Συσχέτιση της συμπεριφοράς του ωαρίου κατά την ενδοκυτταροπλασματική σπερματέγχυνση (ICSI) με την αξιολόγηση του ζυγωτού (Z-score), την αξιολόγηση της προεμφυτευτικής εμβρυϊκής ανάπτυξης και τα ποσοστά εμφύτευσης, κλινικής εγκυμοσύνης και γέννησης ζώντος νεογνού

Abstract

The present study aims to evaluate possible associations between oocyte characteristics, oocyte behavior during ICSI, fertilization potential, Z-score analysis, implantation and live birth. It has already been established that a number of oocyte characteristics have been associated with fertilization potential, implantation and live birth rates. Abnormal oolemma breakage and resistance during ICSI application have been equally related with lower implantation potential. Nonetheless, a consensus on definitive associations has not been reached. It may be possible that this lack of consensus may be attributed to the fact that the majority of studies assess oocyte characteristics as a binary outcome (normal/abnormal). In this study oocyte characteristics are assessed as factorial outcomes, with each factor representing a different morphological finding. A total of 477 patients, yielding 3452 oocytes, were enrolled in this observational single-center study.. Single oocyte and subsequent embryo culture were employed. Oocyte morphological evaluation, ICSI practice, respective oocyte behavior information, and fertilization assessment were performed by the same clinical embryologist. Strictly couples undergoing ICSI and double embryo-transfer were eligible to participate. Advanced maternal age>40, azoospermia and/or oligoasthenozoospermia cases were excluded. Meticulous morphological evaluation of oocyte characteristics and assessment of the oocyte behavior during ICSI was recorded. Implantation rate was provided per patient following an hCG level evaluation 14 days post embryo-transfer. Multinomial logistic regression was employed for the statistical analysis. To eliminate possible multiple associations bias, the Bonferroni correction was employed and the confidence levels were adjusted accordingly. Zona pellucida (ZP) characteristics were mainly associated with oocyte behavior during ICSI (p<0.001). A thin ZP was further associated with sudden oolemma breakage, whereas a thick ZP was associated with sudden oolemma breakage and fertilization failure (p<0.001). Abnormal ooplasm characteristics were associated with abnormal ICSI behavior (p<0.001), and poor outcomes during fertilization evaluation (p<0.001), while ooplasm granularity was additionally associated with implantation failure (p<0.001). Large oocyte size was associated with high resistance during ICSI (p<0.001). Large polar body (PB) size was associated with difficult oolemma breakage (p<0.001) and its respective granularity with lack of resistance during ICSI performance (p<0.001). Large size of the perivitelline space (PVS) was associated with either types of abnormal oolemma breakage, while any noted PVS granularity was found to be related with a high resistance during ICSI and difficult oolemma breakage (p<0.001). Both abnormal oolemma breakage, and high or lack of resistance during ICSI were associated with either a poor Z-Score or fertilization failure (p<0.001). Both difficult and sudden oolemma breakage were associated with implantation failure (p<0.001), whereas only sudden oolemma breakage was associated with lower live birth rates (p=0.005). Z-Score was considered as a covariate when associations were attempted with implantation and live-birth outcomes. Certain abnormal oocyte characteristics are related to deviations from normal oocyte behavior during ICSI, directly or indirectly compromising zygote formation, Z-Score, implantation and live-birth rate. The employment of Bonferroni correction disregarded a number of associations that may have been significant if the sample size was larger. The moderate sample size, the double embryo transfer, along with the fact that the study was carried out in a single center are the limitations of this study. Evaluation of oocyte characteristics and oocyte behavior during ICSI may provide practitioners with early information regarding cycle outcome. In the era of precision medicine contributing information on these associations towards developing a grading system or a prediction model may assist in ensuring optimal practice and enhance positive IVF outcome rates.

Η παρούσα μελέτη στοχεύει στην αξιολόγηση των συσχετίσεων μεταξύ των μορφολογικών χαρακτηριστικών των ωαρίων, της συμπεριφοράς τους κατά τη διάρκεια του ICSI, του αποτελέσματος της γονιμοποίησης, του Ζ-Score, της εμφύτευσης και της γέννησης ζώντος νεογνού. Βιβλιογραφικά έχει καθιερωθεί ότι κάποιες μη-φυσιολογικές μορφολογικές παρατηρήσεις στο ωάριο μπορεί να συσχετίζονται με το αποτέλεσμα της γονιμοποίησης, την εμφύτευση και τη γέννηση ζώντος νεογνού. Η μη φυσιολογική θραύση της κυτταρικής μεμβράνης του ωαρίου αλλά και η αντίσταση κατά τη διάρκεια του ICSI έχουν συσχετιστεί με χαμηλότερα ποσοστά εμφύτευσης. Παρόλα αυτά δεν υπάρχει συμφωνία (consensus) στην επιστημονική κοινότητα για την συσχέτιση των χαρακτηριστικών των ωαρίων με το αποτέλεσμα του κύκλου εξωσωματική γονιμοποίησης. Αυτό θα μπορούσε να οφείλεται στο γεγονός ότι η πλειοψηφία των μελετών εξετάζει τα χαρακτηριστικά των ωαρίων ως δυαδικές μεταβλητές (φυσιολογικό/μη-φυσιολογικό). Στην παρούσα μελέτη τα χαρακτηριστικά των ωαρίων εξετάζονται ως παραγοντικές μεταβλητές, όπου κάθε παράγοντας αντιπροσωπεύει συγκεκριμένη παρατήρηση. Συνολικά 477 ασθενείς, από τις οποίες λήφθηκαν 3452 ωάρια, συμμετείχαν σε αυτήν την μελέτη. Πραγματοποιήθηκε μεμονωμένη καλλιέργεια ωαρίων και επακόλουθη μεμονωμένη καλλιέργεια εμβρύων. Η μορφολογική αξιολόγηση των ωαρίων, η πρακτική ICSI, οι αντίστοιχες πληροφορίες συμπεριφοράς των ωαρίων και η αξιολόγηση της γονιμοποίησης πραγματοποιήθηκαν από τον ίδιο κλινικό εμβρυολόγο. Μόνο ζευγάρια που υποβάλλονται σε ICSI και μεταφορά δυο εμβρύων συμμετείχαν στην παρούσα μελέτη. Προχωρημένη μητρική ηλικία > 40, περιπτώσεις αζωοσπερμίας και / ή ολιγοασθενοζωοσπερμίας αποκλείστηκαν από την μελέτη. Πραγματοποιήθηκε σχολαστική καταγραφή της μορφολογικής αξιολόγησης των χαρακτηριστικών των ωαρίων και αξιολόγηση της συμπεριφοράς των ωαρίων κατά τη διάρκεια του ICSI. Το ποσοστό εμφύτευσης παρέχεται ανά ασθενή μετά από αξιολόγηση των επιπέδων hCG ορού 14 ημέρες μετά τη μεταφορά εμβρύου. Για την στατιστική ανάλυση χρησιμοποιήθηκε πολυώνυμη λογιστική παλινδρόμηση. Για την εξάλειψη πιθανού στατιστικού σφάλματος λόγω πολλαπλών συσχετίσεων, χρησιμοποιήθηκε η διόρθωση Bonferroni και τα επίπεδα εμπιστοσύνης προσαρμόστηκαν ανάλογα.Το μη φυσιολογικό πάχος της διάφανης ζώνης σχετίζεται με την απότομη ρήξη της κυτταρικής μεμβράνης (ΚΜ) και την αποτυχία γονιμοποίησης. Τα μη-φυσιολογικά χαρακτηριστικά του ωοπλάσματος συσχετίζονται με μη-φυσιολογική συμπεριφορά κατά την ICSI, κακή ποιότητα ζυγωτού, ενώ η κοκκώδης υφή του κυτταροπλάσματος με την αποτυχία γονιμοποίησης. Το μεγάλο μέγεθος ωαρίου σχετίστηκε με υψηλή αντίσταση κατά την ICSI. Ο μεγάλος διαμεμβρανικός χώρος σχετίζεται με μη φυσιολογική ρήξη της ΚΜ, ενώ η κοκκώδης υφή του συνδέεται με υψηλή αντίσταση κατά την ICSI. Η μη-φυσιολογική συμπεριφορά του ωαρίου κατά την ICSI σχετίζεται με κακή ποιότητα ζυγωτών και με αποτυχία γονιμοποίησης. Μόνο η ξαφνική ρήξη της ΚΜ σχετίστηκε με το ποσοστό γέννησης ζώντων νεογνών.Ορισμένα μη φυσιολογικά χαρακτηριστικά των ωαρίων σχετίζονται με αποκλίσεις από τη φυσιολογική συμπεριφορά των ωαρίων κατά τη διάρκεια του ICSI, θέτοντας άμεσα ή έμμεσα σε κίνδυνο το σχηματισμό ζυγωτών, το Z-Score, την εμφύτευση και το ποσοστό γεννήσεων ζώντων νεογνών. Η χρήση της διόρθωσης κατά Bonferroni οδήγησε στο να αγνοηθεί ένας αριθμός συσχετίσεων που μπορεί να ήταν στατιστικά σημαντικές εάν το μέγεθος του δείγματος ήταν μεγαλύτερο. Το μέτριο μέγεθος του δείγματος, η μεταφορά δυο εμβρύων, μαζί με το γεγονός ότι η μελέτη πραγματοποιήθηκε σε ένα μόνο κέντρο αποτελούν περιορισμούς σε αυτήν τη μελέτη. Η αξιολόγηση των χαρακτηριστικών των ωαρίων και της συμπεριφοράς τους κατά τη διάρκεια του ICSI μπορεί να παρέχει πρώιμες πληροφορίες σχετικά με το αποτέλεσμα του κύκλου. Στην εποχή της ιατρικής ακριβείας, η συμβολή πληροφοριών σχετικά με αυτούς τους συσχετισμούς για την ανάπτυξη ενός συστήματος βαθμολόγησης ή ενός προβλεπτικού μοντέλου μπορεί να βοηθήσει στη διασφάλιση της βέλτιστης πρακτικής και στην ενίσχυση των θετικών αποτελεσμάτων της εξωσωματικής γονιμοποίησης.