컴퓨터 정액 분석 (CASA; Computer Assisted Semen Analysis)

1. 정액 검사(Semen Analysis)란?

정액 검사는 남성 불임 문제를 점검하기 위해 시행되는 검사입니다. 정액 검사를 실시하려면 정액 시료를 살균된 컵에 수집해야 합니다. 이것은 보통 자위에 의해 행해지지만, 특별한 경우에는 성교를 통해서 정액 시료를 얻을 수도 있습니다. 수년 동안 정자에 대한 평가는 현미경을 통해 관찰하여, 정자를 수동으로 계산하는 방식으로 실험실 연구원에 의해 수행되어 왔습니다.

표준적인 정액 검사에서 점검되는 항목들

  - Volume of ejaculate (사정된 정액의 양)

  - Concentration of sperm (정자의 농도)

  - Motility (움직이는 정자의 비율)

  - Progressive motility (전진하는 정자의 비율)

  - pH (정액의 산도)

  - Morphology(정자의 형태)

표준적인 정액 검사 방법은 빠르게 움직이는 정자와 중간 속도, 또는 느리게 움직이는 정자를 구별하는 것에 대해 완전하게 연구원의 판단에 의해 결정되어지기 때문에 큰 오차가 발생될 수 있습니다. 한 연구 보고서에 따르면, 같은 정액 시료를 가지고 실시한 정액 검사에서 정자 수나 정자 운동성과 같은 정액 검사 결과가 연구원마다 매우 큰 차이를 보이고 있다는 결과를 보고하기도 하였습니다. 그래서 최근에는 컴퓨터 정액 분석(CASA) 시스템을 도입하여 보다 정확하고 객관성 있는 검사를 하고 있습니다.

2. 컴퓨터 정액 분석(CASA)이란?

고해상도 비디오카메라가 부착된 현미경에 정액 시료를 올려두고, 컴퓨터 정액 분석 장비로 분석을 실시하면, 비디오카메라로 촬영된 영상 및 이미지가 분석 소프트웨어 프로그램에 의해 자동으로 분석되어, 수치화된 데이터로 결과를 출력해 줍니다. 이를 CASA 또는 컴퓨터 정액 분석이라고 합니다. 컴퓨터 정액 분석의 장점은 결과가 정확하고, 어떠한 연구원이 측정하더라도 거의 동일한 결과를 얻을 수 있다는 점입니다. 본원에서는 정자를 시각화하기 위해 정교한 전자 영상 시스템을 사용하고 있으며, 수십 개의 개별 정자 파라미터를 평가하는 고급 소프트웨어 프로그램을 사용하여 정액을 검사하고 있습니다.

(1) Sperm Motility (정자의 운동성)

전진하며 빠르게 움직이는 정자의 수는 남성의 생식력을 평가하는 기준에서 가장 중요한 요소입니다. 정액 분석에서 움직임이 없는 정자, 느리게 움직이는 정자 및 앞으로 움직이지 않는 정자들이 많을수록 임신할 수 있는 가능성은 적어지게 됩니다.

컴퓨터 정액 분석 시스템을 이용하게 되면, 현미경 영역 아래에 보이는 모든 정자를 1초 이상의 시간동안 추적하여 이동한 경로를 분석하고, 그에 따른 다양한 결과 값을 산출해낼 수 있습니다.

* Progressive motility - 일직선으로 빠르게 움직이는 정자를 녹색으로 표시

* Non progressive motility - 꼬리를 움직여도 앞으로 나가지 않는 정자를 청색으로 표시

* Immotile - 전혀 움직이지 않는 정자를 자주색으로 표시

(2) Semen morphology (정자의 형태)

정자의 외적인 형태는 남성의 생식력을 평가하는 데 사용됩니다. 모든 남성의 정액은 정상인 정자와 비정상인 정자를 가지고 있습니다. 정상인 정자가 일정 비율 이상 존재할 경우 임신할 수 있는 가능성이 높아지게 됩니다. 또한 체외수정동안 수정되는 난자의 비율이 정상 정자의 비율과 관련이 있다는 연구보고들도 있습니다.

과거에 사용된 형태적 판단 기준은 정상 정자와 비정상인 정자를 구별하기에는 부족한 점이 많아, 최근에는 명칭에서 보여주는 것처럼, 형태를 엄격하게 평가하는 Strict Morphology(Kruger Morphology)라는 다른 기준으로 검사하고 있습니다.

정자의 형태를 판단하는데 있어서 한 가지 문제점은 형태학을 수행하는 연구원들이 정액 표본을 일관성 있게 평가하지 못한다는 것입니다. 심지어 오늘과 내일, 또는 연구원마다 다른 결과를 보여준다는 것입니다. 이러한 이유로, 본원에서는 정자의 형태를 판단하기 위해 컴퓨터 정액 분석 시스템을 사용하고 있으며, 지속적으로 품질 평가를 수행하고 있습니다.

(3) DNA Fragmentation Test(정자 파편화 검사)

난임의 원인으로 남성요인을 확인하기 위해서는 정액 분석을 통해 정액의 상태를 정확히 판단하는 것이 가장 중요합니다. 하지만, 일반적인 정액 분석만으로는 정자의 DNA 손상 여부까지는 확인이 불가능합니다. DNA Fragmentation Test는 이러한 정자의 유전물질인 DNA의 손상정도(무결성)를 미리 파악하여 어떠한 보조생식술을 적용할지를 판단하는 기준으로 삼을 수 있습니다.

DNA 손상은 흡연, 음낭의 열 노출, 그리고 만성 감염 등 많은 생활 요소들에 의해 발생됩니다. DNA의 손상정도가 높을 경우, 배아의 정상적인 발달을 어렵게 만들고, 임신수치가 나오더라도 반복적인 유산의 가능성을 높일 수 있다는 연구 보고들도 있습니다. 또한 난임의 원인 중 원인불명의 한 부분을 차지하고 있다고 할 수 있기 때문에, 다양한 ART 치료에도 불구하고 임신이 되지 않는다면 검사를 받아보시는 것을 권해 드립니다.

정상적인 정자는 halo의 크기가 크게 표현되며, DNA가 손상된 정자는 halo의 크기가 작거나 거의 없는 형태로 표현됩니다.