Correlation between standard sperm parameters and sperm DNA fragmentation from 11,339 samples.

Conventional semen parameters have long been considered fundamental in male fertility analyses. However, doubts have been raised regarding the clinical utility of the assessment of spermatozoa (sperm) DNA damage. In this retrospective study, we investigated the potential correlation between conventional semen parameters and semen DNA fragmentation (SDF) assessed as sperm DNA damage, in 11,339 semen samples collected between January 2019 and June 2022. We observed significant negative correlations between the DNA fragmentation index (DFI) and sperm viability (correlation coefficient [r] = -0.514) as well as progressive sperm motility (r = -0.512, p < 0.05). Samples were categorized into three groups according to DFI levels (Groups A, B, and C: ≤15%, 15 < DFI ≤30%, and >30%, respectively). Furthermore, the percentage of semen samples with normal sperm conventional parameters in Groups A, B, and C was 76.7% (4369/5697), 61.4% (2351/3827), and 39.7% (721/1815), respectively. Moreover, according to the reference values of conventional sperm parameters, the samples were divided into Groups F, G, and H with all normal, only one abnormal, and > two abnormal parameters, respectively. In addition, the proportions of samples with abnormal DFI values (>30) in Groups F, G, and H were 9.7% (721/7441), 23.1% (618/2676), and 39.0% (476/1222), respectively. Multivariate logistic regression models demonstrated that sperm vitality, progressive sperm motility, normal sperm form, total sperm count, semen volume, age, and some sperm kinematics collectively improved the area under the receiver operating characteristic curve (AUROC) to 0.861, surpassing the predictive value of a single predictor of pathologically damaged sperm DNA. Our study suggests that samples with abnormal sperm parameters may have a higher likelihood of high DNA fragmentation. Furthermore, certain semen parameters could be potential indicators of sperm DNA fragmentation, aiding sperm selection in assisted reproductive procedures.

Normal sperm head morphometric reference values in fertile Asian males.

ABSTRACT: Sperm head morphology is crucial for male factor infertility diagnosis and assessment of male reproductive potential. Several criteria are available to analyze sperm head morphology, but they are limited by poor methodology comparability and population applicability. This study aimed to explore comprehensive and new normal morphometric reference values for spermatozoa heads in fertile Asian males. An automated sperm morphology analysis system captured 23 152 stained spermatozoa from confirmed fertile males. Of these samples, 1856 sperm head images were annotated by three experienced laboratory technicians as "normal". We employed 14 novel morphometric features to describe sperm head size (head length, head width, length/width ratio, and girth), shape (ellipse intersection over union, girth intersection over union, short-axis symmetry, and long-axis symmetry), area (head, acrosome, postacrosomal areas, and acrosome area ratio), and degrees of acrosome and nuclear uniformity. This straight-forward method for the morphometric analysis of sperm by accurate visual measurements is clinically applicable. The measured parameters present valuable information to establish morphometric reference intervals for normal sperm heads in fertile Asian males. The presented detailed measurement data will be valuable for interlaboratory comparisons and technician training. In vitro fertilization and andrology laboratory technicians can use these parameters to perform objective morphology evaluation when assessing male fertilization potential.

External quality assessment scheme for sperm DNA fragmentation: a pilot study in China.

BACKGROUND: The aim of this article is to establish an external quality assessment (EQA) scheme for sperm Deoxyribonucleic acid (DNA) fragmentation (SDF) detection, and to assess the feasibility of the scheme. In addition, this article provides some case analysis of abnormal results in order to really help improve the performance of the laboratory. RESULTS: In 2021 and 2022, 10 and 28 laboratories in China volunteered to participate in the EQA program respectively. Two samples were selected for EQA each year, a large spread of results was obtained for the four samples, and the highest values were 13.7, 4.2, 8.0 and 4.0 times the lowest respectively. The coefficients of variation (CVs) were very high for the four samples, at 46.6%, 30.1%, 26.7% and 30.3%, respectively. The CVs of the samples with high SDF values were lower than those of the samples with low SDF values. There was no significant difference between the results of sperm chromatin structure assay (SCSA) and sperm chromatin dispersion (SCD). For the 10 laboratories that participated in EQA in 2021 and 2022, the CVs of low SDF value samples and high SDF value samples decreased from 46.6% and 30.1% in 2021 to 32.5% and 22.7% in 2022, respectively. CONCLUSION: This is the first study to evaluate the EQA program on SDF, which involved a number of laboratories and was demonstrated to be feasible. It is recommended that all laboratories participate in the EQA of SDF to ensure the accuracy of the results.

RéSUMé: CONTEXTES: L'objectif de cet article est d'établir un système externe d'évaluation de la qualité (EEQ) pour la détection de la fragmentation de l'ADN des spermatozoïdes (SDF) et d'évaluer la faisabilité de ce système. En outre, cet article fournit une analyse de cas de résultats anormaux afin d'aider réellement à améliorer les performances du laboratoire. RéSULTATS: En 2021 et 2022, respectivement 10 et 28 laboratoires en Chine se sont portés volontaires pour participer au programme EEQ. Deux échantillons ont été sélectionnés chaque année pour l'EEQ ; un large éventail de résultats a été obtenu pour les quatre échantillons, et les valeurs les plus élevées étaient respectivement de 13,7, 4,2, 8,0 et 4,0 fois les plus faibles. Les coefficients de variation (CV) étaient très élevés pour les quatre échantillons, soit respectivement 46,6 %, 30,1 %, 26,7 % et 30,3 %. Les CV des échantillons avec des valeurs de SDF élevées étaient inférieurs à ceux des échantillons avec de faibles valeurs de SDF. Il n'y avait pas de différence significative entre les résultats du test de structure de la chromatine des spermatozoïdes (SCSA) et ceux de la dispersion de la chromatine des spermatozoïdes (SCD). Pour les 10 laboratoires qui ont participé à l'EEQ en 2021 et 2022, les CV des échantillons à faible valeur de SDF et ceux des échantillons à valeur élevée de SDF ont diminué, passant respectivement de 46,6 % et 30,1 % en 2021 à 32,5 % et 22,7 % en 2022. CONCLUSIONS: Il s'agit de la première étude à évaluer le programme externe d'évaluation de la qualité (EEQ) de l'analyse de la SDF, qui a impliqué un certain nombre de laboratoires, et qui s'est avéré réalisable. Il est recommandé que tous les laboratoires participent à l'EEQ de la SDF afin d'en assurer l'exactitude des résultats.

Semen parameters are seriously affected in acephalic spermatozoa syndrome.

BACKGROUND: Previous studies have reported that some patients with headless spermatozoa have poor semen quality, but there has been no published systematic analysis of semen quality in patients with different proportions of headless spermatozoa in semen. We aimed to explore the association of acephalic spermatozoa syndrome and semen quality in men with distinct proportions of headless spermatozoa. MATERIAL AND METHODS: Semen parameter values in patients for whom headless spermatozoa were found in the ejaculates was studied and compared to that of 413 age-matched prenatal examination patients. All semen samples were analyzed following the same methodology in a single laboratory. RESULTS: All semen parameter values except semen volume were negatively (P < 0.05) correlated with the proportion of headless spermatozoa. The semen samples were divided into four groups on the basis of the proportion of headless spermatozoa (PHS) as follows: 0 < PHS ≤ 5% (n = 172, Group A1); 5 < PHS ≤ 10% (n = 76, Group A2); 10 < PHS ≤ 20% (n = 71, Group B); and PHS > 20% (n = 71, Group C). In Group A1, only one semen parameter value (progressive motility) was lower than those of the control group, but in Group A2, this increased to five (sperm vitality, normal sperm morphology, sperm motility, VCL (curvilinear velocity) and ALH (amplitude of lateral head displacement)). Worse still, all semen parameter values were significantly lower in Group B and Group C than in the control group (P < 0.05). CONCLUSIONS: Semen samples containing headless spermatozoa tend to have lower quality than samples without headless spermatozoa. Increases in the proportion of headless spermatozoa in semen are associated with decreased semen quality. We suggest that headless spermatozoa should be seriously assessed and accurately counted in semen analysis, especially for ejaculate in which the proportion of headless spermatozoa exceeds 5%.

RéSUMé: CONTEXTE: Des études antérieures ont rapporté que certains patients qui avaient des spermatozoïdes sans tête présentaient une mauvaise qualité du sperme, mais il n'y a eu aucune analyse systématique publiée sur la qualité du sperme chez les patients ayant des proportions différentes de spermatozoïdes sans tête dans leur sperme. Nous avons cherché à explorer l'association entre syndrome des spermatozoïdes acéphaliques et qualité du sperme chez les hommes ayant des proportions distinctes de spermatozoïdes sans tête. Les valeurs des paramètres du sperme chez les patients pour lesquels des spermatozoïdes sans tête ont été trouvés dans l'éjaculat ont été étudiées et comparées à celles de 413 patients consultant pour un examen prénatal, appariés sur l'âge. Tous les échantillons de sperme ont été analysés selon la même méthodologie dans un seul laboratoire. RéSULTATS: Toutes les valeurs des paramètres du sperme, à l'exception du volume de sperme, étaient négativement (P < 0,05) corrélées avec la proportion de spermatozoïdes sans tête. Les échantillons de sperme ont été divisés en quatre groupes sur la base de la proportion de spermatozoïdes sans tête (PHS) comme suit: 0 < PHS ≤ 5% (n = 172, groupe A1); 5 < PHS ≤ 10% (n = 76, groupe A2); 10 < PHS ≤ 20% (n = 71, groupe B); et PHS > 20% (n = 71, groupe C). Dans le groupe A1, une seule valeur de paramètre de sperme (motilité progressive) est. inférieure à celle du groupe témoin, mais dans le groupe A2, le nombre s'élève à cinq (vitalité des spermatozoïdes, morphologie normale des spermatozoïdes, mobilité des spermatozoïdes, VCL (vitesse linéaire curviligne) et ALH (amplitude du déplacement latéral de la tête)). Pire encore, toutes les valeurs des paramètres du sperme étaient significativement plus faibles dans les groupes B et C que dans le groupe témoin (P < 0,05). CONCLUSIONS: Les échantillons de sperme contenant des spermatozoïdes sans tête ont tendance à avoir une qualité inférieure à celle des échantillons dépourvus de spermatozoïdes sans tête. L'augmentation de la proportion de spermatozoïdes sans tête dans le sperme est. associée à une réduction de la qualité du sperme. Nous suggérons que les spermatozoïdes sans tête devraient être sérieusement évalués et comptés avec précision dans l'analyse du sperme, en particulier pour l'éjaculat dans lequel la proportion de spermatozoïdes sans tête dépasse 5%.