Use of a mild superovulation induction protocol in assisted reproductive technology programs: Efficiency and safety

Kalinina E.A., Berezikova M.V., Burmenskaya O.V., Podrez L.A.

Academician V. I. Kulakov Research Center of Obstetrics, Gynecology, and Perinatology, Ministry of Health and Social Development of Russia, Moscow
Objective: to optimize an in vitro fertilization and embryo transfer (IVF and ET) program for patients at high risk for ovarian hyperstimulation syndrome (OHSS), by using a modified mild superovulation induction protocol.
Subjects and methods. One hundred and forty-six married couples of reproductive age, who needed an IVF program, were examined. Group 1 (a study group) consisted of 75 patients who had a mild superovulation induction regimen on day 5 of their menstrual cycle (MC). Group 2 (a comparison group) comprised 71 patients whose superovulation induction was carried out according to the standard protocol using gonadotropin-releasing hormone antagonists on days 2-3 of MC. ET in the induction cycle was done in 46 patients from the comparison group; embryo cryopreservation and transfer in the following MC were performed in 25 patients due to the high risk of OHSS.
Results. The patients at high risk for OHSS who were treated by a mild superovulation induction protocol were found to have a significant increase in the average count of mature oocytes by 1.3 times and that of good-quality embryos by 1.4 times despite a 1.6-fold reduction in the total number of obtained oocytes as compared to those who received the standard protocol. With the use of the mild induction protocol as compared to the protocol, the significant (3.4 and 2.5-fold) increases in HLA-G1 and HLA-G5 mRNA expressions, respectively, in the follicular fluid cells were associated with the good outcome of the IVF and PE program. The patients with endometrial implantation failures in the implantation window after VF and PE program were noted to have an increase in gene mRNA expressions in the proinflammatory cytokines: tumor necrosis factor-α by 5 times, IL-18 by 3.2 times, and IL-1β by 6.2 times in the cycle preceding induction, which is a poor prognostic sign for pregnancy occurrence. The application of the mild superovulation induction versus standard protocol could reduce the incidence of OHSS by 1.8-fold. After the use of the standard protocol versus the mild one, the elevation of vascular endothelial growth factor (VEGF) receptors type 1 and 2 by 1.3 times on the day of administration of an ovulation trigger and that of VEGF by 1.2 times on the ET day are prognostically significant in the development of OHSS. With the mild and standard protocols, the pregnancy rate per ET has no statistically significant differences (36.5 and 32.7%, respectively). The efficiency of the mild protocol is 1.4 times higher than that of transfer of the cryopreserved embryos obtained due to ET withdrawal because of a high risk for OHSS in the patients receiving the standard protocol.
Conclusion. It is reasonable to use the mild superovulation induction protocol in patients with a high ovarian reserve due to the fact that the protocol shows a higher efficiency and has low drug, psychological, and economic loads than the standard protocol involving the transfer of the cryopreserved embryos due to transfer withdrawal because of a high risk for OHSS.

Keywords

infertility
mild induction protocol
ovarian hyperstimulation syndrome
follicular fluid
biological markers

В настоящее время актуальным является вопрос разработки более безопасных и приемлемых для пациента протоколов стимуляции яичников, которые позволили бы при минимальном риске терапии увеличить вероятность рождения живого здорового ребенка при одноплодной беременности [20].

Сейчас все большее число исследователей предпочитают модифицированные протоколы стимуляции, в том числе и так называемые «мягкие» протоколы [1, 7–9, 19, 20]. Особое значение выбор оптимального протокола стимуляции суперовуляции и стартовой дозы рекомбинантного ФСГ имеет у пациенток с высоким риском развития синдрома гиперстимуляции яичников (СГЯ) [12, 15, 17]. Учитывая тенденции сегодняшнего дня, заключающиеся в снижении медикаментозной нагрузки и осложнений, возникающих в процессе стимуляции функции яичников, является чрезвычайно важным проведение анализа эффективности и безопасности применения данных протоколов стимуляции [7, 20].

В последние годы интерес исследователей также сконцентрирован на поиске прогностических критериев лечения бесплодия в программах экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) путем анализа состава фолликулярной жидкости (ФЖ) каждого из аспирируемых фолликулов и поиске корреляций между концентрацией содержащихся в ней цитокинов, качеством полученных ооцитов, эмбрионов и частотой наступления беременности, а также путем определения молекулярно-биологических маркеров, ассоциированных с исходом программ ЭКО [3]. Оптимизация программы ЭКО и переноса эмбриона (ПЭ) у пациенток с высоким риском развития СГЯ путем использования модифицированного «мягкого» протокола стимуляции суперовуляции является актуальным и перспективным направлением современной репродуктологии, что и явилось целью настоящего исследования.

Материал и методы исследования

Были обследованы 146 супружеских пар репродуктивного возраста, которые нуждались в лечении бесплодия и проведении программы ЭКО. Из них І группу (исследуемую) составили 75 пациенток в
возрасте до 35 лет, которым стимуляция суперовуляции была проведена с использованием «мягкой» схемы с 5-го дня менструального цикла (МЦ). Группа І была поделена на 2 подгруппы: 54 пациентки – с мультифолликулярными яичниками, 21 пациентка – с синдромом поликистозных яичников (СПКЯ). Вторую группу (сравнения) составила 71 пациентка, стимуляция суперовуляции которой была проведена по стандартному протоколу с антагонистами гонадотропин-рилизинг гормона (ГнРГ)
со 2–3-го дня МЦ. Группа IІ поделена на 2 подгруппы: 46 пациенток – с мультифолликулярными
яичниками, 25 пациенток – с СПКЯ. Из группы сравнения 46 пациенткам был произведен ПЭ в цикле стимуляции, у 25 пациенток в связи с высоким риском развития СГЯ произведена криоконсервация эмбрионов и последующий их перенос в следующем МЦ.

Статистический анализ результатов проводили с использованием пакета прикладных программ
Statistica for Windows v. 7.0, StatSoft Inc (США). Статистически значимыми считали отличия при р<0,05 (95% уровень значимости) и при р<0,01 (99% уровень значимости). Связь между изучаемыми показателями оценивали по результатам корреляционного анализа с вычислением коэффициента
корреляции Спирмена (R) и последующим установлением его значимости по критерию t.

В работе были использованы следующие схемы стимуляции суперовуляции:
· стимуляция суперовуляции по стандартному протоколу с антагонистом ГнРГ проводилась со
2–3-го дня МЦ препаратом рекомбинантного фолликулостимулирующего гормона (рФСГ) в стартовой дозе 150 МЕ. Введение антагониста ГнРГ в дозе 0,25 мг осуществляли при достижении максимальным фолликулом диаметра 16 мм по день введения триггера овуляции включительно;
· стимуляция суперовуляции по «мягкому» протоколу начиналась с 5-го дня МЦ препаратом рФСГ в стартовой дозе 75 МЕ с последующим аналогичным введением антагониста ГнРГ.

Критерием назначения триггера овуляции (препарат хорионического гонадотропина –ХГ в дозе
8000–10000 МЕ) в обеих группах считали наличие в яичниках, по крайней мере, трех фолликулов
диаметром более 17 мм. Через 35–36 ч после введения триггера проводили трансвагинальную пункцию яичников с целью аспирации преовуляторных ооцитов.

Процедура ЭКО и ПЭ были аналогичны в обеих группах.

Критериями включения в исследование явились: возраст женщин до 35 лет, высокий овариальный
резерв; мультифолликулярные яичники; отсутствие оперативных вмешательств на яичниках у
пациенток без СПКЯ; патологии эндометрия, по данным ультразвукового исследования; тяжелых
соматических заболеваний, представляющих угрозу течению беременности и родов, субфертильная
сперма супруга.

Применяли стандартные методы лабораторных обследований перед программой ЭКО и ПЭ, а также специальные методы исследования:
1. Определение уровней сосудисто-эндотелиального фактора роста (СЭФР, VEGFA) и его
рецепторов 1 и 2 типов методом иммуноферментного анализа в сыворотке крови в день введения
препарата ХГ и в день ПЭ с целью прогнозирования риска развития СГЯ.
2. Пайпель-биопсия эндометрия была проведена на этапе подготовки к программе ЭКО и ПЭ на
7–8-й день МЦ и в период «имплантационного окна» с оценкой профиля экспрессии мРНК генов
цитокинов методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) в 34 образцах эндометрия, биоценоза
влагалища и степени контаминации эндометрия условно-патогенной флорой.
3. Оценка 87 образцов ФЖ, полученных при трансвагинальной пункции яичников по молекулярно-генетическим параметрам, осуществлена с использованием метода ПЦР в режиме реального
времени с определением спектра генов: фактора некрза опухоли α (ФНО-α), интерлейкина-2 (ИЛ-
2), ИЛ-10, ИЛ-6, ИЛ-1β, фактора, ингибирующего лейкемию (LIF) и его рецептора, трансфор-
мирующего фактор роста (TGF-β1), VEGFA121, VEGFA189, VEGFA165, антигенов тканевой совместимости (HLA-G5) и HLA-G1.

Результаты исследования и их обсуждение

Пациентки обеих групп достоверно не различались по возрасту, частоте экстрагенитальной патологии, перенесенных гинекологических операций, невынашиванию беременности. Пациентки с СПКЯ в обеих группах имели бóльшую длительность бесплодия, достоверно бóльший объем яичников, бóльшее число антральных фолликулов; значения лютеинизирующего гормона и антимюллерового гормона (АМГ) практически в 2 раза превышали те же показатели по сравнению с подгруппами пациенток без СПКЯ. Как известно, АМГ является информативным показателем, отражающим овариальный резерв [5, 6, 10, 19].

Далее были проанализированы основные показатели стимуляции суперовуляции при применении «мягкого» и стандартного протоколов c антагонистом ГнРГ (см. таблицу).

Таблица. Основные показатели стимуляции суперовуляции у пациенток исследуемых групп.

Во II группе больных средняя суммарная доза препарата рФСГ достоверно превысила в 1,4 раза
тот же показатель в I группе. В I группе число фолликулов, полученных ооцитов и общее число полученных эмбрионов было достоверно ниже, чем в группе сравнения. Однако доля зрелых ооцитов и число эмбрионов «хорошего» качества в исследуемой группе достоверно превысило те же показатели в группе сравнения и составило: 76,1% и 4,9 против 56,5% и 3,2 соответственно. Полученные данные согласуются с мнением M.F. Verberg [20], что несмотря на небольшое число получаемых ооцитов при
применении «мягкого» протокола стимуляции, они представляют более гомогенную группу
ооцитов хорошего качества, а не патологическое снижение ответа яичников на стимуляцию
[3, 4].

Принимая во внимание существующее представление о том, что этапы созревания яйцеклетки, развития эмбриона и имплантации являются цитокинзависимыми процессами и контролируются иммунной системой, поиск молекулярно-биологических маркеров, ассоциированных с исходом программ ЭКО, в настоящее время представляется актуальной проблемой.

В связи с этим на следующем этапе работы был проведен сравнительный анализ результатов молекулярно-генетического исследования 87 образцов ФЖ, полученных при трансвагинальной пункции яичников, и 34 образцов эндометрия, взятых путем пайпель-биопсии на этапе подготовки к программе ЭКО на 7-й день МЦ и в период «имплантационного окна».

Результаты исследования профиля экспрессии мРНК генов цитокинов в ФЖ у пациенток с высоким риском развития СГЯ показали, что при применении «мягкой» схемы стимуляции, в период «имплантационного окна» достоверно повышается уровень экспрессии мРНК HLA-G1 в 3,4 раза, мРНК
HLA-G5 – в 2,5 раза по сравнению со стандартным протоколом (рис. 1).

Уровень экспрессии мРНК генов цитокинов в ФЖ у исследуемых пациенток

Известно, что повышение уровня экспрессии мРНК HLA-G играет ключевую роль в процессе имплантации, поддерживает локальное иммуносупрессивное состояние и может быть ассоциировано
с благоприятным исходом программы ЭКО и ПЭ [16, 21].

Оценка профиля экспрессии мРНК генов цитокинов в ткани эндометрия показала, что у пациенток
в программе ЭКО и ПЭ при неудачах имплантации в эндометрий в период «имплантационного окна»
имеет место повышение экспрессии мРНК генов провоспалительных цитокинов: ФНО-α – в 5 раз,
ИЛ-18 – в 3,2 раза, ИЛ-1β – в 6,2 раза в цикле, предшествующем стимуляции (рис. 2), что может явиться неблагоприятным прогностическим признаком для наступления беременности.

Уровень экспрессии мРнК генов цитокинов в ткани эндометрия в период "окна имплантации"

Очевидно, что пациентки с высоким овариальным резервом имеют больше шансов на наступление
беременности, чем пациентки с бедным ответом. С другой стороны, при одновременном росте слишком большого числа фолликулов существенно повышается риск развития СГЯ. Частота развития СГЯ
в исследуемой группе была в 1,8 раз достоверно ниже, чем в группе сравнения и составила 12 и 22%
соответственно.

Рассматривая патогенез СГЯ, многие ученые делают акцент на ключевую роль системы СЭФР в повышении сосудистой проницаемости. В связи с тем что в группах обследованных пациенток в предыдущих циклах стимуляции были случаи развития СГЯ, представляется актуальным изучение возможных предикторов данного осложнения. В настоящем исследовании были определены уровни СЭФР и рецепторов СЭФР 1 и 2 типов в день введения ХГ и в день ПЭ у 83 из 146 пациенток, включенных в исследование.

В день ПЭ уровень СЭФР в группе сравнения в 1,2 раза превысил тот же показатель в исследуемой
группе и составил 431,8±52,4 и 351,6±53,1 пг/мл соответственно. В день введения овуляторной дозы
ХГ уровни рецепторов СЭФР-1 составили 96,8±2,3 и 81,4±2,7, а рецептора СЭФР-2 – 15742,2±482,3 и
13197,9±486,2 пг/мл в группе сравнения и в исследуемой группе соответственно. Установлена умеренная корреляционная связь между рецептором СЭФР 2 типа и развитием СГЯ в группе сравнения (rS=0,4, р=0,04); в исследуемой группе корреляции не выявлено. Так как в группе сравнения частота развития СГЯ была достоверно выше, чем в исследуемой группе, повышение уровней СЭФР и рецепторов СЭФР 1 и 2 типов может подтверждать их прогностическую роль в развитии данного синдрома, что согласуется с данными P. Peitsidis [2, 13].

На следующем этапе исследования была проведена сравнительная оценка эффективности реализации программы ЭКО у обследованных пациенток при применении «мягкого» и стандартного протоколов стимуляции суперовуляции. Частота наступления беременности на ПЭ при применении «мягкой» схемы стимуляции составила 36,5%, в группе с применением стандартного протокола – 32,7%, однако различия были статистически незначимы (p≥0,05). Различия в частоте наступления беременности могут быть обусловлены значительной долей циклов с ПЭ в исследуемой группе в отличие от группы сравнения, где частота отмены переноса в связи с риском развития СГЯ была выше.

В рамках профилактики СГЯ широкое применение получил метод криоконсервации эмбрионов и переноса их в полость матки в следующем МЦ с предварительной гормональной подготовкой эндометрия.

В связи с этим представилось важным провести оценку частоты наступления беременности в расчете
на 1 цикл ПЭ при применении «мягкой» схемы стимуляции и, в качестве альтернативы, при переносе
криоконсервированных эмбрионов у пациенток с высоким риском развития СГЯ. Все криоконсервированные эмбрионы, перенесенные в полость матки, были сходны по всем параметрам, криоконсервированы методом витрификации. У всех пациенток после цикла переноса остались криоконсервированные эмбрионы для переноса их в следующих циклах. В итоге выявлены достоверные различия в частоте наступления беременности на ПЭ в группе с применением «мягкой» схемы стимуляции суперовуляции по сравнению с группой, где переносили криоконсервированные эмбрионы (36,5 и 25,3% соответственно, р=0,03).

Таким образом, полученные в ходе выполнения исследования данные свидетельствуют о несомненной связи между определенными иммунными факторами в сыворотке крови, ФЖ и эндометрия и эффективностью реализации репродуктивной функции, что диктует необходимость поиска новых молекулярно-биологических маркеров на этапе подготовки к программе ЭКО и ПЭ и совершенствования правильного выбора протоколов стимуляции суперовуляции для различных групп пациенток. С целью снижения риска развития СГЯ без отсрочки ПЭ и связанных с этим психологической нагрузкой, дополнительным временем и затратами на проведение криоконсервации эмбрионов и самой процедуры криопереноса, у пациенток с высоким риском развития СГЯ представляется целесообразным применение «мягкого» протокола стимуляции.

References

1. Nazarenko T.A. Stimuljacija funkcii jaichnikov. – M. MEDpress-inform, 2008.
2. Pavlovich S.V., Burlev V.A. Sosudisto-jendotelial'nyj faktor rosta v patogeneze sindroma giperstimuljacii jaichnikov // Akush. i gin. – 2004. – № 2. – S. 11–13.
3. Baart E.B., Martini E., Van Opstal D. Screening for aneuploidies of ten different chromosomes in two rounds of FISH: a short and reliable protocol // Prenat. Diagn. – 2004. – Vol. 24. – P. 955–961.
4. Baart E.B., Martini E., Eijkemans M.J. Milder ovarian stimulation for in-vitro fertilization reduces aneuploidy in the human preimplantation embryo: a randomized controlled trial // Hum. Reprod. – 2007. – Vol. 22. – P. 980–988.
5. Broer S.L., Mol B.W., Hendriks D. The role of antimullerian hormone in prediction of outcome after IVF: comparison with the antral follicle count // Fertil. Steril. – 2009. – Vol. 91. – P. 705–714.
6. Elgindy E.A., El-Haieg D.O., El-Sebaey A. Anti-Mullerian hormone: correlation of early follicular, ovulatory and midluteal levels with ovarian response and cycle outcome in intracytoplasmic sperm injection patients// Fertil. and Steril. – 2008. – Vol. 89. – P. 1670–1676.
7. Fauser B.C., Devroey P. Why is the clinical acceptance of gonadotropin-releasing hormone antagonist cotreatment during ovarian hyperstimulation for in vitro fertilization so slow? // Fertil. and Steril. – 2005. – Vol. 83. – P. 1607–1611.
8. Gerris J.M. Single embryo transfer and IVF/ICSI outcome: a balanced appraisal // Hum. Reprod. Update. – 2005. – Vol. 11. – P. 105–121.
9. Heijnen E.M., Eijkemans M.J., De Klerk C. A mild treatment strategy for in-vitro fertilisation: a randomised non-inferiority trial //Lancet. – 2007. – Vol. 369. – P. 743–749.
10. Kwee J., Schats R., McDonnell J. Evaluation of anti-Mullerian hormone as a test for the prediction of ovarian reserve // Fertil. and Steril. – 2008. – Vol. 90. – P. 737–743.
11. Nargund G., Fauser B.C., Macklon N.S. Rotterdam ISMAAR Consensus Group on Terminology for Ovarian Stimulation for IVF. The ISMAAR proposal on terminology for ovarian stimulation for IVF // Hum. Reprod. – 2007. – Vol. 22. – P. 2801–2804.
12. Olivennes F. Ovarian hyperstimulation syndrome prevention strategies: individualizing gonadotropin dose // Semin. Reprod. Med. – 2010. – Vol. 28. – R. 463–467.
13. Pau E., Alonso-Muriel I., Gomez R. Plasma levels of soluble vascular endothelial growth factor receptor-1 may determine the onset of early and late ovarian hyperstimulation syndrome // Hum.Reprod. – 2006. – Vol. 21. – P. 1453–1460.
14. Peitsidis P., Agrawal R. Role of vascular endothelial growth factor in women with PCO and PCOS: a systematic review // Reprod. Biomed. Online. – 2010. – Vol. 20. – P. 444–452.
15. Pelinck M.J., Vogel N.E., Hoek A. Minimal stimulation IVF with late follicular phase administration of the GnRH antagonist cetrorelix and concomitant substitution with recombinant FSH: a pilot study // Hum. Reprod. – 2005. – Vol. 20. – P. 642–648.
16. Rizzo R., Andersen A.S., Lassen M.R. Soluble human leukocyte antigen-G isoforms in maternal plasma in early and late pregnancy // Am. J. Reprod. Immunol. – 2009. – Vol. 62. – P. 320–338.
17. Sterrenburg M.D., Veltman-Verhulst S.M., Eijkemans M.J. et al. Clinical outcomes in relation to the daily dose of recombinant follicle-stimulating hormone for ovarian stimulation in in vitro fertilization in presumed normal responders younger than 39 years: a meta-analysis // Hum Reprod Update. – 2011. – Vol. 17, № 2. – P. 184–196.
18. Ubaldi F., Rienzi L., Baroni E. Hopes and facts about mild ovarian stimulation // Reprod. Biomed. Online. – 2007. – Vol. 14. – P. 675–681.
19. Van Disseldorp J., Lambalk C.D., Kwee J. Comparison of inter- and intra-cycle variability of anti-Mullerian hormone and antral follicle counts // Hum. Reprod. – 2010. – Vol. 25. – P. 221–227.
20. Verberg M.F., Macklon N.S., Nargund G. Mild ovarian stimulation for IVF // Hum. Reprod. Update. – 2009. – Vol. 15. –P. 13–29.
21. Vercammen M., Verloes A., Haentjens P. Can soluble human leucocyte antigen-G predict successful pregnancy in assisted reproductive technology? // Curr. Opin. Obstet. Gynecol. – 2009. – Vol. 21. – P. 285–290.

About the Authors

Elena A. Kalinina – distinguished physician therefore, MD, Research center of Ob/Gyn & Perinatology named after V.I. Kulakov Ministry of Health and social development of Russian Federation

Marina V. Berezikova – graduate student of Assisted Reproductive Technologies Laboratory, Research center of Ob/Gyn & Perinatology named after V.I. Kulakov Ministry of Health and social development of Russian Federation

Olga V. Burmenskaya – research associate of Molecular Genetic Techniques Laboratory, Research center of Ob/Gyn & Perinatology named after V.I. Kulakov Ministry of Health and social development of Russian Federation

Ludmila A. Podrez – physician assistant of Clinical Immunology Laboratory, Research center of Ob/Gyn & Perinatology named after V.I. Kulakov Ministry of Health and social development of Russian Federation

Similar Articles

By continuing to use our site, you consent to the processing of cookies that ensure the proper functioning of the site.