La biopsia testicolare: passato, presente e futuro

Giornate Anatomo-Patologiche Gallaratesi
I edizione
3 aprile 2009
Massimo Martinazzi
 Viene proposta una classificazione delle
infertilità maschili* basata su quadri
istomorfologici e, ove possibile, su dati
patogenetici. La classificazione è stata da
noi e da altri usata dal 1972 al 1997, con
qualche modifica prevalentemente di tipo
terminologico.
* Martinazzi
e Piotti, 1972; Wong et al., 1973;
Martinazzi et al., 1980; 1987; 1997
 La prima distinzione delle infertilità maschili va
fatta tra:
 INFERTILITA’ o STERILITA’ DISGENETICA
(testicolo di Klinefelter con cariotipo 47,XXY o
mosaici)
 INFERTILITA’ o STERILITA’ NORMOGENETICA
(cariotipo 46, XY)
INFERTILITA’ O STERILITA’
DISGENETICA
Testicolo di Klinefelter
 Nei casi di testicolo disgenetico di
Klinefelter (28 casi nella nostra casisitica
selezionata pari al 12,8%), - non più
biopsiati dopo l’introduzione nella
routine della analisi del cariotipo – il
quadro è caratterizzato da completa
ialinosi dei tubuli seminiferi, trasformati
in masserelle ialine
 In altri campi i tubuli possono presentare
lume residuo contenente cellule di Sertoli
senza cellule germinali. Non si osservano
fibre elastiche nella parete dei tubuli. È
presente iperplasia leydigiana con
possibilità di penetrazione intraluminale
delle cellule di Leydig
INFERTILITA’ O STERILITA’
NORMOGENETICHE
a - infertilità o sterilità
pre-testicolare
INFERTILITA’ o STERILITA’ PRETESTICOLARE
1 – testicolo ipogonadotropinico prepuberale di tipo infantile
 INFERTILITÀ O STERILITÀ PRE-TESTICOLARE
(23 casi pari al 10,5%)
 Testicolo ipogonadotropinico pre-puberale di tipo
infantile caratterizzato da piccoli tubuli privi di
lume e contenenti cellule di Sertoli immature e
spermatogoni di tipo A scuri, talora giganti. Non
si notano cellule di Leydig. La forma è associata a
deficit di FSH ed LH.
INFERTILITA’ o STERILITA’ PRETESTICOLARE
2 – testicolo ipogonadotropinico di
tipo eunucoide
 INFERTILITÀ O STERILITÀ PRE-TESTICOLARE
(23 casi pari al 10,5%)
 Testicolo ipogonadotropinico di tipo eunucoide
è caratterizzato da tubuli più grandi con lume
centrale che contengono cellule di Sertoli e cellule
germinali evolute fino agli spermatidi e,
eccezionalmente, fino agli spermatozoi. Non si
osservano cellule di Leydig. La forma è associata
a deficit di LH.
INFERTILITA’ o STERILITA’ PRETESTICOLARE
3 – testicolo ipogonadotropinico postpuberale (secondario)
 INFERTILITÀ O STERILITÀ PRE-TESTICOLARE
(23 casi pari al 10,5%)
 Testicolo ipogonadotropinico post-puberale
(secondario) dovuto ad eccesso di ormoni
steroidei, caratterizzato da blocco della
spermatogenesi con atrofia delle cellule di Leydig
ed evidenza di fibre elastiche parietali, assenti
nelle altre due forme di tipo pre-puberale.
INFERTILITA’ O STERILITA’
NORMOGENETICHE
b - infertilità o sterilità
testicolare
INFERTILITA’ o STERILITA’ TESTICOLARE
1 – testicolo pseudo-klinefelteriano
sottotipi I e II


INFERTILITÀ O STERILITÀ TESTICOLARE
Testicolo pseudoklinefelteriano (cariotipo 46,
XY) (10 casi pari al 5%) in due sottotipi:
a) Testicolo con perdita di cellule germinali o
atrofia tubulare parziale e focale (tipo I)
Caratterizzato da rari tubuli rivestiti da cellule di
Sertoli, talora con cellule germinali variamente
evolute


INFERTILITÀ O STERILITÀ TESTICOLARE
Testicolo pseudoklinefelteriano
(cariotipo
46, XY) (10 casi pari al 5%) in due sottotipi:
b) Testicolo con atrofia ialina post-puberale
(tipo II)
Analogo al tipo I ma con presenza di fibre
elastiche parietali da considerare secondario.
Sempre presente l’iperplasia leydigiana in
entrambi i tipi
INFERTILITA’ o STERILITA’ TESTICOLARE
2 – testicolo con aplasia germinale


INFERTILITÀ O STERILITÀ TESTICOLARE
Testicolo da aplasia germinale (Only Sertoli cells
syndrome) (22 casi pari al 10,5%) in due
sottotipi:
a) Tipo maturo
Caratterizzato da tubuli con slaminamento e lieve
ispessimento della tonaca propria, rivestiti
solo da cellule di Sertoli ben differenziate,
vimentina +. Le cellule di Leydig sono
normali. Non si osservano fibre elastiche.

Questo dato permette di distinguere la forma
primitiva da altri quadri secondari di aplasia
germinale. Il quadro morfologico è legato alla
mancata migrazione delle cellule germinali
primordiali dal sacco vitellino alla cresta
genitale.


INFERTILITÀ O STERILITÀ TESTICOLARE
Testicolo da aplasia germinale (Only Sertoli cells
syndrome) (22 casi pari al 10,5%) in due
sottotipi:
b) Tipo immmaturo
Rarissimo, è caratterizzato da tubuli con
slaminamento e ispessimento della tonaca
propria, rivestiti solo da cellule di Sertoli
immature. Le cellule di Leydig sono normali.
INFERTILITA’ o STERILITA’ TESTICOLARE
3 – testicolo da blocco della
spermatogenesi

INFERTILITÀ O STERILITÀ TESTICOLARE

Testicolo da blocco della spermatogenesi
(30 casi pari al 13,7%)

Le cellule germinali possono essere bloccate a
livello degli spermatociti con rare cellule giganti
simil-spermatidiche (tipo I).

Oppure bloccate in parte dei tubuli, a
livello degli spermatidi Sa e Sb con
eventuale presenza di macrofagi e cellule
giganti plurinucleate spesso in regressione
(tipo II o atrofia tubulare mista)
INFERTILITA’ o STERILITA’ TESTICOLARE
4 – testicolo ipospermatogenetico

INFERTILITÀ O STERILITÀ TESTICOLARE

Testicolo ipospermatogenetico
(60 casi pari al 27,4%)

Caratterizzato dalla presenza di spermatogenesi
completa con deficit quantitativo di tutte le
cellule germinali nelle loro diverse fasi
maturative.
INFERTILITA’ O STERILITA’
NORMOGENETICHE
c - infertilità o sterilità
post-testicolare
INFERTILITA’ o STERILITA’
POST-TESTICOLARE

INFERTILITÀ O STERILITÀ POST-TESTICOLARE

(44 casi pari al 20,1%)

Caratterizzata da blocco delle vie escretrici.
Il parenchima si presenta normale o solo
modestamente ipospermatogenico.
INFERTILITA’ O STERILITA’
NORMOGENETICHE
Carcinoma in situ in corso di
infertilità o sterilità

CARCINOMA IN SITU IN CORSO DI INFERTILITA’ O
STERILITA’

A parte vanno considerati i rari casi di carcinoma in
situ (UIGCN) (1 caso pari allo 0,45%) in testicolo
sterile. Nel caso in esame, di aspetto
pseudoklinefelteriano, sono state osservate grandi
cellule atipiche chiare in posizione basale con
nucleo macronucleolato PAS+ e Plap+ (a livello di
membrana, negative per CK, AFP e HCG: cellule
indifferenziate germinali simil-seminomatose su un
fondo di cellule di Sertoli VIM+
Con il passare dei decenni è
notevolmente cambiata la
percentuale delle diverse forme
di sterilità testicolare
Casi di sterilità maschile primitiva diagnosticati con la biopsia
(% sul totale di casi osservati e numero dei casi osservati)
Decadi di osservazione
1965-1974
1975-1984
1985-1994
Totale casi
Sterilità maschile disgenetica
47, XXY
S. Di Klinefelter
22,7%
20
6,4%
8
6,1%
3
31
Sterilità maschilie normogenetica
Sterilità pre-testicolare
a) pre-puberale infantile
b) pre-puberale eunucoide
18,1%
16
4,8%
6
2,0%
1
23
Sterilità post-testicolare
9,0%
8
28,8%
36
32,6%
16
60
Totale casi esaminati
44
50
20
Totale biopsie testicolari
88
125
49
andamento
Casi di sterilità maschile primitiva diagnosticati con la biopsia
(% sul totale di casi osservati e numero dei casi osservati)
Decadi di osservazione
Sterilità testicolare
1965-1974
1975-1984
1985-1994
Totale casi
Testicolo
pseudoklinefelteriano
primitivo
6,8%
3
5,8%
4
6,8%
2
9
Aplasia germinale
38,6%
17
6,6%
5
37,9%
11
33
Blocco della spermatogenesi
20,4%
9
28,0%
21
37,9%
11
41
Ipospermatogenesi
34,0%
15
60,0%
45
11,1%
5
65
Totale casi esaminati
44
50
20
Totale biopsie testicolari
88
125
49
andamento
 Nei decenni 1965-1974 tutti i casi di sterilità erano stati
sottoposti a biopsia con le percentuali indicate e da
considerare come reali incidenze nella popolazione.
 Nella decade successiva si sono ridotte nettamente le
forme disgenetiche e pre-testicolari fino quasi a
scomparire nella decade 1985-1994.
 Nelle forme testicolari: testicolo pseudoklinefelterieno
e aplasia germinale appaiono stabili, mentre c’è un
aumento di casi di blocco della spermatogenesi. I casi
di ipospermatogenesi sono in netto calo.
 Secondo la nostra esperienza maturata utilizzando
la classificazione descritta sembra di poter
concludere che la biopsia testicolare conserva un
ruolo importante nelle sterilità normogenetiche
testicolari, mentre nelle forme disgenetiche ed
endocrine (pre-testicolari), le indagini
citogenetiche e ormonali sono generalmente
sufficienti all’inquadramento dei casi.
 Si sottolinea l’importanza della evidenziazione
delle fibre elastiche per distinguere le forme
primitive oggetto di questo studio dalle forme
secondarie post-puberali, positive per la presenza
di elastina parietale, e di una appropriata
fissazione in liquido di Bouin del frammento
bioptico
 Rimangono, nelle forme di sterilità
normogenetiche testicolari, quadri ambigui e non
del tutto definiti. Anche questo spiega, insieme al
procedere delle conoscenze odierne, l’affacciarsi di
nuove classificazioni e quadri istologici.
 Anche le più recenti classificazioni tuttavia,
conservano un notevole grado di soggettività e
sono dipendenti dall’esperienza dell’esaminatore,
come quella da noi maturata.
 Anche l’utilizzo della microscopia elettronica,
proclamato come evento salvifico qualche
decennio fa nella chiarificazione di quadri
diagnostici ambigui, è servito solo a meglio
definire alcune particolari alterazioni citologiche,
ma è risultato impraticabile nella routine
diagnostica.
 Lo sviluppo della morfometria ha permesso
studi semiquantitativi e quantitativi (ad es.:
lo score di Johnsen) e a valutare i rapporti
numerici fra i citotipi che hanno aumentato
la riproducibilità della diagnosi.
 La classificazione più condivisa oggi distingue, su
base strettamente morfologica:
A. Sertoli cell only syndrome (aplasia germinale)
B. Ialinizzazione tubulare
C. Alterazioni della spermatogenesi
sia nel
compartimento basale che nel compartimento
luminale dei tubuli
D. Atrofia tubulare mista
A. Sertoli cell only syndrome Si distinguono 5 varianti
della Sertoli cell only syndrome:
a)
Sertoli cell only syndrome con cellule di Sertoli immature
caratterizzata da tubuli piccoli senza lume, assenza di fibre elastiche
e assenza di cellule di Leydig.
E’ dovuta a deficit di FSH e LH
b)
Sertoli cell only syndrome con cellule di Sertoli disgenetiche
caratterizzata da deviazioni della normale maturazione e
associazione di aspetti maturi e immaturi. Le cellule sono positive
oltre che alla vimentina anche all’ormone anti-mulleriano e a CK 18
(segno di immaturità). I tubuli hanno scarso lume per poca
secrezione fluida delle cellule. Sono presenti cellule di Leydig anche
se con aspetti di polimorfismo. Presenza di elevati livelli di FSH e
LH.
A. Sertoli cell only syndrome Si distinguono 5 varianti
della Sertoli cell only syndrome:
c)
Sertoli cell only syndrome con cellule di Sertoli mature
(quadro già descritto nella precedente classificazione). La sindrome
è legata a mancata migrazione delle cellule germinali primordiali dal
sacco vitellino alla cresta gonadica e si associa ad elevati livelli di FSH
e LH.
d)
Sertoli cell only syndrome con cellule di Sertoli in
involuzione L’involuzione comprende anche le cellule di Leydig.
Il quadro è secondario (ad es.: dopo chemioterapia)
e)
Sertoli cell only syndrome con cellule di Sertoli
dedifferenziate spesso di aspetto immaturo e con
dedifferenziazione anche delle cellule di Leydig. Anche questo
quadro è secondario a somministrazioni ormonali.
 Rispetto alla nostra precedente classificazione si notano
altre 3 forme:
 Una mal definita (a cellule di Sertoli disgenetiche) e altre
due forme secondarie a terapie varie e che pertanto esulano
da una corretta classificazione delle infertilità primitive.
 Al di là del dettagio morfologico, spicca in questa
classificazione la cattiva delimitazione dei quadri e la
commistione di forme primitive e secondarie dovuta al
rilievo esclusivamente descrittivo dei quadri. Basti
considerare che nelle forme d) ed e) è ammessa la presenza
di rari spermatozoi (Sertoli only cell syndrome “not only”)
B. Ialinizzazione tubulare
a) Ialinizzazione disgenetica Un tipo corrisponde al testicolo
Klinefelteriano già descritto e prevede la coesistenza di qualche
tubulo ancora cellulato (cellule di Sertoli e cellule germinali) e
tubuli ialinizzati senza fibre elastiche. Le cellule di Leydig
possono assumere aspetto adenomatoso ma sono in preda a
regressione con ipertestosteronismo. Un secondo tipo è
presente nel testicolo criptorchide.
b) Ialinizzazione da deficit ormonale (testicolo
ipogonadotropinico) con ialinosi come evento finale del
quadro.
c) Ialinizzazione ischemica (da torsione)
B. Ialinizzazione tubulare
d) Ialinizzazione post-ostruttiva
e) Ialinizzazione post-infiammatoria
f)
Ialinizzazione da agenti fisici e chimici

Ancora una volta un capitolo omnicomprensivo fatto di
una serie di quadri uniti tra loro solo dal dato descrittivo
della “ialinizzazione” e derivante dall’assemblaggio di
forme primitive e secondarie, senza distinzione di forme
disgenetiche e normogenetiche.
C. Alterazioni diffuse della spermatogenesi
a) Lesioni del comparto paraluminale dei tubuli
corrisponde a:

a.
b.
Blocco della spematogenesi a livello di spermatidi rotondi Sa e Sb
Blocco della spermatogenesi a livello degli spermatociti primari
c.
pre-meiotici o a livello meiotico (pachitene o diplotene)
Blocco della spermatogenesi a livello dei primissimi spermatidi
formatisi
In tutti questi casi il blocco è parziale. Generalmente i
quadri sono conseguenza di ostruzione intra- o extratesticolare primitiva o secondaria, compreso il varicocele e
le forme post-orchitiche
C. Alterazioni diffuse della spermatogenesi
b) Lesioni del comparto basale dei tubuli
a. Ipospematogenesi pura con riduzione quantitativa di spermatogoni e
spermatociti e delle altre cellule germinali generalmente bloccate agli
spermatidi allungati (Sc e Sd)
b.

Ipospermatogenesi con alterazioni regressive degli spermatociti
Si tratta di forme disendocrine da deficit congenito
funzionale delle cellule germinali o da disfunzione
delle cellule di Sertoli o di Leydig, oppure da
insensibilità agli androgeni. Anche in questo caso
sono comprese forme primitive e secondarie.
Il capitolo delle alterazioni della spermatogenesi
comprende le nostre classi di blocco della
spermatogenesi e ipospermatogenesi con
sottodivisioni molto particolareggiate, improponibili
per una pratica classificazione da usare nella routine.
 Anche le valutazioni delle alterazioni citologiche
degli spermatogoni (spermatogoni giganti)
spermatociti, spermatidi e spermatozoi (testa e
coda), dimostrate prevalentemente dalla microscopia
elettronica, esulano dagli scopi di una classificazione
utilizzabile nella diagnostica corrente

D. Lesioni focali della spermatogenesi (Atrofia tubulare
mista)
Associazione di tubuli contenenti solo cellule di
Sertoli e tubuli con spermatogenesi generalmente
incompleta o raramente completa.
 E’ una forma primitiva con distribuzione lobulare
delle lesioni.

 La classificazione oggi prevalentemente in uso:
A. Sertoli cell only syndrome (aplasia germinale)
B. Ialinizzazione tubulare
C. Alterazioni della spermatogenesi
a.
b.
del comparto luminale
del comparto basale
D. Atrofia tubulare mista o lesioni focali della
spermatogenesi
a sua volta suddivisa in numerosi sottogruppi e
sottotipi, comprensivi di forme primitive e secondarie
della più varia natura, disgenetiche e normogenetiche,
normoendocrine e disendocrine
non sembra complessivamente aggiungere
nulla di decisivo alla nostra vecchia
classificazione più schematica e semplice, anzi,
basandosi su dati prevalentemente descrittivi,
sembra complicare notevolmente i problemi,
assemblando forme a etiologia e patogenesi
diverse. Anche perché lo scopo non è quello
di descrivere lo scibile in tema di infertilità
testicolari ma di offrire una classificazione
pratica da utilizzare in routine diagnostica