Stress oxydatif séminal (MiOXSYS) et spermogramme : étude rétrospective sur 290 patients au Luxembourg

Contexte : spermogramme, stress oxydatif séminal et concept de MOSI

Le spermogramme reste l'examen biologique de première intention de l'infertilité masculine. Les valeurs de référence du manuel OMS de 2021 pour l'examen du sperme humain [1] correspondent au 5e percentile d'hommes dont la partenaire a obtenu une grossesse en 12 mois ou moins : ce sont des limites inférieures de référence, et non une frontière entre fertilité et infertilité.

Le stress oxydatif séminal correspond à un excès de molécules oxydantes, les espèces réactives de l'oxygène (ROS), par rapport aux défenses antioxydantes du sperme. Cet excès peut abîmer la membrane des spermatozoïdes et leur ADN, et réduire leur mobilité. Le concept de Male Oxidative Stress Infertility (MOSI) [2] regroupe les hommes infertiles qui présentent à la fois un spermogramme altéré et un stress oxydatif. Ses auteurs proposent de les repérer grâce à l'ORP (potentiel d'oxydoréduction), tout en reconnaissant que les traitements antioxydants ne reposent pas encore sur des preuves solides.

Le test MiOXSYS mesure cet ORP dans le sperme, puis le divise par la concentration en spermatozoïdes : on obtient le sORP, ou potentiel d'oxydoréduction statique, exprimé en mV/10⁶ spermatozoïdes/mL. Une étude multicentrique menée chez 2 092 patients [3] a proposé un seuil de 1,34 pour repérer les spermogrammes anormaux, au regard des critères OMS 2010. Le résultat dépend aussi des conditions de mesure : il augmente avec la température de l'échantillon, et des mesures en double [4] sont recommandées. Au Luxembourg, le laboratoire BIONEXT propose ce test en complément du spermogramme [5].

L'objectif principal était de comparer la fréquence d'un sORP élevé entre spermogrammes normaux et anormaux ; les objectifs secondaires, d'étudier chaque paramètre spermatique et d'évaluer la part de l'association attribuable à la concentration.

Méthodes

Dessin de l'étude et population

Analyse rétrospective monocentrique des examens couplés spermogramme et MiOXSYS enregistrés par le laboratoire BIONEXT du 24 juillet 2024 au 18 août 2026. L'extraction comprenait 361 examens pour 329 patients : 299 avec un examen, 28 avec deux, 2 avec trois.

Seul le premier examen chronologique de chaque patient a été retenu, afin d'éviter la dépendance entre mesures répétées. Les exclusions ont été séquentielles : ORP manquant, spermogramme incomplet, puis résultat MiOXSYS inférieur à la limite de mesure. Aucune valeur censurée ne subsistait : les analyses continues portent sur les 290 patients (206 sans stress oxydatif, 84 avec). Le motif de prescription du bilan n'était pas disponible.

Définitions opérationnelles

Les seuils spermatiques correspondent aux limites inférieures de référence de l'OMS 2021 [1]. Le regroupement de la mobilité totale et de la mobilité progressive en un critère unique est un choix du fichier source. L'oligozoospermie étant définie par la concentration ou par la numération, 7 des 43 patients classés oligozoospermiques ne l'étaient que par la numération totale.

Analyse statistique

Les variables continues sont présentées en médiane et intervalle interquartile (IQR, quartiles par interpolation linéaire) et comparées par test de Mann-Whitney. Les associations entre sORP continu et paramètres spermatiques ont été explorées par corrélation de Spearman. Les proportions sont accompagnées d'IC95 % de Wilson. Les associations binaires sont exprimées en odds ratio (OR, rapport de cotes) avec IC95 % de Wald et test exact de Fisher, et en rapport de proportions avec IC95 % logarithmique. Pour les OR, un IC95 % exact a aussi été calculé sur l'OR conditionnel (maximum de vraisemblance conditionnel), en cohérence avec le test de Fisher.

Analyses complémentaires : critère de sensibilité ; exclusion des patients à concentration inférieure à 16 M/mL ou numération inférieure à 39 M ; restriction aux concentrations d'au moins 16 M/mL avec chacun des deux critères ; inclusion des résultats inférieurs à la limite de mesure comme non oxydatifs. Tests bilatéraux (alpha = 0,05), sans correction de multiplicité ; analyses secondaires exploratoires.

Résultats : stress oxydatif séminal chez 290 patients

Flux des patients

Fréquence du stress oxydatif séminal

Parmi les 290 patients analysés, 84 présentaient un sORP supérieur à 1,34, soit 29,0 % (IC95 % 24,0-34,4). Sur l'ensemble des examens ayant un résultat MiOXSYS interprétable (mesures répétées incluses), la fréquence brute était de 29,8 % (102/342). Ces fréquences décrivent une population de laboratoire, non la population masculine générale.

sORP élevé et spermogramme anormal

Le stress oxydatif concernait 80 spermogrammes anormaux sur 235 (34,0 % ; IC95 % 28,3-40,3) et 4 normozoospermies sur 55 (7,3 % ; IC95 % 2,9-17,3 ; Fisher p < 0,001), soit une fréquence multipliée par 4,7 en cas de spermogramme anormal (rapport 4,68 ; IC95 % 1,79-12,23). L'OR était de 6,58 (IC95 % de Wald 2,30-18,86). Avec 4 patients dans une case, sa borne supérieure est instable (OR conditionnel 6,55 ; IC95 % exact 2,28-25,84).

L'OR ne se lit pas comme un rapport de probabilités : 95,2 % (80/84) des patients avec stress oxydatif avaient un spermogramme anormal, contre 75,2 % (155/206) des patients sans stress, soit un rapport de 1,27 (IC95 % 1,15-1,39). L'écart tient à la forte proportion de spermogrammes anormaux dans cette population (235/290).

Fréquence du stress oxydatif par critère spermatique

Les critères se chevauchent. « Concentration basse » renvoie ici à la concentration seule, alors que l'oligozoospermie de la classification inclut la numération. La vitalité basse n'était pas significativement associée au stress oxydatif (15/44, 34,1 %, contre 69/246, 28,0 % ; Fisher p = 0,47).

Fréquence par conclusion du spermogramme

La tératozoospermie isolée, conclusion anormale la plus fréquente, semblait plus souvent associée au stress oxydatif que la normozoospermie (18,3 % contre 7,3 %), sans différence significative (Fisher p = 0,068). Hors oligozoospermie, la fréquence ne suivait pas un gradient régulier avec le nombre d'anomalies : 7,3 % sans anomalie (4/55), 16,9 % avec une (22/130), 31,7 % avec deux (13/41), 23,8 % avec trois (5/21). Les fréquences les plus élevées concernaient les profils avec oligozoospermie ; les catégories Oligozoospermie et Oligo-asthénozoospermie, regroupées dans « Autres profils », ne comptent que des patients classés sur la seule numération.

Paramètres spermatiques et statut oxydatif

Les médianes de concentration, de numération, de mobilité totale, de mobilité progressive et de formes typiques étaient plus basses en cas de stress oxydatif ; la vitalité ne différait pas. Les écarts de concentration et de numération découlent en partie de la définition même des groupes et ne peuvent pas être lus comme un effet du stress oxydatif.

Corrélations entre sORP et paramètres spermatiques

Les corrélations avec la concentration et la numération sont en grande partie mécaniques ; celles avec la mobilité et la morphologie sont faibles (|rho| de 0,136 à 0,299). L'ORP non normé, approché en multipliant le sORP par la concentration, n'est pratiquement corrélé à aucun paramètre spermatique (|rho| inférieur ou égal à 0,064).

Analyses de sensibilité et analyses restreintes

IC95 % de Wald approximatifs. Pour la restriction aux concentrations d'au moins 16 M/mL avec le critère vitalité, mobilité ou morphologie, l'IC95 % exact conditionnel (0,98-7,60 ; OR conditionnel 2,50) inclut 1, en cohérence avec le test de Fisher.

Le critère de sensibilité ne reclasse que 3 patients, dont la seule anomalie était une numération totale basse : les 36 patients à concentration inférieure à 16 M/mL avaient tous aussi une anomalie de vitalité, de mobilité ou de morphologie. Son OR de 4,39 ne lève donc pas la circularité. La concentration seule discriminait les patients avec et sans stress oxydatif avec une aire sous la courbe (AUC, area under the curve) ROC (receiver operating characteristic) de 0,95 ; tous les patients en stress oxydatif avaient une concentration inférieure à 65 M/mL.

Après exclusion des concentrations ou numérations basses, l'association persistait mais était plus faible (OR 3,36 ; p = 0,026), avec un intervalle de confiance large qui chevauche celui de l'analyse principale. Chez les patients à concentration d'au moins 16 M/mL, elle restait significative avec le critère principal, qui inclut encore la numération basse (OR 3,83 ; p = 0,007). Avec le critère vitalité, mobilité ou morphologie, elle n'atteignait plus le seuil de significativité (OR conditionnel 2,50 ; IC95 % exact 0,98-7,60 ; p = 0,059). Les deux analyses ne diffèrent que par le reclassement des 3 patients à numération basse isolée, et leurs intervalles de confiance se chevauchent largement. Un effet de la concentration ne peut donc pas être écarté.

Discussion : que retenir du sORP face au spermogramme ?

Une association largement portée par la concentration

L'association entre sORP élevé et spermogramme anormal est statistiquement nette et va dans le même sens que les travaux multicentriques décrivant une corrélation négative entre ORP normé et paramètres spermatiques [3]. Sa lecture clinique est pourtant limitée par la construction du marqueur : la concentration entre au dénominateur du sORP et discrimine à elle seule le statut oxydatif avec une AUC de 0,95. L'OR passe de 6,58 à 3,36 lorsque les concentrations ou numérations basses sont écartées, avec des intervalles de confiance larges et chevauchants.

Ce constat rejoint une étude sur recueils de sperme répétés [6] : chez 31 hommes en bonne santé (118 échantillons sur six mois), les associations entre sORP élevé, paramètres spermatiques et fragmentation de l'ADN étaient entièrement dues à la normalisation de l'ORP par la concentration spermatique. Les tests n'y apportaient pas d'utilité clinique supplémentaire par rapport au spermogramme standard. Sans groupe témoin ni critère fonctionnel indépendant, nos données ne permettent ni de confirmer ni d'écarter un signal redox propre.

Le seuil de 1,34 : sensibilité élevée, spécificité faible

Le seuil de 1,34 mV/10⁶ spermatozoïdes/mL a été établi contre les critères OMS 2010, avec une sensibilité de 98,1 %, une spécificité de 40,6 % et une AUC de 0,765 [3] ; son application aux limites OMS 2021 n'a pas été validée. Le critère de référence, le spermogramme, dépend lui-même de la concentration : optimiser un seuil local contre cette classification reproduirait la circularité. Une validation devrait reposer sur un critère clinique défini à l'avance, comme la grossesse ou la fragmentation de l'ADN. L'étude sur recueils répétés utilisait d'ailleurs un autre seuil, de 1,47 [6].

sORP élevé malgré une normozoospermie

Quatre patients normozoospermiques sur 55 avaient un sORP élevé (IC95 % 2,9-17,3). Faute de données sur la fertilité, l'assistance médicale à la procréation (AMP), la fragmentation de l'ADN ou des mesures répétées, aucune conclusion ne peut être tirée sur leur fertilité. La sensibilité du sORP à la température et l'exigence de duplicata [4] imposent aussi de considérer une variabilité analytique.

Implications pour la pratique

Un résultat MiOXSYS se lit avec la concentration sous les yeux. En cas de concentration basse, un sORP élevé apporte peu au-delà du spermogramme ; à concentration normale, son interprétation reste incertaine faute de validation clinique.

Cette étude n'a évalué ni l'utilité diagnostique ou pronostique du test, ni un traitement antioxydant. La prise en charge des facteurs modifiables, comme le tabagisme (voir tabac et fertilité masculine), reste pertinente quel que soit le sORP. Le sORP ne remplace pas non plus le bilan andrologique habituel, qui recherche aussi une baisse de testostérone ou des troubles érectiles associés.

Limites de l'étude

• Dessin rétrospectif et monocentrique : l'étude décrit des associations, sans preuve de causalité.
• Population de laboratoire, motif de prescription inconnu, absence de groupe témoin fertile.
• Facteurs de confusion absents : âge, abstinence, tabagisme, indice de masse corporelle (IMC), varicocèle, infection, médicaments, fièvre récente, conditions de recueil, délai d'analyse.
• Aucune issue clinique : délai de conception, grossesse, naissance vivante, résultats d'AMP ou fragmentation de l'ADN spermatique.
• Circularité entre le sORP, normalisé par la concentration, et la classification du spermogramme, qui inclut la concentration et la numération.
• Seuil de 1,34 établi contre les critères OMS 2010 et appliqué ici aux limites OMS 2021.
• Oligozoospermie définie par la concentration ou la numération : avec la concentration seule, l'OR principal serait de 4,39 au lieu de 6,58.

Conclusion : stress oxydatif séminal, MiOXSYS et spermogramme

Dans les données d'un laboratoire luxembourgeois, un sORP normé élevé mesuré par MiOXSYS était associé à un spermogramme anormal (95,2 % contre 75,2 %) et à des valeurs plus basses de mobilité progressive et de morphologie. Ces associations sont difficiles à séparer de l'effet de la concentration utilisée pour normaliser le sORP et sont plus faibles après exclusion des concentrations et numérations basses. Elles ne démontrent ni causalité, ni capacité à prédire une grossesse, ni indication d'un traitement antioxydant. Une évaluation prospective avec issues de fertilité reste nécessaire pour situer le stress oxydatif séminal dans le bilan d'infertilité masculine.

Spermogramme normal ou anormal : ce que révèle le stress oxydatif chez 290 patients au Luxembourg

Références

1. World Health Organization. WHO laboratory manual for the examination and processing of human semen. 6th ed. Geneva: World Health Organization; 2021. ISBN 9789240030787.
2. Agarwal A, Parekh N, Panner Selvam MK, et al. Male Oxidative Stress Infertility (MOSI): proposed terminology and clinical practice guidelines for management of idiopathic male infertility. World J Mens Health. 2019;37(3):296-312. doi:10.5534/wjmh.190055
3. Agarwal A, Panner Selvam MK, Arafa M, et al. Multi-center evaluation of oxidation-reduction potential by the MiOXSYS in males with abnormal semen. Asian J Androl. 2019;21(6):565-569. doi:10.4103/aja.aja_5_19
4. Vassiliou A, Martin CH, Homa ST, et al. Redox potential in human semen: validation and qualification of the MiOXsys assay. Andrologia. 2021;53(2):e13938. doi:10.1111/and.13938
5. Gosset PE. Infertilité masculine : rôle du stress oxydatif et concept de MOSI. Semper Luxembourg. Septembre 2025:86-87 (article du laboratoire BIONEXT).
6. Castleton P, Gyawali P, Mathews N, Mutuku SM, Sharkey DJ, McPherson NO. MiOXSYS and OxiSperm II assays appear to provide no clinical utility for determining oxidative stress in human sperm: results from repeated semen collections. Andrology. 2023;11(8):1566-1578. doi:10.1111/andr.13356

FAQ sur le sORP et le test MiOXSYS

Et maintenant ?

Le laboratoire BIONEXT réalise à Leudelange un bilan de fertilité masculine qui va du spermogramme à l'étude du stress oxydatif et à la fragmentation de l'ADN spermatique. Le spermogramme est pris en charge par la CNS ; l'étude du stress oxydatif et la fragmentation de l'ADN ne le sont pas. Si la mesure du stress oxydatif est envisagée, le patient doit savoir qu'elle reste à sa charge avec une prise de rendez-vous préalablement.