Прогнозирование вероятности наступления клинической беременности у женщин с индексом массы тела от 28,5 и выше в программе экстракорпорального оплодотворения на основании оценки окружности талии и изменения доли мононуклеаров периферической крови с высокополяризованными митохондриями в результате стимуляции суперовуляции
PREDICTING LIKELIHOOD OF ONSET OF CLINICAL PREGNANCY OF WOMEN WITH BMI 28,5 AND ABOVE IN VITROFERTILIZATION PROGRAM BASED ON ESTIMATES OF WAIST CIRCUMFERENCE AND CHANGES IN SHARE OF PERIPHERAL BLOOD MONOCLEAR WITH HIGHLY MITOCHONDRIA AS A RESULT OF SUPEROVULATION

Ожирение - это серьезная медико-социальная и экономическая проблема современного общества. Согласно данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) на 2014 год по всему миру насчитывалось более 1,9 миллиарда населения старше 18 лет с избыточной массой тела и более 600 миллионов, страдающих ожирением [1].
Ожирение является ключевым фактором риска развития серьезных хронических заболеваний, таких как нарушения сердечно-сосудистой системы, сахарный диабет 2 типа, онкологические заболевания, метаболический синдром. Также известно, что ожирение является фактором риска нарушений репродуктивной функции - бесплодия, невынашивания, осложнений беременности, родов и послеродового периода [2]. В частности, ожирение признано одной из ведущих причин развития бесплодия [3, 4, 5].
При наличии у женщины ожирения значительно снижается эффективность различных видов терапии, направленных на восстановление фертильности.
Большинство исследователей сходятся во мнении, что при использовании методов вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ) пациенткам с избыточной массой требуются более высокие дозы гонадотропинов, при этом у них снижен овариальный ответ на стимуляцию, что выражается в меньшем количестве получаемых ооцитов и эмбрионов, снижении частоты имплантации, наступлении клинической беременности и живорождения, а также наблюдается более высокая частота самопроизвольных выкидышей и неразвивающихся беременностей [6, 7, 8, 9, 10, 11]. Однако до настоящего времени остаются неизученными механизмы негативного влияния метаболических нарушений при ожирении на репродукцию человека, в том числе на эффективность программ ЭКО.
Следует отметить, что висцеральный (абдоминальный) тип ожирения является наиболее неблагоприятным. Рост абдоминального ожирения и связанные с ним изменения активности липопротеинлипазы в жировой ткани и триглицеридлипазы в печени способствуют избыточному поступлению свободных жирных кислот в кровоток и усилению нарушения липидного обмена. Согласно критериям ВОЗ значение ОТ у женщин более 80 см является фактором риска развития сердечно-сосудистых заболеваний и сахарного диабета 2 типа. Таким образом, при оценке параметров стимуляции суперовуляции и эффективности лечения в программе ЭКО следует принимать во внимание не только показатель ИМТ, но и тип распределения жировой ткани.
В последние годы появляется все больше работ, связанных с изучением роли митохондриального аппарата в генезе развития метаболических заболеваний. Учеными было доказано, что дисфункция митохондрий является одним из механизмов развития бесплодия у женщин, страдающих от ожирения.
В связи с этим в последние годы был разработана система оценки критериев состояния митохондриального аппарата в клетках периферической крови с использованием проточной цитометрии. Данный метод был апробирован для исследования влияния сепсиса или ВИЧ-инфекции на состояние митохондриального аппарата, а также взаимосвязи митохондриальной дисфункции и клинических исходов [12, 13, 14].
В связи с этим нами было проведено пилотное исследование функционального состояния митохондрий в мононуклеарах периферической крови у пациенток с нормальным, избыточным весом и ожирением, позволившее охарактеризовать взаимосвязь избыточной массы тела, функциональной активности митохондрий и успешности имплантации.
2
Результат изобретения - создание модели предикции наступления клинической беременности у женщин с ИМТ ≥ 28,5 кг/м при лечении бесплодия в программе ЭКО.
Результат достигается путем измерения окружности талии и оценки изменения процентного содержания мононуклеров периферической крови с высокополяризованными митохондриями в результате стимуляции суперовуляции (Δ МПК с высокополяризованными митохондриями).
Для выделения мононуклеарных клеток периферической крови (МПК) использовали периферическую венозную кровь, взятую у пациенток в цикле стимуляции суперовуляции натощак перед началом стимуляции суперовуляции и в день проведения ТВП в пробирки с этилендиаминтетраацетатом (ЭДТА) (Sarstedt). Использовали стандартную методику выделения МПК на градиенте фиколла (Sigma) плотностью 1,077 г/мл. Для оценки трансмембранного потенциала митохондрий выделенные МПК окрашивали флуоресцентным индикатором трансмембранного потенциала митохондрий 5,5',6,6'-тетрахлор-1,1'3,3'-тетраэтилбензимидазол-карбоцианином (JC1) (Life technologies) по протоколу, рекомендованному производителем, и методом проточной цитометрии оценивали распределение клеток по интенсивности окраски в зеленом и красном канале. JC-1 представляет собой катионный краситель, поглощение которого митохондриями напрямую связано с уровнем их трансмембранного потенциала. В митохондриях JC-1 образует агрегаты, с максимумом эмиссии в красной области спектра (590 нм), в то время как максимум эмиссии мономеров JC-1 находится в зеленой области спектра (525 нм).
Для оценки жизнеспособности клеток использовали краситель пропидий йодид (Life technologies).
Измерение проводили на проточном цитофлуориметре (BD FACS Calibur). Для каждой пробы измеряли процентное содержание МПК с высокополяризованными митохондриями.
Измерение окружности талии проводилось в соответствии с протоколом Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ): окружность талии быть измерена сантиметровой лентой посередине между нижним краем нижнего ребра и вершиной подвздошного гребня.
С помощью бинарной логистической регрессии возможно рассчитать вероятность наступления события (в данном случае наступление клинической беременности) в зависимости от значений независимых переменных (объем талии, Δ МПК).
Вероятность наступления события (вероятность наступления клинической беременности) (р) рассчитывается по формуле, имеющей общий вид:
p=exp(logit)/(1+exp(logit)),
где р - искомая вероятность наступления события.
При значениях р менее 0,5 можно предположить, что измеряемое событие не наступит; в противном случае предполагается наступление события.
Согласно результатам логистической регрессии построено уравнение для предсказания вероятности наступления клинической беременности:
logit = -5,11+(0,048*ОТ)-(0,124*Δ МПК)
Построенная модель является статистически значимой (χ2(2)=7,35, р=0,025).
Средняя точность прогнозирования вероятности наступления клинической беременности составляет 82,6%, ОШ равно 21.
Таким образом, можно оценить вероятность наступления клинической беременности в программе ЭКО на основании оценки представленных независимых переменных (объем талии и Δ процентного содержания МПК с высокополяризованными митохондриями, измеренных до начала и после завершения стимуляции суперовуляции).
Пример
I. Прогнозирование вероятности наступления клинической беременности провели у пациентки М., 37 лет, обратившейся для проведения программы ЭКО и ПЭ по поводу мужского фактора бесплодия (Мужу 39 лет, спермограмма: астенозооспермия). Из анамнеза: беременностей не было, оперативное лечение гинекологических заболеваний отрицает. Данная попытка ЭКО первая. Перед началом программы ЭКО проводилось измерение веса и роста, на основании которого рассчитывался показатель индекса массы тела (ИМТ).
Вес - 102 кг
Рост - 1,76 м
2
ИМТ - 32,93 кг/м
ОТ - 100 см
Кровь для исследования доли мононуклеаров периферической крови с высокополяризованными митохондриями у пациентки М. брали натощак из локтевой вены в стерильную пробирку до начала лечения и в цикле стимуляции суперовуляции в день проведения ТВП.
Результат проведенных измерений у пациентки М.:
Процентное содержание МПК с высокополяризованными митохондриями, измеренное до начала лечения, - 53%.
Процентное содержание МПК с высокополяризованными митохондриями, после окончания стимуляции суперовуляции, - 68%.
Δ процентного содержания МПК с высокополяризованными митохондриями - 15%.
Вероятность (р) наступления клинической беременности у данной пациентки рассчитывали по вышеописанной формуле:
logit = -5,11+(0,048*OT)-(0,124*Δ МПК) = -5,11+(0,048*100)-(0,124*15) = -2,17
p=exp(logit)/(1+exp(logit))=0,1
Рассчитанная вероятность р указывает на низкую вероятность наступления беременности в данном цикле лечения.
В результате проведения программы ЭКО у пациентки беременность не наступила.
II. Прогнозирование вероятности наступления клинической беременности провели у пациентки N., 30 лет, обратившейся для проведения программы ЭКО и ПЭ по поводу мужского фактора бесплодия (Муж, 31 год, спермограмма: азооспермия). Программа ЭКО проведена с использованием спермы донора. Донор - 33 лет, спермограмма: нормозооспермия). В анамнезе 1 беременность от другого полового партнера: 1 искусственный аборт на малом сроке беременности. Оперативные вмешательства отрицает. Данная попытка ЭКО первая. Перед началом программы ЭКО проводилось измерение веса и роста, на основании которых был рассчитан показатель индекса массы тела (ИМТ).
Вес - 105 кг
Рост - 1,78 м
2
ИМТ - 33,14 кг/м
ОТ - 105 см
Кровь для исследования доли мононуклеаров периферической крови с высокополяризованными митохондриями у пациентки N. брали натощак из локтевой вены в стерильную пробирку до начала лечения и в цикле стимуляции суперовуляции в день проведения ТВП.
Результат проведенных измерений у пациентки N.:
Процентное содержание МПК с высокополяризованными митохондриями, измеренное до начала лечения, - 72%.
Процентное содержание МПК с высокополяризованными митохондриями, после окончания стимуляции суперовуляции, - 62%.
Δ процентного содержания МПК с высокополяризованными митохондриями - 10%.
Вероятность (р) наступления клинической беременности у данной пациентки рассчитывали по вышеописанной формуле:
logit = -5,11+(0,048*OT)-(0,124*Δ МПК) = -5,11+(0,048*105)-(0,124*(-10))=1,17
p=exp(logit)/(1+exp(logit))=0,76
Рассчитанная вероятность p указывает на возможность того, что истинное значение результативного показателя попадет в расчетный прогнозируемый исход, в данном случае - на наступление клинической беременности в данной попытке ЭКО.
В результате проведения программы ЭКО у пациентки наступила беременность.
III. Прогнозирование вероятности наступления клинической беременности провели у пациентки Р., 31 год, обратившейся для проведения программы ЭКО и ПЭ по поводу трубно-перитонеального фактора бесплодия. В анамнезе 1 беременность в 2004 г., завершившаяся искусственный абортом. В 2012 г. - диагностическая лапароскопия, адгезиолизис. В 2014 г. - лапароскопия, двухсторонняя тубэктомия по поводу двухстороннего гидросальпинкса. У пациентки отсутствует половой партнер, в связи с чем была проведена программа ЭКО с использованием спермы донора. Донор 32 лет, спермограмма: нормозооспермия. Данная попытка ЭКО вторая.
Перед началом программы ЭКО проводилось измерение веса и роста, на основании которого был рассчитан показатель индекса массы тела (ИМТ).
Вес - 114,7 кг
Рост - 1,72 м
2
ИМТ - 38,77 кг/м
ОТ - 118 см
Кровь для исследования процентного содержания мононуклеаров периферической крови с высокополяризованными митохондриями у пациентки Р. брали натощак из локтевой вены в стерильную пробирку до начала лечения и в цикле стимуляции суперовуляции в день проведения ТВП.
Результат проведенных измерений у пациентки Р.:
Процентное содержание МПК с высокополяризованными митохондриями, измеренное до начала лечения, - 84%.
Процентное содержание МПК с высокополяризованными митохондриями, после окончания стимуляции суперовуляции, - 73%.
Δ процентного содержания МПК с высокополяризованными митохондриями - 9%.
Вероятность (р) наступления клинической беременности у данной пациентки рассчитывали по вышеописанной формуле:
logit = -5,11+(0,048*OT)-(0,124*Δ МПК) = -5,11+(0,048*118)-(0,124*(-9))=1,67
p=exp(logit)/(1+exp(logit))=0,87
Рассчитанная вероятность р указывает на высокую вероятность наступления клинической беременности в данном цикле лечения.
В результате лечения в программе ЭКО у пациентки наступила клиническая беременность.
Согласно полученным данным прогноз оценки вероятности наступления клинической беременности при проведении программ ЭКО носит достоверный характер. Следовательно, способ прогнозирования вероятности положительного исхода лечения в программе ЭКО с использованием оценки доли мононуклеаров периферической крови с высокополяризованными митохондриями до начала лечения в программе ЭКО и в день трансвагинальной пункции, а также измерения объема талии, может быть использован в клинико-лабораторной практике с целью предикции исходов программы ЭКО.
Список использованной литературы
1) WHO / Media center fact sheet: obesity and overweight [Digital source]. - 2015. - fact sheet №311. - access mode: http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs311/en/.
2) Kominiarek, M.A. / Obesity Before, During, and After Pregnancy: A Review and Comparison of Five National Guidelines / M.A. Kominiarek, S.P. Chauhan //. Am J Perinatol. - Nov 20, 2015. - [Epub ahead of print].
3) Lifestyle factors and reproductive health: taking control of your fertility / R. Sharma [et al.] // Reprod Biol Endocrinol. - 2013. - Vol. 16, №11. - P. 66.
4) The relationship between obesity and fecundity / N. Yilmaz [et al.] // J Womens Health (Larchmt). - 2009. - Vol. 18, №5. - P. 633-636.
5) An interne t-based prospective study of body size and time-to-pregnancy / L.A. Wise [et al.] // Hum Reprod. - 2010. - №25. - C. 253-264.
6) Does obesity really matter? The impact of BMI on embryo quality and pregnancy outcomes after IVF in women aged ≤38 years / D.L. Zander-Fox [et al.] // Aust N Z J Obstet Gynaecol. - 2012. - Vol. 52, №3. - P. 270-276.
7) Obstetric outcomes after in vitro fertilization in obese and morbidly obese women / A. Dokras [et al.] // Obstetrics and gynecology. - 2006. - Vol. 108, №1. - P. 61-69.
8) Brewer, С.J. The adverse effects of obesity on conception and implantation / C.J. Brewer, A.H. Balen // Reproduction. - 2010. - Vol. 140, №3. - P. 347-364.
9) Effect of increased body mass index on oocyte and embryo quality in IVF patients / M. Metwally [et al.] // Reproductive Biomedicine Online. - 2007. - Vol. 15, №5. - P. 532-538.
10) Personalized prediction of first-cycle in vitro fertilization success / B. Choi [et al.] //Fertil Steril. - 2013. - Vol. 99, №7. - P. 1905-1911.
11) Talmor, A. Female Obesity and Infertility / A. Talmor, B. Dunphy // Best Pract Res Clin Obstet Gynaecol. - 2015. - Vol. 29, №4. - P. 498-506.
12) Mitochondrial dysfunction in peripheral blood mononuclear ceells in pediatric septic shock / S.L. Weiss [et al.] // Pediatr Crit Care Med - 2015. - Vol. 16, №1. - Р. е4-е12.
13) Chiu, H.Y. / Heat-shock response protects peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) from hydrogen peroxide-induced mitochondrial disturbance / H.Y. Chiu, L.Y. Tsao, R.C. Yang // Cell Stress Chaperones. - 2009. - Vol. 14. - №2. - P. 207-217.
14) The effects of sepsis on mitochondria / Garrabou G. [et al.] // J Infect Dis. - 2012 - Vol. 205, №3. - P. 392-400.