Universitätsklinikum Ulm Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe Kommisarischer Ärztlicher Direktor: Prof. Dr. med. W. Janni

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1 Universitätsklinikum Ulm Klinik für Frauenheilkunde und Geburtshilfe Kommisarischer Ärztlicher Direktor: Prof. Dr. med. W. Janni Einfluss des Serumprogesteronanstiegs am Tag der hcg- Gabe auf folgende Schwangerschaftsraten und Embryoqualitäten in GnRH-Agonisten und Antagonistenprotokollen Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades der Medizin der Medizinischen Fakultät der Universität Ulm vorgelegt von Marleen Wiedmann geboren in Mutlangen 2013

2 Amtierender Dekan: Prof. Dr. Thomas Wirth 1. Berichterstatter: Prof. Dr. Rainer Terinde 2. Berichterstatter: Prof. Dr. Ralf-Uwe Peter Tag der Promotion: II

3 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis... III Abkürzungsverzeichnis... V 1 Einleitung Ungewollte Kinderlosigkeit Verteilung der Infertilität Assistierte Fertilisierung Geschichtlicher Überblick Therapeutische Grundlagen Erfolgsraten Embryonenqualität Vorzeitige Luteinisierung Serumprogesteronanstieg am Tag der hcg-gabe Inzidenz Pathogenese Fragestellung Methoden Patientenkollektiv GnRH-Analoga und Gonadotropine: Stimulation bei IVF/ICSI- Zyklen Oozytenpuktion und Aufbereitung ICSI Fertilisation Embryoscore Embryotransfer Lutealphase Hormonwertbestimmungen Spermienaufbereitung Statistische Auswertung III

4 Inhaltsverzeichnis 3 Ergebnisse Deskriptive Datenanalyse Patientenkollektiv Anthropometrische Parameter Therapie Sterilitätsursache Stimulation Follikelpunktion Hormonwertbestimmungen Embryotransfer Schwangerschaftsraten Multivariate Analyse Progesteron Sensitivitäts- und Spezifitätsanalyse des Serumprogesteron-Cutoff-Wert im Hinblick auf einen Schwangerschaftseintritt Einteilung der Patientinnen nach Serumprogesteronintervall Embryonenqualität und Schwangerschaftsraten in Abhängigkeit des Serumprogesteronanstiegs am Tag der hcg-gabe Diskussion Schwangerschaftsraten Serumprogesteronanstieg Sekundäre Endpunkte Multivariate Analyse zum Schwangerschaftseintritt Embryoqualität Zusammenfassung Literaturverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Anhang Danksagung Lebenslauf IV

5 Abkürzungsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis ART ASRM AUC BMI DIR EU E2 GnRH hcg hmg ICSI IU IVF CI klin. LH OR p rfsh ROC s.c. TESE MESA WHO WMD Assistierte Reproduktion American society for reproductive medicine area under the curve body mass index Deutsches IVF Register Europäische Union Estradiol Gonadotropin-releasing Hormon Humanes Choriongonadotropin Humanes Menopausales Gonadotropin Intrazytoplasmatische Spermieninjektion Internationale Einheiten In-vitro-Fertilisation Konfidenzintervall Klinisch Luteinisierendes Hormon Odds Ratio Wahrscheinlichkeit rekombinantes Follikelstimulierendes Hormon receiver operator characteristics subkutan Testikuläre Spermienextraktion Mikrochirurgische epididymale Spermienaspiration world health organization weighted mean difference V

6 Einleitung 1 Einleitung 1.1 Ungewollte Kinderlosigkeit Ungewollte Kinderlosigkeit ist ein Problem, das mittlerweile nicht nur Deutschland, eines der kinderärmsten Länder der Welt betrifft, sondern auch zunehmend in Entwicklungsländern zu beobachten ist (Rutstein et al. September 2004). Innerhalb der EU gehört Deutschland zu den Ländern mit der niedrigsten Geburtenziffer und der höchsten Quote Kinderloser (Cornelißen 2005). Aktuellen Schätzungen zufolge sind in Deutschland derzeit ca. 1-1,5 Millionen Ehepaare ungewollt kinderlos. Für die entwickelten Länder wird dieser Anteil mit 10-15% aller Paare im geschlechtsreifen Alter angegeben. Infolge dessen sucht eines von 6 Paaren derzeit einen Spezialisten auf, mit dem Wunsch auf ein oder auch mehrere Kinder (Evers 2002). Die Zahl der unfruchtbaren Paare hat zugenommen, Gründe hierfür sind vielfältig und teilweise umstritten. In der Diskussion stehen Umwelteinflüsse wie hohe Schadstoffbelastung in Luft, Wasser und Nahrungsmitteln und die Veränderung der Lebensgewohnheiten (Negro-Vilar 1993). Letzteres wird besonders relevant bei der Verlegung der Familienplanung in ein immer höheres Lebensalter, vor allem der Frau mit deutlich eingeschränkten Fertilisierungsraten und einer längeren Einwirkzeit potentieller Noxen. Im Jahre 1967 wurde die ungewollte Kinderlosigkeit von der Scientific Group on the Epidemiology of Infertility der WHO als Krankheit anerkannt (Strauß et al. 2004) ebenso wie von der amerikanischen Richtlinie der Fachgesellschaft für Reproduktionsmedizin ASRM. Definitionsgemäß wird eine Partnerschaft als klinisch steril betrachtet, wenn es bei ungeschütztem Geschlechtsverkehr des Paares innerhalb von einem Jahr nicht zum Eintritt einer Schwangerschaft kommt (National Institute for Health and Clinical Excellence 2013). 1

7 Einleitung Verteilung der Infertilität Zwischen Mann und Frau sind die Ursachen der Sterilität etwa gleich häufig verteilt, wobei man die Sterilität oft nicht auf eine einzelne Ursache zurückführen kann. Männliche Subfertilität wird in % als Grund der ungewollten Kinderlosigkeit angegeben, in bis zu 25 % liegt die Ursache bei der Frau und in % der Fälle bleibt die Ursache ungeklärt, was als idiopathische Sterilität bezeichnet wird. Eine Kombination aus gynäkologischer und andrologischer Sterilität liegt in bis zu 15 % der Fälle vor. Es zeigt sich aber der Trend, dass die Inzidenz der männlichen Subfertilität zunimmt (Evers 2002, Diedrich 2007a). Infertilität auf Seiten des Mannes bedeutet Unfruchtbarkeit aufgrund der erhobenen Befunde im Spermiogramm. Zur Interpretation des Spermiogramms werden Kriterien der WHO angewendet, wie Spermienanzahl, Motilität, Morphologie und Vitalität (Gottardo et al. 2011). Als Hauptursachen der Infertilität bei Frauen gelten ovarielle Fehlregulationen mit %, sowie zu 40 % tuboperitoneale Störungen wie Tubenverschluss und Fehlanlagen. Deutlich seltener lassen sich psychogene und immunologische Sterilität eruieren (Diedrich 2007b) Assistierte Fertilisierung Während mit der IVF früher hauptsächlich die weibliche Sterilität aufgrund von Tubenstörungen behandelt wurde, hat sich der Indikationsbereich der extrakorporalen Befruchtung auch in Richtung der immunologischen und idiopathischen Sterilität erweitert. Auch gelten heute morphologische und funktionelle Störungen der Spermien als therapierbar. Die Einführung der intrazytoplasmatischen Spermieninjektion hat entscheidend dazu beigetragen (Diedrich et al. 1998) Geschichtlicher Überblick Versuche an Eizellen gehen bis ins Jahr 1890 zurück, als die ersten Eizellen aus Kaninchen entnommen, in vitro befruchtet wurden und anschließend in Ammentiere reimplantiert werden konnten (Heape 1890). Es folgten Versuche an Mäusen, Ratten, 2

8 Einleitung Schafen und Affen, bis 1939 menschliche follikuläre Oocyten in einem Gemisch aus Blutserum und Salzlösung kultiviert werden konnten. Doch scheiterte die Fertilisierung, wie auch die Kultivierung der Eizellen oft an falschen Kulturmedien, ein Transfer war noch nicht möglich (Rock et al. 1944, Pincus et al. 1935) wurde dann zum ersten Mal über eine Lebendgeburt eines Kaninchens nach erfolgreichem Transfer bei einer In-vitro Fertilisation berichtet (Alexandre 2001). Der Durchbruch der Reproduktionsmedizin gelang Louis Brown 1978 in Großbritannien, als ein Mädchen als erstes Kind nach einer Befruchtung außerhalb des Körpers mittels In-vitro-Fertilisation zur Welt kam. Seine Arbeitsgruppe entnahm der Frau kurz vor der spontanen Ovulation laparoskopisch eine reife Oozyte, die dann außerhalb des Körpers befruchtet wurde. Zweieinhalb Tage später implantierten sie den Embryo im Achtzellstadium in die Gebärmutter. Die Frau konnte somit trotz nicht funktionsfähiger Eileiter ein Kind zur Welt bringen (Steptoe et al. 1978). Seitdem hat sich die Methode der künstlichen Befruchtung fest etabliert Therapeutische Grundlagen Grundlage der IVF Behandlung ist die hormonelle ovarielle Hyperstimulation der Frau unter hypophysärer Suppression. Das Ziel der Behandlung stellt die Transformation des monoovulatorischen in einen polyovulatorischen Zyklus durch Rekrutierung und Unterstützung der Reifung der antralen Follikelkohorte dar (Diedrich 2007c). Somit stehen nach Eizellentnahme mehrere Gameten für die Reproduktionsverfahren und mehrere Embryonen für den uterinen Transfer zur Verfügung. Die Stimulation der Eierstöcke beruht auf folgendem Mechanismus: Physiologischerweise kommt es in der späten Follikelphase zu einem stetigen Anstieg des endogenen FSH-Spiegels. Bei Überschreiten des individuell unterschiedlichen Schwellenwerts reagiert das Ovar mit der Rekrutierung einer Follikelkohorte aus dem Follikelpool. Danach folgt die Rekrutierung eines dominanten Follikels. Der Selektionsprozess beruht auf einem relativen FSH-Mangel der Mehrzahl rekrutierter Follikel, die durch Atresie zugrunde 3

9 Einleitung gehen (subordinate Follikel). Durch exogene Zufuhr von FSH wird der relative FSH-Mangel der subordinaten Follikel aufgehoben, es reifen mehrere Follikel zu einem präovulatorischen Stadium heran (Diedrich 2007c). Nach Verabreichung der GnRH-Analoga kommt es zunächst zu einer Entleerung der hypophysären FSH und LH Speicher und zu einer vorübergehenden Vermehrung der membranständigen Rezeptoren (sog. Up-Regulation, Flare-Up Effekt). Bei der längerfristigen Gabe nimmt die hypophysäre Rezeptorendichte dann ab ( Down- Regulation ), die Hypophyse wird also unempfindlich gegenüber dem Stimulus des hypothalamischen GnRH. Endogene FSH und LH Konzentrationen im Serum fallen ab, ein vorzeitiger LH Anstieg wird blockiert und die reifende Follikelkohorte ist nahezu ausschließlich von exogen verabreichten Gonadotropinen abhängig. GnRH- Agonisten kommen in verschiedenen Protokollen in Kombination mit HMG- oder FSH-Stimulation zum Einsatz, sie werden verabreicht, bis eine definierte Zahl an Follikeln bestimmter Größe vorliegt, so dass die finale Eizellreifung (Übertritt in die Metaphase II der Meiose) durch Verabreichung von LH oder hcg ausgelöst werden kann (Felberbaum et al. 1995, Felberbaum et al. 1999). Die Follikelpunktion erfolgt dann, unter Ultraschallkontrolle transvaginal Stunden nach hcg-gabe (Steptoe et al. 1978). Alternativ zu den GnRH-Agonisten stehen auch GnRH-Antagonisten seit 1999 zur Verfügung. Durch die Verabreichung kommt es zur raschen, reversiblen Down- Regulation der endogenen Gonadotropinsekretion, was keine Verabreichung im Vorzyklus erforderlich macht. Antagonisten werden erst unter begonnener ovarieller Stimulation eingesetzt, wenn bei steigendem Estradiolspiegel ein LH Anstieg droht (Al-Inany et al. 2002, Erb et al. 2008). Entnommene Eizellen und aufbereitete Spermatozoen werden in einer Petrischale kultiviert (Insemination in vitro). Eine annähernd natürliche Selektion kann somit stattfinden. Unterstützend kann eine intrazytoplasmatische Spermieninjektion (ICSI) vorgenommen werden, bei der die Spermatozoen in das oozytäre Zytoplasma injiziert 4

10 Einleitung werden. Sie ist die Therapie der Wahl bei der schweren männlichen Infertilität (Diedrich 2007c) Erfolgsraten Über Kinder sind in Deutschland in mittlerweile 121 IVF Behandlungzentren in den Jahren 1982 bis 2010 durch die IVF entstanden (Buehler 2010). Laut dem DIR-Jahrbuch lag die durchschnittliche klinische Schwangerschaftsrate pro Transfer im Jahr 1982 bei 7 %. Daten des Jahres 2010 geben für 29,3 % aller durchgeführten Embryotransfers bei durchgeführter ICSI eine Schwangerschaft an. Die natürliche Fruchtbarkeitsrate beim Menschen liegt zwischen 27 und 30 % pro Zyklus. Nach dem Transfer von Embryonen aus zuvor tiefgefrorenen Eizellen (im sog. Vorkernstadium, Kryozyklus), die wieder aufgetaut wurden, kam es 2009 in 18,9 % zu einer Schwangerschaft (Buehler 2010, Buehler 2012). Die Erfolgsraten hängen stark vom Alter der Frau ab. Bei vielen Frauen über 40 unterschreitet die Erfolgsaussicht, unabhängig von der Behandlungsmethode, die 15 % - Schwelle. Hauptursache dafür ist die mit zunehmendem Alter ansteigende Aneuploidierate (Hawk et al. 2012). Bei ungestörter Funktion der Eierstöcke hatte ein Paar in Deutschland im Jahr 2009 bei einer konventionellen IVF eine über alle Altersklassen gemittelte Chance von 37,5 % pro Embryotransfer auf eine Schwangerschaft. Bei einer ICSI betrug diese Chance 36,2 % pro Transfer (Buehler 2010). 1.2 Embryonenqualität Qualität und Quantität der Embryonen sind zwei wichtige prognostische Faktoren, um Erfolge bei einer IVF vorherzusagen. Auch nimmt der Stellenwert der Embryonenqualität mit höherem Alter der Frau zu (Cai et al. 2011). Die Beurteilung der Eizelle im Hinblick auf eine eingetretene Befruchtung erfolgt Stunden nach der Insemination. Der Befruchtungserfolg zeigt sich in dem Vorhandensein von Vorkernen (Pronuklei). 5

11 Einleitung Durch die Weiterentwicklung der ICSI ist heutzutage eine Fertilisierung der Oozyten in bis zu 97 % möglich (Diedrich 2007c). Aufgrund des deutschen Embryonenschutzgesetz ist eine Kulturfortsetzung von lediglich drei Zygoten zulässig, was bedeutet, dass die restlichen fertilisierten Oozyten kryokonserviert oder verworfen werden müssen (Deutsches Embryonenschutzgesetz , 1, Absatz 1, Nr.3). 24 Stunden nach der Insemination (22 ± 40 h) ist in der Regel die erste Furchungsteilung abgeschlossen. 4 - Zeller werden etwa 44 h nach der Insemination erwartet. Nach 48 Stunden werden bei schneller Furchungsteilung bereits die ersten 8 - Zeller beobachtet. Etwa drei Tage nach der Befruchtung erreicht die Zygote das 16 - Zell Stadium und sieht wie eine Maulbeere, Morula, aus (Gardner et al. 2000). In den letzten Jahren wurde es möglich, die Embryonen in Kulturmedien bis zum Stadium der Blastozyste, die sich etwa nach 4 bis 5 Tagen entwickelt, zu bebrüten (Gardner et al. 2003). Die Möglichkeit, Embryos bis zur Blastozyste zu kultivieren, kann über eine zeitliche Synchronisierung des Embryos mit dem Endometrium und über eine Identifizierung der Embryos mit wenig Entwicklungspotential helfen, bessere Implantationsraten zu erreichen (Gardner et al. 2003). Auch bestätigen Studien, dass Embryonen, die das Stadium der Blastozyste in vitro erreichen und morphologisch als gut beurteilt sind, bessere Implantationsraten aufweisen (Huisman et al. 1994, Olivennes et al. 1994, Guerif et al. 2007, Glujovsky et al. 2012) Heutzutage erreicht man Implantationsraten bei einem Embryotransfer am Tag 3 nach IVF oder ICSI von % und bei Blastozystentransfer am Tag 5 von %. (Baczkowski et al. 2004) Wie geht man nun bei der Auswahl der drei Embryonen zur weiteren Kultivierung vor? Eine morphologische Beurteilung der Furchungsstadien erlaubt in begrenzter Form eine prospektive Abschätzung über den möglichen Erfolg einer In vivo - Entwicklung nach dem Embryotransfer (Herrler et al. 2000, Beier 2002). Auch muss das frühe 6

12 Einleitung Vorkernstadium unbedingt beurteilt werden, da das Auftreten von Mehrfachbefruchtungen möglich ist. Dabei wird die Embryonenqualität nach verschiedenen nicht invasiven Kriterien beurteilt, unzählige Methoden wurden in IVF Programmen dafür entwickelt. Klassifizieren lassen sich Stadien ab der Zygote über den 2 12 Zell - Embryo bis hin zur Blastozyste. Hierfür werden folgende Parameter herangezogen: Pronukleäre Morphologie, Polarkörperstruktur sowie deren Anordnung, Aussehen des Zytoplasmas und der Zona Pellucida, frühe Teilungsraten, Schnelligkeit der Entwicklung, Regelmäßigkeit mit Anzahl, Größe und Form der Blastomeren (sowie Fragmentierungsgrad) zu bestimmten Zeitpunkten und die Fähigkeit des Embryos, sich zu einer Blastozyste zu formieren (Gardner et al. 2003, Baczkowski et al. 2004). 1.3 Vorzeitige Luteinisierung Die polyfollikuläre Eizellreifung im stimulierten Zyklus führt frühzeitig zu supraphysiologischen Estradiolwerten, sodass die Gefahr einer vorzeitigen LH - Freisetzung über einen positiven Feedback - Mechanismus an der Hypophyse besteht. Dieser vorzeitige Anstieg der LH - Konzentration im Serum kann zu einer vorzeitigen Luteinisierung der Follikel führen, die mit einer Reifungsstörung der Eizellen einhergehen kann. Des Weiteren kann ein Anstieg der LH - Konzentration zu einer Beeinträchtigung des Endometriums führen (Stanger et al. 1985). Die klinische Konsequenz wäre eine schlechte Eizell- sowie Embryoqualität, die mit geringerer Schwangerschaftswahrscheinlichkeit einhergehen kann (Racowsky et al. 2011). Durch Verwendung von GnRH-Analoga, die heute fester Bestandteil der kontrollierten ovariellen Überstimulation sind, kann das Problem des vorzeitigen LH Anstiegs behoben werden (Felberbaum et al. 1995, Felberbaum et al. 1999, Smitz et al. 1992) Serumprogesteronanstieg am Tag der hcg-gabe Trotz hypophysärer Down-Regulation durch GnRH-Agonisten wurde in diversen Studien ein Phänomen beschrieben, das als vorzeitige Luteinisierung bezeichnet 7

13 Einleitung wird (Sims et al. 1994, Legro et al. 1993, Bosch et al. 2003) und mit einem Anstieg der Serum-Progesteronkonzentration über einen von Ihnen willkürlich festgelegten Grenzwert am Tag der Verabreichung von hcg einhergeht (Venetis et al. 2007). Der Anstieg des Serumprogesteronspiegels am Ende der Follikelphase konnte zum ersten Mal von Ubaldi 1995 auch bei der Gabe des GnRH- Antagonisten Cetrorelix beobachtet werden (Ubaldi et al. 1996). Das beschriebene Phänomen erregte Aufsehen, da einige Autoren es mit niedrigeren Implantations- sowie Schwangerschaftsraten in Verbindung brachten (Harada et al. 1995, Silverberg et al. 1994, Fanchin et al. 1993). Auch wurde behauptet, dass ein leichter Anstieg des Serumprogesterons in der späten Follikelphase negative Auswirkungen auf die Implantationsraten von Embryonen mit ausgezeichneter Qualität haben könnte (Bosch et al. 2003, Papanikolaou et al. 2009). Hierbei steht die veränderte endometriale Rezeptivität im Raum, die selbst beim Transfer von Embryonen guter Qualität zu verminderten Implantationsraten führen kann (Bourgain et al. 2007). Histologisch konnte eine vorzeitige endometriale Reifung bei einer Serumprogesteronerhöhung nachgewiesen werden (Kolb et al. 1997). Die Auswirkungen des Progesteronanstiegs auf das Outcome in IVF und ICSI Zyklen und dessen ursächliche Pathophysiologie wird seither kontrovers diskutiert (Elnashar 2010). Auch wurde beschrieben, dass ein vorzeitiger Progesteronanstieg in der späten Follikelphase negative Auswirkungen auf die Oozytenreifung, Fertilisation und Teilungsraten haben könnte und somit zu einer verminderten Embryonenqualität führe (Legro et al. 1993, Hofmann et al. 1993, Martinez et al. 2004). Die durchschnittliche Anzahl an gewonnenen Oozyten, Embryonen und Embryonen von ausgezeichneter Qualität war beispielsweise bei Harada besser bei den Teilnehmerinnen ohne einen Progesteronanstieg im Vergleich zu erhöhten Progesteronwerten in der späten Follikelphase (Harada et al. 1995). Harada konnte in Gruppen ohne Progesteronwerterhöhung deutlich bessere Embryoentwicklungen nach dem 4 - Zell Stadium und bessere morphologische Embryoqualitäten im 8

14 Einleitung Vergleich zu Gruppen mit erhöhten Progesteronwerten zeigen (Harada et al. 1996). Der Begriff der vorzeitigen Luteinisierung wurde in den letzten Jahren entkräftet, da er unter einem gezielten Gebrauch von GnRH-Analoga zur Unterdrückung eines LH- Anstiegs nicht adäquat verwendet werden könne (Venetis et al. 2007, Bosch et al. 2010). Die Definition eines Progesteronanstiegs variiert und wurde für unterschiedliche Schwangerschaftsraten in publizierten Studien verantwortlich gemacht. Die meisten Studien verwendeten das Überschreiten von absoluten Progesterongrenzwerten als Hinweis auf eine vorzeitige Luteinisierung. Die bisher gewählten Werte der Cutoffs in der Literatur variierien von 0,8 bis 2 ng/ml ( 0,8 ng/ml (Levy et al. 1995), 0,9 ng/ml (Givens et al. 1994, Edelstein et al.1990, Fanchin et al. 1993, Martinez et al. 2004, Moffit et al. 1997, Urman et al. 1999), 1,1 ng/ml (Kilicdag et al. 2010), 1,2 ng/ml (Legro et al. 1993, Bosch et al. 2003), 1,5 ng/ml (Bosch et al. 2010, Papanikolaou et al. 2012) und 2 ng/ml (Ochsenkuhn et al. 2012)). Diese Progesteronwerte, die als Cutoff angegeben werden, sind in jeder Studie durchgehend willkürlich gewählt Inzidenz Die Inzidenz des erhöhten Serumprogesteronspiegels am Tag der hcg-gabe variiert, vor allem im Hinblick auf unterschiedliche Populationscharakteristika und Behandlungsprotokolle in verschiedenen Studien. Bei der Gabe von GnRH-Agonisten werden in der Literatur Inzidenzen von bis zu 35% (5-35%) angegeben (Edelstein et al. 1990, Silverberg et al. 1991, Bosch et al. 2010), bei der Antagonistengabe liegen die Häufigkeiten bei 38% (11-38%) (Ubaldi et al. 1996, Bosch et al. 2003). Mit einem flare up Protokoll bei GnRH-Analoga, kombiniert mit hohen Dosen an FSH, konnte sogar bei 85% ein Progesteronanstieg auf über 1 ng/ml gezeigt werden. (Sims et al. 1994) Pathogenese Es gibt verschiedene Hypothesen, das Phänomen des vorzeitigen 9

15 Einleitung Progesteronanstiegs zu erklären. Das lange GnRH-Agonistenprotokoll verhindert zwar in 95-98% der Patienten einen LH Anstieg, trotzdem könnte die Desensibilisierung durch GnRH-Analoga nicht ausreichend sein (Hofmann et al. 1993). Somit wäre ein Progesteronanstieg mit einem follikulären LH Anstieg assoziiert. Der LH Anstieg könnte die Granulosazellproduktion stimulieren und zur erhöhten Progesteronproduktion führen, nicht jedoch zur Ovulationsauslösung (Ubaldi et al. 1995). Bei Patientinnen mit starkem ovariellem Ansprechen auf die kontrollierte ovarielle Überstimulation kann häufiger ein Progesteronanstieg beobachtet werden (de Ziegler et al. 2003). Dabei wird davon ausgegangen, dass die Menge an Progesteron nicht von den Granulosazellen produziert wird, die den Prozess der frühen Luteinisierung durchlaufen, sondern dass die große Anzahl an Follikeln, von denen ein jeder seine normale Menge an Progesteron produziert, zu einem erhöhten Progesteronspiegel führt. An sich verursachen sie einzeln einen normalen Anstieg des Progesterons, in der großen Menge jedoch führt dies zu einem übermäßigen Anstieg (de Ziegler et al. 2003). Ubaldi erklärte den Progesteronanstieg durch eine erhöhte LH-Sensibilität der Granulosazellen bei Patientinnen mit GnRH-Analoga Behandlung in Kombination mit FSH. Eine größere Stimulationsdosis an FSH war assoziiert mit einem Serumprogesteronanstieg (Ubaldi et al. 1996). Aufgrund von erhöhten Estradiolwerten sowie einer erhöhten Anzahl an Follikeln bestehe eine größere Empfindlichkeit der Granulosazellen für verabreichtes FSH (Bosch et al. 2003). Somit könnte die erhöhte LH-Rezeptor Sensibilität aufgrund einer Anhäufung von Estradiol in Verbindung mit der FSH-Stimulation, einer der Mechanismen für einen Anstieg des Serumprogesterons sein (Elnashar 2010). Adonakis jedoch behauptet, es bestehe keinerlei Zusammenhang zwischen einem Serumprogesteronanstieg in der späten Follikelphase und einem luteinisierenden 10

16 Einleitung Prozess aufgrund von follikulären Auswirkungen auf die LH Werte (Adonakis et al. 1998). Für einen kleinen Anteil der Patientinnen mit erhöhten Serumprogesteronwerten schon in der späten Follikelphase könnte ein Enzymdefekt der 21-Hydroxylase verantwortlich sein. Aus diesem resultiere ein Defizit der Cortisolproduktion und indirekt ein Progesteronanstieg durch die Nebennieren und/oder Ovarien. Diese Mutation ist auch als congenitale adrenale Hyperplasie bekannt. Meist wird sie in der Kindheit am klinischen Bild erkannt, kann aber auch nicht klassisch oder milder verlaufen oder erst im Erwachsenenalter erscheinen und gilt dann als Differentialdiagnose für erhöhte Progesteronwerte, auch in der Follikelphase (de Ziegler et al. 2003, White et al. 2000). Die Ursache des Progesteronanstiegs in der späten Follikelphase bleibt bisher ungeklärt, nach Kyrou scheint sie eher multifaktoriellen Ursprungs zu sein (Kyrou et al. 2012). 1.4 Fragestellung Immer noch wird kontrovers diskutiert, ob erhöhte Progesteronwerte am Tag der hcg-gabe Auswirkungen auf die Embryoqualität und spätere Schwangerschaftsund Lebendgeburtenraten haben. Im Falle von schlechteren Ergebnissen aufgrund eines Progesteronanstiegs könnte man die Möglichkeit der Kryokonservierung der Vorkernstadien nutzen und die embryonale Entwicklung und den Embryotransfer auf einen späteren Zyklus verlegen (Legro et al. 1993, Silverberg et al. 1994). Alternativ könnte man hcg zu einem früheren Zeitpunkt der Follikelphase verabreichen, noch vor einem möglichen Progesteronwertanstieg (Bosch et al. 2010). Zur Effizienzsteigerung der assistierten Reproduktion gibt es zwei wichtige Strategien. Zum einen sollte die Embryoqualität ideal sein, verbunden mit einem hohen Implantations- sowie Entwicklungspotential. Andererseits muss der Zeitpunkt der besten Endometriumrezeptivität erkannt und für einen Embryotransfer genutzt werden (Griesinger et al. 2007). 11

17 Einleitung Um IVF Strategien zu optimieren, vor allem im Hinblick auf einen immer höheren Stellenwert des Einzeltransfers von Embryonen werden gute Vorhersagemodelle zur Wahrscheinlichkeit der Entwicklung zu Embryonen guter Qualität, Implantations- wie auch Lebendgeburtenraten benötigt. Aufgrund der Komplexität der einen Schwangerschaftseintritt beeinflussenden Variablen und der Fülle der zu erhebenden Parameter, wäre unter anderem ein einfach zu erhebender einheitlich bestimmter Serumprogesteronwert am Tag der hcg-gabe als Marker wünschenswert, der den negativen Einfluss möglichst einfach und genau abbildet und somit für den klinischen Alltag geeignet ist. 12

18 Methoden 2 Methoden 2.1 Patientenkollektiv Der retrospektive Untersuchungszeitraum erstreckt sich über 12 Monate, von April 2010 bis März Das Patientenkollektiv umfasst 487 Patientinnen mit insgesamt 487 Zyklen, die aufgrund ungewollter Kinderlosigkeit in der Praxis für Reproduktionsmedizin Dr. Noss/ Dr. Bollmann/ Dr. Brückner in München behandelt wurden. Abbildung 1: Patientenkollektiv der Studie zum Einfluss des Serumprogesteronanstiegs am Tag der hcg-gabe in assistierten Reproduktionszyklen in der Praxis für Reproduktionsmedizin Dr. Noss/ Dr. Bollmann/ Dr. Brückner in München von 2010 bis 2011 Diese 487 Zyklen teilen sich auf in 380 ICSI, 23 IVF sowie 84 ICSI/IVF Behandlungen mit anschließendem Embryotransfer. Eine entsprechende Diagnostik, wie die 13

19 Methoden Vaginalsonographie vor Beginn einer Stimulationsbehandlung zum Zystenausschluss, Zyklusmonitoring, sowie die Erstellung eines Spermiogramms wurde bei allen Paaren in der Sprechstunde vor Behandlungsbeginn durchgeführt. Zur Diagnostik im Verlauf der ICSI/IVF Behandlungen gehörte das Zyklusmonitoring mit Hormonwertbestimmungen am 11., 14., sowie am 21. Zyklustag, das sonographisch kontrollierte Follikelwachstum, sowie 3 Wochen nach dem Embryotransfer die Kontrolle der Embryoeinnistung. Entsprechend der Diagnostik lassen sich folgende Sterilitätsursachen unterscheiden: Tubare Sterilität, Endometriose, Hyperandrogenämie/PCO, Sonstiges, sowie ein normaler Fertilitätsstatus. 2.2 GnRH-Analoga und Gonadotropine: Stimulation bei IVF/ICSI- Zyklen Abbildung 2: Schematisches Antagonistenprotokoll unserer Studie zum Einfluss des Serumprogesteronanstiegs am Tag der hcg-gabe in assistierten Reproduktionszyklen in der Praxis für Reproduktionsmedizin Dr. Noss/ Dr. Bollmann/ Dr. Brückner in München von 2010 bis Die Stimulation erfolgte entweder nach dem Agonisten- (long protokoll) oder dem 14

20 Methoden Antagonistenprotokoll. Dabei kam zur Down-Regulation der Hirnanhangsdrüse bei 43,1% der Zyklen als Antagonist Ganirelix (Orgalutran 0,25mg/d s.c., Fa. MSD Sharp&Dohme, Deutschland) und bei 12,3% Cetrorelix (Cetrotide, 0,25mg/d s.c., Fa. Merck Serono GmbH, Deutschland) zum Einsatz. Ovarieller Stimulationsbeginn mit rfsh war im Antagonistenprotokoll am 2. oder 3. Zyklustag, der Einsatz der GnRH-Antagonisten erfolgte dann je nach sonographisch kontrollierter Follikelgröße am Stimulationstag bis zum Zeitpunkt der Ovulationsauslösung zur Verhinderung einer vorzeitigen Ovulation. Abbildung 3: Schematisches Agonistenprotokoll unserer Studie zum Einfluss des Serumprogesteronanstiegs am Tag der hcg-gabe in assistierten Reproduktionszyklen in der Praxis für Reproduktionsmedizin Dr. Noss/ Dr. Bollmann/ Dr. Brückner in München von 2010 bis 2011 Die Applikation des GnRH-Agonisten Synarela (Nafarelin, 0,4mg/d, entsprechend 2 Sprühstößen, Pharmacia GmbH Pfizer) erfolgte in 41,3% aller Zyklen. Metrelef (Buserelin, 0,6mg/d, entsprechend 4 Sprühstößen, Fa. Ferring Arzneimittel GmbH, Deutschland) wurde in 1,2% der Zyklen verabreicht, Decapeptyl (Triptorelinacetat, 0,1mg Fertigspritzen, Fa. Ferring Arzneimittel, Wien) in 1,2%. Die Gabe der Agonisten erfolgte im langen Protokoll. Im Anschluss, frühestens 2 Wochen nach erfolgreicher Down-Regulation, die sich durch eine Östradiolkonzentration < 50 pg/ml, 15

21 Methoden einer LH Konzentration < 5mIU/ml und sehr geringer sonographisch kontrollierter Endometriumsdicke auszeichnete, konnte mit der ovariellen Stimulationsbehandlung begonnen werden. Angewendet wurde dabei gentechnologisch, mittels der Ovarialzelllinie des Chinesischen Hamsters hergestelltes, rekombinantes FSH (Puregon ; Fa. MSD Sharp&Dhome GmbH, Deutschland) oder Gonal-f (Fa. Merck Serono, Deutschland) und/oder das humane Menopausen-Gonadotropin (hmg, z.b. Menogon ; Fa. Ferring Arzneimittel, Deutschland), das aus dem Urin menopausaler Frauen gewonnen wird und sowohl LH- als auch FSH-Aktivität besitzt. Die anfängliche Stimulationsdosis wurde dabei in Abhängigkeit vom basalen FSH der Patientin, deren Alter und BMI, der Antimüllerhormonaktivität, der ermittelten Anzahl antraler Follikel, sowie der ovariellen Antwort aus eventuellen Vorzyklen gewählt. Die Standard-Anfangsdosis lag bei 100 bis 225 IE/Tag. Dosisanpassungen wurden entsprechend der ovariellen Antwort durchgeführt, die vaginalsonographisch und laborchemisch durch Estradiolwertmessungen kontrolliert wurde. Dem Gesamtkollektiv standen vier verschiedene Stimulationsmedikamente zur Verfügung. Beim Großteil der Zyklen (n=337, 69,2%) wurde der Puregon Pen verwendet, in 133 Zyklen (27,3 %) der Gonal-f Pen, in 12 Zyklen (2,5%) Menogon HP und in 5 Zyklen (1%) Pergoveris. Es erhielten also 475 Zyklen rekombinantes FSH, während in nur 12 Zyklen zusätzlich mit hmg stimuliert wurde. Die Entscheidung, ob FSH oder hmg zur Stimulation verwendet wurde, war zumeist subjektiv vom behandelndem Arzt und den Erfahrungen aus eventuellen Vorzyklen abhängig. Zur Auslösung des Eisprungs wurde im Gesamtkollektiv in 91,4% der Zyklen das hcg Präparat Predalon verwendet. Decapeptyl kam in 7,2% der Zyklen zum Einsatz, Brevactid in 1,2% und zuletzt in einem Zyklus, entsprechend 0,2% des 16

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