이 산성화되고 과당이 거의 없다. 전립선이나 정관 폐색의 경우에는 정액의 양은 정상이고, 과당 양성이다. 사정관 전체가 막혔을 경우에는 정액의 양이 적고, 산성이며, 과당이 음성으로 나온다.

사정후 소변검사는 역행성 사정을 진단하기 위해 시행하며, 상기의 경우 이외에 사정액의 양이 1mL 이하인 경우에 의심할 수 있다.

(5) 정액내 백혈구 검사

정액내 백혈구가 1X10⁶/mL 이상인 경우 감염증을 의심할 수 있고, 이러한 감염은 활성산소를 생산하여 불임을 유발할 수 있다. 백혈구 정자증의 경우에는 정액 배양검사를 시행한다. 정액내 백혈구가 나타나는 경우는 감염 이외에도 척수손상 환자에서도 나타날 수 있다.

(6) 항정자 항체 검사

고환에는 혈액-고환 장벽이 있어 인체내부 면역시스템의 영향을 적게 받는다. 이러한 혈액-고환 장벽이 파괴되어 정자가 인채내로 침투하게 되면 자가면역성 원인의 불임이 유발될 수 있다. 이러한 경우는 고환의 외상과 정관절제술이 가장 흔한 원인이며, 이 과정에서 생긴 항정자 항체에 의하여 정자의 이동이 제한되거나 난자와의 수정에 영향을 준다. 항정자 항체 검사는 정액 검사에서 정자가 모여 있거나 침전되는 경우, 고환의 수술이나 외상력이 있는 환자에서 정자의 운동성저하가 있는 경우, 증가되어 있는 경우, 고환의 수술이나 외상력이 있는 환자에서 정자의 운동성저하가 있는 경우, 증가되어 있는 구형세포가 백혈구일 경우 및 원인불명의 불임의 경우에 시행할 수 있다. 면역항체검사에서 검사결과가 50%이하일 경우에는 임상적으로 의미가 없으며, 50-80%인 경우는 자궁강내정액주입법 또는 체외수정, 80%이상일 경우에는 세포질내정자주입술을 시행한다. 자궁강내정액주입술은 항정자 항체의 효과적인 치료법이나 자궁강내정액주입술 및 세포질내정자주입술의 발달로 항정자 항체 검사는 거의 시행하지 않는다.

3. 검사실 검사

(1) 소변검사

소변검사는 처음에 방문하였을 때에 시행하기 쉬운 검사로써 감염, 혈뇨, 당뇨, 신질환 등의 요로계의 해부학적 또는 의학적 이상을 진단할 수 있다.

(2) 호르몬 검사

시상하부-뇌하수체-성선축에 관여하는 호르몬에 대한 검사로 고프로락틴혈증, 성선호르몬 검사, 선천적 부신과형성증 등의 이상이 있을 경우에는 불임을 초래할 수도 있다. 정자의 농도가 mL당 10☓10⁶ 개 이하일 경우에 난포자극호르몬과 테스토스테론의 검사가 추천되며, 난포자극호르몬은 정자생성상태를 잘 반영한다. 혈중 항체형성호르몬과 프로락틴 수치는 앞의 두 수치가 이상이 있을 경우에 시행한다. 정상적인 정자생성에서 항체형성호르몬과 난포자극호르몬 수치가 낮은 것이나 테스토스테론은 정상인데 항체형성호르몬이 낮은 것은 임상적 의미가 없다. 정자의 농도가 저하되어 있는 경우 이외에도 발기부전, 성욕 저하 등 성기능 장애의 증거가 있거나, 특정한 내분비 질환이 있는 경우 호르몬 검사를 시행할 수 있다.

(3) 유전적 검사

유전적 이상은 불임 남성의 6%에서 나타나며, 정상 남성에 비하여 그 빈도가 유의하게 많다. 또한 무정자증에서는 유전적 이상의 빈도가 10-15%로 증가한다. 핵형이상은 광학 현미경으로 확인이 가능하나 유전자 결손이나 돌연변이는 DNA 자체를 검사함으로 발견이 가능하다.

이전에는 핵형의 이상을 분석하여 유전적 이상을 진단하였지만, 최근에는 세포 유전학에서 분자유전학으로 그 경향이 옮겨져서 형광동소교잡법, 중합효소연쇄반응등의 방법을 사용하여 유전질환을 찾아내고 있다. FISH는 각각의 정자의 X및 Y염색체의 상태와 aneuploidy를 검사하고, PCR의 기술로는 정자에서 채취된 DNA를 사용하여 유전자의 특정부위 이상이나 염색체 특정부위의 이상을 검사한다.

(4) 정액 배양

정액배양은 생식기의 이상이 의심되거나 전립선 분비액의 이상이 있거나, 정액 1mL당 1000개 이상의 세균이 있거나, 정액 1mL당 100만개 이상의 백혈구가 존재할 때 시행한다. 배양되는 균으로는 임균, 트리코모나스, 대장균 등이 있다.

4. 비뇨기과적 평가

정상적인 고환은 단단하며 용적은 15~25CC 정도이다. 다음과 같은 검사를 통해 해부학적, 기능적 평가를 시행하여야 한다.

(1) 음낭 초음파

고환과 음낭에 대해여 초음파를 시행함으로써 정계정맥류나 고환의 정상여부를 판단하며, 최근에는 음낭에 대한 컬러 도플러를 시행하여 덩굴정맥의 직경이 2-3mm 이상일 경우 정계정맥류를 진단한다.

(2) 정맥조영술

정계정맥류를 진단하는데 일반적으로 가정 정확한 진단법으로 받아들여지고 있지만, 정계정맥류의 치료시에나 이전의 치료 후의 재진단을 위해서만 사용하고 있다.

(3) 경직장 초음파

경직장 초음파를 시행함으로써 전립선, 정낭, 사정관에 대한 정보를 얻을 수 있으며, 수술적인 혈관조영을 피할 수 있게 되었다. 사정관의 폐색은 정낭이 1.5cm 이상으로 커져있다거나 사정관의 직경이 2.3mm 이상으로 커져있을 경우 의심할 수 있다. 암 등의 전립선의 이상여부와 정낭과 사정관의 선천적 기형을 알 수 있다. 경직장 초음파는 무정자증 또는 감소된 정자의 움직임을 보이는 희소정자증 환자에서 시행할 수 있다.

(4) 고환생검

고환생검은 Klinefelter 증후군과 같은 일차성 고환 부전 또는 무정자증의 남성에서 시행함으로써 진단과 예후를 알 수 있다. 또한 고환에서 정자를 추출하는 경우에는 고환 생검도 같이 시행하여 악성종양여부를 확인해야 한다.