IVF-ICSI mit Blastzystenkultur
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IVF-ICSI mit Blastozystenkultur Kinderwunschzentrum Darmstadt Bratustrasse 9 64293 Darmstadt www.kinderwunschzentrum-da.de Copyright: Ferticonsult GmbH, Darmstadt 2006 www.ferticonsult.de www.gynaktuell.de www.gynexpert.de 2 Liebe Patientin, lieber Patient, die vorliegende Broschüre will Ihnen die Prinzipien der Reproduktionsmedizin und das Behandlungskonzept unserer Arbeitsgruppe vorstellen. Es handelt sich um den Ausdruck einer POWER POINT Präsentation, mit deren Hilfe unseren Patientinnen und Patienten im Rahmen des „ERSTGESPRÄCHES“ die IVF/ICSI-Therapie erklärt wird. Inhalt Das Team - 20 Jahre Erfahrung in IVF/ICSI ............................................................................. 4 Die normale Eierstocksfunktion................................................................................................. 5 Der Transport des Samens in der Gebärmutter Samenqualität .................................................. 6 Embryonalentwicklung .............................................................................................................. 7 Die normale Schwangerschaftswahrscheinlichkeit .................................................................... 8 Diagnose und die richtige Therapie des Unfruchtbarkeit........................................................... 9 Das Prinzip der künstlichen Befruchtung................................................................................. 10 Kontrolle des Follikelwachstums ............................................................................................. 11 Gewinnung der Eizellen durch Follikelpunktion ..................................................................... 12 Eizelle und Samen .................................................................................................................... 13 Durchführung der Intrazytoplasmatischen Spermieninjektion (ICSI) ..................................... 14 Eizellen im Vorkernstadium (PN-Stadium) ............................................................................. 16 Embryonalentwicklung bis zur Blastozyste ............................................................................. 17 Auswahl der Eizellen im PN-Stadium ..................................................................................... 18 Verbesserung der Auswahl durch PN-Scoring......................................................................... 19 Blastozystentransfer und Schwangerschaftsraten .................................................................... 21 Die Bedeutung von PN-Scoring und Blastozystenkultur......................................................... 23 Embryotransfer......................................................................................................................... 25 Polkörperchenanalyse und Präimplantationsdiagnostik........................................................... 26 Behandlungsplan ...................................................................................................................... 28 Wegweiser................................................................................................................................ 29 3 Das Team - 20 Jahre Erfahrung in IVF/ICSI 1979: Geburt von Louisa Brown. Bei der IVF-Behandlung werden Ei- und Samenzellen ausserhalb des Körpers zusammengeführt (extrakorporale Befruchtung). Der oder die entstandenen Embryonen werden wenige Tage später in die Gebärmutterhöhle gespült (Embryotransfer). Die Pioniere waren die Professoren Edwards und Steptoe. 1986: Arbeitsbeginn des Zentrums für Reproduktionsmedizin an der Frauenklinik des Klinikum Darmstadt. Im April 1986 kam es zur ersten Schwangerschaft durch In vitro Fertilisation (IVF) und Anfang 1987 zur Geburt (Bild). 1992: Einführung der Intracytoplasmatischen Spermieninjektion (ICSI). 2001: Einführung der Blastozystenkultur. 2007: Ausgliederung der Reproduktionsmedizin aus dem Klinikum Darmstadt und Gründung des Kinderwunschzentrums Darmstadt mit Sitz in der Bratustrasse 9, 64293 Darmstadt. Aufnahme der Tätigkeit am 02.01.2007. Ärztliche und wissenschaftliche Mitarbeiter sowie rechtliche und berufsrechtliche Struktur der Arbeitsgruppe Leiterin des Teams: Frau Dr. med. A. Bilgicyilderim Vertreter: Dr. M. Inacker (i.S. der Berufsordnung für Ärzte in Hessen und des §121a SGB V) Mitglied der Partnerschaft Prof. Dr. med. G. Leyendecker Anästhesie: Frau Dr. med. C. Welte Reproduktionsbiologie: Dr. sc. hum. W. Bernart Dr. rer. nat. U. Mischeck Mit dem Klinikum Darmstadt besteht ein Kooperationsvertrag 4 Die normale Eierstocksfunktion Im menstruellen Zyklus der Frau kommt es in Zyklusmitte zum Einsprung (Ovulation). Dieser Vorgang wird vom heranreifenden Follikel selbst gesteuert, indem das stark ansteigende Östradiol des Follikels (Eibläschen) der Hirnanhangsdrüse das Signal zur massiven Ausschüttung von LH (LH=luteinisierendes Hormon) gibt. Das bis dahin erfolgte Follikelwachstum und die langsam und dann schneller ansteigende Abgabe von Östradiol steht unter dem gemeinsamen Einfluss von FSH (FSH=follikelstimulierendes Hormon) und LH. Während der Ovulation platzt der Follikel und gibt die Eizelle (Oocyte) frei, die vom Fimbrientrichter des Eileiters aufgefangen wird. Der nun leere Follikel wandelt sich in den Gelbkörper (Corpus luteum) um und beginnt mit der Produktion des Progesterons. Dieses Hormon wandelt die durch Östradiol aufgebaute Schleimhaut um, so dass sie in der Lage ist, einen eventuell entstandenen Embryo aufzunehmen. Ohne Eintritt einer Schwangerschaft lebt das Corpus luteum etwa 14 Tage und stellt dann seine Funktion ein. Durch Abfall von Progesteron im Blut kommt es zur Abstoßung der Schleimhaut und Menstruation. Im Falle einer Schwangerschaft beginnt der Embryo sofort nach seiner Einnistung mit der Produktion von HCG (HCG=menschliches Choriongonadotropin), wodurch die Funktion des Gelbkörpers aufrecht erhalten bleibt und die Regel ausbleibt. Mit der Sonographie (Ultraschall) können diese Vorgänge im Eierstock (Ovar) und in der Gebärmutter (Uterus) sichtbar gemacht werden. 5 Der Transport des Samens in der Gebärmutter Samenqualität Gerichteter Spermientransport - HSSG Das normale Spermiogramm ist nach den WHO-Kriterien durch folgende wesentlichen Werte charakterisiert: Spermiendichte: Progressivbeweglichkeit: Davon Schnell progressiv (WHO Typ A) Mässig progressiv (WHO Typ B) > 20 Mill./ml > 50% >25% >25% Der wichtigste Wert ist die schnelle Progressivbeweglichkeit (WHO-Typ A). Die schnelle Progressivbeweglichkeit dient nicht der Wanderung der Samenfäden vom Muttermund in den Eileiter sondern der Fähigkeit, in die Eizelle eindringen zu können. Der Transport der Samenfäden vom Muttermund oder dem Gebärmutterhals in den Eileiter ist eine Leistung der Gebärmutter. Unter dem Einfluss der Östrogene aus dem Eierstock führt die innerste Schicht der Gebärmuttermuskulatur peristaltische (wurmende) Bewegungen durch, die den Samen in wenigen Minuten in den Eileiter transportieren, auf dessen Seite der zum Eisprung bereite Follikel heranwächst. Mit radioaktiv markierten Partikeln in der Größe von Spermien konnten wir nachweisen, dass sich bereits eine Minute nach der Ejakulation eine Menge Spermien in der Gebärmutterhöhle befinden und weiter in den „richtigen“ Eileiter transportiert werden. Die oben zu sehenden Szintigramme wurden in minütigem Abstand nach Applikation der Partikel durchgeführt. 6 Embryonalentwicklung Erstaunlicherweise befinden sich im Eileiter zum Zeitpunkt des Eisprunges nur etwa 3000 Spermien. Im äußeren Drittel des Eileiters (Ampulla tubae) wird die Eizelle durch ein einziges Spermium befruchtet. Die Teilung der Eizelle zeigt an, dass ein Embryo entstanden ist, der sich während der nächsten Tage weiter teilt und im sog. Bläschenstadium (Blastozyste) mit der Gebärmutterschleimhaut (Endometrium) Kontakt aufnimmt. Folgende Stadien der Eizell- und Embryonalentwicklung werden durchlaufen (Tage nach dem Eispung): 1. Tag: Die Eizelle befindet sich im Vorkernstadium (Pronucleus-(PN-) Stadium); der Samenfaden ist eingedrungen; die Kerne von Ei- und Samenzelle sind noch nicht verschmolzen. In den folgenden Stunden verschmelzen diese Vorkerne und bilden den Zellkern des Embryos. Anschließend teilt sich die befruchtete Eizelle sofort. Der Embryo ist entstanden. 2. Tag: Es liegt ein Embryo im Zwei- oder Vierzellstadium vor. 3. Tag: Es liegt ein Embryo im Achtzellstadium vor. Von diesem Stadium an steuern die Gene des Embryos selbst dessen weitere Entwicklung 4. Tag: Weitere Zellteilungen mit Bildung des Beerenstadiums (Morula) 5.-7. Tag: Bildung des Bläschenstadiums (Blastozyste). Diese dehnt sich aus (expandierte Blastozyste) und der Embryo schlüpft (engl. to hatch) aus der Eizellhülle und kann sich einnisten. 7 Die normale Schwangerschaftswahrscheinlichkeit Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit eines Paares mit uneingeschränkter Fruchtbarkeit, während eines menstruellen Zyklus eine Schwangerschaft zu erzielen? Wenn solche Paare am Tag des Eisprungs Verkehr haben, dann beträgt die Schwangerschaftswahrscheinlichkeit etwa 35%. Diese Wahrscheinlichkeit bleibt auf dieser Höhe, auch wenn der letzte Verkehr bis zu 48 Stunden vor dem Eisprung stattgefunden hat. Mit einem größeren Zeitabstand zwischen Kohabitation und Eisprung sinkt die Schwangerschaftswahrscheinlichkeit in dem betreffenden Zyklus. Grundsätzlich kann gesagt werden, dass gesunde Spermien über einen Zeitraum von 96 Stunden befruchtungsfähig bleiben. Bei Verkehr am Tag nach erfolgtem Eisprung ist eine Schwangerschaft nicht mehr möglich. Die Eizelle ist also offenbar nur wenige Stunden nach dem Eisprung befruchtbar. Für ein reproduktionsbiologisch gesundes Paar mit Kinderwunsch bedeutet dies, dass bei regelmäßigem Verkehr um den Eisprung im Abstand von 2 Tagen (vom 10. bis 14. Zyklustag bei einem 28tägigen Zyklus) eine große Konzeptionswahrscheinlichkeit besteht. Bei leichter Einschränkung der Samenqualität sollte der Verkehr möglichst am Tag des Eisprunges stattfinden. 8 Diagnose und die richtige Therapie des Unfruchtbarkeit Schwangerschaftsraten bei kausaler und nicht-kausaler Therapie In der normalen Bevölkerung erreichen während der üblichen Lebensphase der Fortpflanzung (bis zum Alter der Frau von etwa 35 Jahren) Paare mit Kinderwunsch auf diese Weise in Höhe von 85% eine Schwangerschaft im Verlaufe eines Jahres. Bei den übrigen 15% liegt ein Sterilitätsproblem vor, welches der diagnostischen Abklärung bedarf. Paare mit uneingeschränkter Fortpflanzungsfähigkeit erreichen ihre Schwangerschaft binnen eines halben Jahres. Wenn eine Sterilität kausal behandelt wird, also der Grund der Sterilität komplett beseitigt werden kann, dann führt die Therapie zu einer Normalisierung der Konzeptionswahrscheinlichkeit (Bild links oben). Bei einer nicht kausalen Therapie stellt sich kein positiver Effekt auf die Schwangerschaftsrate ein. Frauen mit Endometriose unterschiedlichen Schweregrades haben häufig eine deutlich eingeschränkte Fruchtbarkeit. Häufig wird die Endometriose auch erst bei einer diagnostischen Abklärung entdeckt. Eine Hormontherapie mit dem Ziel der Eintrocknung der Endometrioseherde hat keinerlei Effekt im Hinblick auf die Schwangerschaftsrate (Bild rechts unten). Es gilt daher für die Sterilitätsbehandlung: Die richtige Diagnose stellen und adäquate Therapie einleiten. Für manche Paare gilt, dass sie nicht mehr viel Zeit zu verlieren haben. 9 Das Prinzip der künstlichen Befruchtung Die extrakorporale Befruchtung als temporäre Prothese Die extrakorporale Befruchtung (IVF und ICSI) stellt eine kurzzeitige Überbrückung eines Defektes im frühen Prozess der Fortpflanzung dar. Es handelt sich demnach medizin-ethisch um nichts anderes als um eine „temporäre Prothese“. Die ersten Schritte der Fortpflanzung werden in das „Reagenzglas“ und in den Inkubator verlegt. Nach Bildung des Embryos oder der Embryonen, werden diese in die Gebärmutterhöhle gespült. Danach nimmt eine mögliche Schwangerschaft ihren natürlichen Verlauf. Es ist das Ziel der künstlichen Befruchtung (assistierten Reproduktion), während der Therapie die Konzeptionswahrscheinlichkeit auf das normale Niveau anzuheben. Um dies zu erreichen, wird durch eine kontrollierte Überstimulation der Eierstöcke mit den gonadotropen Hormonen LH und FSH das Heranreifen mehrerer Follikel und damit Eizellen induziert. Vor oder während der Stimulationsbehandlung wird die Hirnanhangsdrüse bezüglich ihrer Funktion auf die Eierstöcke durch die Gabe spezifischer Medikamente blockiert, damit von ihr während der kontrollierten Stimulation keine störenden Signale auf die Eierstöcke ausgehen. 10 Kontrolle des Follikelwachstums Obwohl am Anfang eines Zyklus mehrere Follikel heranwachsen, produziert die Frau während eines Zyklus normalerweise nur eine Eizelle. Die übrigen Follikel und Eizellen bleiben in ihrer Entwicklung in den ersten Tagen des Zyklus zurück und gehen zugrunde. Durch die Zufuhr von gonadotropen Hormonen wird dieser Mechanismus der Auswahl nur eines Follikels aus der Schar (Kohorte) der anfänglich heranreifenden Follikel überspielt, und die gesamte Kohorte bereitstehender Follikel wächst bis zur Ovulationsreife heran. Die Kontrolle dieses Prozesses erfolgt durch die Bestimmung von Hormonspiegeln im Blut und die Messung der Follikelgröße. Bei einem Follikeldurchmesser von 18-20 mm besteht Ovulationsreife. Da das Wachstum des Follikels etwa 2 mm pro Tag beträgt, kann dieser Zeitpunkt etwa drei bis vier Tage vorausbestimmt werden. Bei dazu passenden Östradiolspiegeln im Blut kann z.B. bei einem mittleren Follikeldurchmesser von 15 mm am 10. Spritzentag (ST)(in unserem synchronisierten Protokoll ist der 10. ST immer ein Freitag) der 12. ST als Tag der Auslösung des Eisprungs festgelegt werden. Der Durchmesser der „Leitfollikel“ läge dann bei 18-20 mm. Diese genaue Festlegung des Zeitpunktes der Auslösung des Eisprunges durch HCG ist von kritischer Bedeutung für den Erfolg der Therapie. Hierbei spielt erfahrungsreiche Zusammenschau (Synopse) der Follikelgröße mit den Hormonanstiegen eine große Rolle. Das HCG entspricht biologisch dem LH, welches im normalen Zyklus den Eisprung induziert. 11 Gewinnung der Eizellen durch Follikelpunktion Etwa 40 – 44 Stunden nach dem Anstieg von LH im Blut oder nach Gabe von HCG kommt es zum Eisprung. Im o.g. Beispiel wurde die Patientin angewiesen, sich am Sonntag um 22:00 Uhr 10.000 Einheiten HCG intramuskulär zu spritzen. Genau 36 Stunden später wird die Follikelpunktion durchgeführt. In diesen 36 Stunden erfolgt die endgültige Reifung der Eizelle, und es ist bei diesem Zeitintervall sichergestellt, dass der Eisprung nicht bereits vor der Punktion stattgefunden hat. Diese erfolgt in der Regel ambulant unter Verabreichung eines Analgetikums oder in leichter Narkose. Die Follikelpunktion zur Eizellgewinnung erfolgt ultraschallgesteuert durch die Scheide (transvaginal). Die Ultraschallsonde ist mit einer Einmal-Hohlnadel bestückt, und unter Ultraschallsicht wird die Nadel in einen und dann in die weiteren Follikel vorgeschoben und mit einer automatischen Pumpe die Flüssigkeit abgesaugt. Die reife Eizelle wird von einer nur sehr lockeren Zellschicht umgeben, so dass durch das Absaugen die Eizelle von der Follikelwand abgelöst und in das Reagenzglas gespült wird. 12 Eizelle und Samen Oocyte mit Cumuluszellen Die Eizellen werden im Embryokulturlabor aus der Spülflüssigkeit isoliert und in eine Glasschale mit einem spezifischen Medium gegeben. Sie werden unter dem Mikroskop nach verschiedenen Kriterien beurteilt, und die als intakt und reif befundenen Oocyten werden für die Fertilisation vorbereitet. Die Eizellen sind von Nähr- oder Stützzellen (Granulosazellen oder Kumuluszellen) umgeben. Bei der einfachen IVF-Behandlung werden diese Zellen nicht beseitigt. Am Vormittag der Eizellgewinnung muss der Ehemann/Lebenspartner seinen Samen im andrologischen Labor des Zentrums abgeben. Der Samen wird für die Insemination vorbereitet, indem die sehr schnell beweglichen Spermien durch Dichtegradientenzentrifugation oder das Swim-up-Verfahren angereichert werden. Etwa 50.000 schnell bewegliche Spermien werden dem Medium mit der Eizelle zugesetzt. Unter Verwendung spezifischer Kulturmedien beginnt dann die Eizell/Embryokultur im Inkubator unter kontrollierten Temperatur- und Gas-Bedingungen. Einige Spermien durchdringen die Kumuluszellschicht, aber nur ein Spermium ist in der Lage, in die Eizelle einzudringen. Dieser Vorgang löst einen biochemischen Vorgang in der Zellmembran aus, der es keinem weiteren Spermium ermöglicht, in die Eizelle einzudringen. 13 Durchführung der Intrazytoplasmatischen Spermieninjektion (ICSI) Bei andrologischer Sterilität sind die Spermien meist infolge einer Asthenozoospermie (Bewegungsschwäche) nicht in der Lage, entweder überhaupt oder binnen eines Zeitfensters in die Eizelle einzudringen. Dieser Defekt wird durch die intrazytoplasmatische Spermieninjektion (ICSI) überwunden. ICSI wird mit einem Mikromanipulator durchgeführt. Dies ist ein Gerät aus der Zellbiologie, mit dem einzelne Zellen bearbeitet werden können. Diese Apparatur besteht aus einem hoch auflösenden Mikroskop und einer hydraulischen Vorrichtung, die es erlaubt, mit feinen Nadeln, die über Elektromotoren gesteuert werden, Substanzen oder eben Spermien in eine Zelle zu spritzen. Die Spitze solcher Nadeln hat eine Dicke von tausendsteln Millimetern. Sie ist also zehnfach dünner als ein Haar. ICSI ist indiziert bei Asthenozoospermie. In den „Richtlinien zur künstlichen Befruchtung“ hat der Bundesausschuss der Ärzte und Krankenkassen den Schweregrad der Einschränkung der Spermien definiert, der die Anwendung der ICSI-Methode bei gesetzlich versicherten Ehepaaren über den Krankenschein oder die Chipkarte ermöglicht. Das völlige Fehlen von Samenfäden im Ejakulat (Azoospermie) bedeutet nicht unbedingt den endgültigen Verzicht auf ein eigenes Kind. Durch geeignete operative Maßnahmen können Samenfäden eventuell aus dem Nebenhoden (MESA) oder dem Hoden selbst (TESE) gewonnen werden. Eine humangenetische Untersuchung sollte vorher erfolgen. Auch bei Azoospermie durch sog. retrograde Ejakulation in die Harnblase lassen sich Spermien gewinnen. Derartig gewonnene Spermien erfordern grundsätzlich immer die Anwendung der ICSI-Methode. 14 Beim ICSI-Verfahren müssen die Eizellen von den sie umgebenden Kumuluszellen befreit werden (Denudierung). Unter dem Mikromanipulator werden die Eizellen in einem Tropfen von Medium in einer Petrischale an eine Haltepipette angedockt und zwar derart, dass das Polkörperchen (das bei der ersten Reifeteilung der Eizelle ausgestossene Chromosomenmaterial) entweder bei 12 oder 6 Uhr zu liegen kommt. Einem anderen Tropfen werden einige (relativ) gut bewegliche Spermien zugesetzt. Für die Mikroinjektion wird ein Spermium ausgewählt, immobilisiert und in die Eizelle injiziert. Die Injektion hat möglichst in der Äquatorialebene der Eizelle zu erfolgen, damit der Spindelapparat der Zelle, der sich in der Nähe des Polkörperchens befindet, nicht beschädigt wird. Die Einführung der ICSI-Methode ist ein weiterer Meilenstein in der erfolgreichen Behandlung der Kinderlosigkeit, geht doch die Ehesterilität in 40% auf einen andrologischen Faktor zurück. In einem Behandlungszyklus wird jede reife Eizelle für die Insemination (IVF) oder Injektion (ICSI) verwendet. 15 Eizellen im Vorkernstadium (PN-Stadium) Ungeachtet der Methode, mit der das Spermium in die Eizelle gelangt ist, laufen die nächsten biologischen Schritte in vivo oder in vitro in gleicher Weise spontan ab. Es entwickelt sich zunächst das Vorkernstadium (Pronucleus- oder PN-Stadium). Dieser Prozess nimmt mehrere Stunden in Anspruch, so dass am nächsten Morgen der Biologe beurteilen kann, ob der Prozess der letztlich zur Bildung eines Embryos führt, in Gang gekommen ist. Die Eizelle stößt das zweite Polkörperchen aus, und die Kerne mit dem jeweils halben Chromosomensatz bewegen sich langsam auf einander zu. Sie legen sich an einander an und verschmelzen. Unmittelbar nach der Verschmelzung dieser Vorkerne zum eigentlichen – neuen – Zellkern, teilt sich die Eizelle. Diese erste Zellteilung ist das mikroskopische Zeichen, dass ein Embryo entstanden ist. Der Embryo steht unter dem Schutz des Embryonenschutzgesetzes. Die Eizellen im PN-Stadium sind keine Embryonen. Eizellen im PN-Stadium, die nicht der weiteren Embryokultur zugeführt werden, können auf Wunsch des Paares verworfen oder mit dem Zweck des Erzielens einer späteren oder weiteren Schwangerschaft kryokonserviert werden. 16 Embryonalentwicklung bis zur Blastozyste Embryonalentwicklung vor der Einnistung bis in das Stadium der “schlüpfenden” Blastozyste Nur 30% der fertilisierten Oozyten erreichen das Blastozystenstadium Unter den Bedingungen der Embryokultur durchläuft der Embryo in gleicher Weise die schon anfangs skizzierten Entwicklungsstadien. Im Rahmen der assistierten Reproduktion sprechen wir von den Tagen nach der Follikelpunktion (P+1; P+2 etc.) Tag P+1: PN-Stadium Tag P+2: Zwei- und Vierzellstadium Tag P+3: Achtzellstadium Tag P+4: 16-Zeller bis Beerenstadium (Morulastadium) Tag P+5: Beerenstadium bis Bläschenstadium schlüpfende Blastozyste) (Blastozyste; expandierende oder Ein Zurückbleiben in dieser Entwicklungsdynamik markiert einen möglichen Defekt des Embryos mit der Unfähigkeit zur weiteren Entwicklung und Implantation. Nach dem Vierzell- bzw. ab dem Achtzellstadium bestimmt der Embryo mit seinen Genen die eigene Entwicklung. Deshalb ist die Beobachtung der Embryonalentwicklung ab dem Achtzellstadium von erheblicher prognostischer Bedeutung. Nur 30% aller PN-Stadien erreichen das Blastozystenstadium. Dies beruht darauf, dass ein großer Anteil der Eizellen von vorne herein einen Chromosomendefekt aufweist. Man schätzt ihn auf ca 50%. 17 Auswahl der Eizellen im PN-Stadium Punktion P+1 P+3 P+4 P+5 (ICSI) deg. deg. deg. deg. Bei Formulierung des Embryonenschutzgesetzes (EschG) ging man davon aus, dass alle entstandenen Embryonen über ein gleiches Entwicklungspotential verfügen. Dies ist, wie sich durch die Forschung der letzten Jahre herausgestellt hat, nicht der Fall. Wie oben erwähnt, erreichen nur 30% der PN- regulär das Blastozystenstadium. Nach gebräuchlicher Lesart des EschG und nach dem ärztlichen Berufsrecht dürfen nur maximal drei Embryonen in einem Zyklus übertragen und nur diese Anzahl von Eizellen zu diesen Zweck befruchtet werden. Zur sicheren Vermeidung von Drillingsschwangerschaften ist die Empfehlung ausgesprochen worden, nur zwei Eizellen zu befruchten und als Embryonen zu übertragen. Dies bedeutet, dass aus einer gegebenen Anzahl von PN-Zellen (im obigen Beispiel sechs) zwei für die Bildung von Embryonen ausgewählt werden müssen. Da den PN-Zellen nicht ohne weiteres anzusehen ist, ob sie sich zu implantationsfähigen Blastozysten entwickeln oder vorher degenerieren, handelt es sich hierbei um eine Art Lotteriespiel, welches den Gesundheitsschutz von Mutter und Kind völlig außer Acht läßt. 18 Verbesserung der Auswahl durch PN-Scoring PN-Scoring Genauere Untersuchungen unter Verwendung eines sehr hoch auflösenden Mikroskops, einer Digitalkamera und geeigneter PC-Software lassen jedoch Unterschiede zwischen den verschiedenen Zellen im PN-Stadium erkennen. Vor der Verschmelzung der Vorkerne zum Kern des Embryos ordnet sich das chromosomale Material in Form von Nucleoli (kleinen Kernchen innerhalb der Kerne) im Kontaktbereich der Kerne an. Ganz bestimmte Muster dieser Anordnung weisen darauf hin, welche PN-Zellen ein höheres Potenzial zur Bildung entwicklungsfähiger Embryonen haben als andere. Im selben Untersuchungsschritt wird das Aussehen der Polkörperchen (Polkörper-Morphologie) beurteilt. PN-Zellen mit einem guten „Score“ werden entweder zu Embryonen kultiviert oder kryokonserviert. Grundsätzlich führen wir die Embryokultur bis P+5 (Blastozystenstadium) durch. Im Blastozystenstadium unterscheiden wir die frühe von der expandierten Blastozyste. In letzterem Stadium steht der Embryo kurz vor dem „Schlüpfen“ („hatching“) aus der Eizellhülle. Nach dem Schlüpfen kann sich der Embryo in der Schleimhaut der Gebärmutter einnisten. Vor jedem Embryotransfer werden die Embryonen einer genauen Qualitätskontrolle unterzogen. Bei der expandierten Blastozyste kann sehr gut die innere Zellmasse, die zum eigentlichen Embryo wird, von der äußeren, die zum Mutterkuchen wird, unterschieden werden. Beide Zellmassen werden separat beurteilt. Der Transfer einer morphologisch intakten expandierten Blastozyste führt mit einer hohen Wahrscheinlichkeit zu einer Schwangerschaft. (ca 50% und mehr). 19 PN-Scoring Rate der Weiterentwicklung von Zygoten Gianaroli et al., 2003 Die oben gezeigte Abbildung aus einer Arbeit von Gianaroli zeigt eindrucksvoll die Bedeutung des PN-Scoring für den Erfolg der Assistierten Reproduktion. Es werden verschiedene Muster der PN’s dargestellt, die eine unterschiedliche Wahrscheinlichkeit einer normalem Weiterentwicklung in Embryonalstadien aufweisen. Bei dieser Untersuchung finden die Achsenstellung der Vorkerne zu den Polkörperchen (α oder β) sowie Verteilung und Form der Nucleoli in den Vorkernen (1-4) Beachtung. Das Muster A1α bietet die größte, die Muster der Nucleoliverteilung („4“) die geringste Wahrscheinlich einer ungestörten Weiterbildung. Achsenausrichtung von Polkörperchen und Vorkernen sowie die Anordnung der Nucleoli sind dynamische Vorgänge, die auf der Zeitschiene zu einander passen müssen. Es muss daher bei dem PN-Scoring der Zeitablauf zwischen Beginn der Befruchtung (Injektion bei ICSI und Insemination bei IVF) und dem PN-Scoring beachtet werden. Das hier dargestellte optimale Muster (A1α) entspricht der Eizelle im PN-Stadium auf der vorherigen Seite: Die Vorkerne und die Polkörperchen sind in einer Achse und das genetische Material ist zu wenigen Nucleoli an der Berührungstelle der PN’s zusammengezogen (kondensiert). 20 Blastozystentransfer und Schwangerschaftsraten Blastozystentransfer: Schwangerschafts- und Mehrlingsrate Blasto 0 1 2 3 SS/ET 7,9 % 29,5 % 52,8 % 66,1 % Zwill/ET 1,5 % 1,7 % 18,8 % 25,8 % (2 x Drill.) Bei der Blastozystenkultur und dem Transfer von Blastozysten kann im individuellen Fall viel besser als bei der Zweitageskultur abgeschätzt werden, mit welcher Schwangerschafts- und Mehrlingswahrscheinlichkeit gerechnet werden kann. Wenn nach einer 5-tägigen Kultur entweder keine (z.B. nur Embryonen im Beerenstadium), eine, zwei oder drei Blastozysten beim Embryotransfer übertragen werden, so reicht die Schwangerschaftswahrscheinlichkeit von 7,9 – 66,1%. Obige Tabelle zeigt, daß es ganz entscheidend für den Erfolg der Therapie ist, daß sich nach 5-tägiger Kultur überhaupt eine Blastozyste unter den transferierten Embryonen befindet. Nach dem Embryonenschutzgesetz kann eine Frau einen Embryotransfer verweigern. Daraus folgt, daß sich ein Paar bei Vorliegen von zwei oder drei expandierten Blastozysten an Tag P+5 entsprechend dem grundgesetzlich verankerten Recht auf „informationelle Selbstbestimmung“ zwecks Vermeidung einer Mehrlingsschwangerschaft für den Transfer von nur einem Embryo oder maximal zwei Embryonen entscheiden kann. 21 SS-Rate pro Embryotransfer (ICSI) mit PN-Scoring und Blastozystenkultur 60 50 % 40 SS-Rate 30 Ab.-Rate 20 Weiterf. SS 10 0 20-31 32-35 36-40 20-40 >40 >40 GOR SOR Unser Behandlungsprotokoll hat zu einer dramatischen Verbesserung der Behandlungsergebnisse geführt. Bei Patientinnen im Alter bis zu 35 Jahren beträgt die Schwangerschaftsrate 40%. Gleichzeitig ist die Fehlgeburtenrate gegenüber früher deutlich gesunken, so dass in dieser Altersgruppe die Rate zur Geburt führender Schwangerschaften über 35% liegt. Bei allen bis zu einem Alter von 40 Jahren mit IVF/ICSI behandelten Patientinnen lag die Schwangerschaftsrate bei 37% und die Rate fortgeführter Schwangerschaften bei 34% pro Behandlungszyklus. Das oben gezeigte Diagramm stellt die Ergebnisse der ICSI-Behandlung des 2. Halbjahres 2002 dar. Die IVF-Behandlung ergibt identische Ergebnisse unter der Voraussetzung, dass unter allen Aspekten (auch bei der 24-Stunden-Beweglichkeit der Spermien) eine Normozoospermie vorliegt. Diese Behandlungsergebnisse liegen auf international hohem Niveau. Es ist zu erwähnen, dass sie mit dem Transfer von fast ausschließlich nur zwei Embryonen erzielt wurden. Die Schwangerschaftswahrscheinlichkeit pro Zyklus wird somit bei diesen Paaren auf das Niveau reproduktionsmedizinisch gesunder Paare angehoben. Die Schwangerschafts- bzw. Fehlgeburtswahrscheinlichkeit vor Einführung von PN-Scoring und Blastozystenkultur ist in Abb. 15 der „großen Broschüre“ (Informationen zur Assistierten Reproduktion) dargestellt. Die Fehlgeburtenrate erreichte bis zu 23% bei Frauen in einem Alter zwischen 36 und 40 Jahren. 22 Die Bedeutung von PN-Scoring und Blastozystenkultur Warum PN-Scoring und Blastocystenkultur? Effiziente Qualitätskontrolle des Kultursystems Demonstration einer normalen Embryonalentwicklung Demonstration des reproduktionsbiologischen Potentials Demonstration der Implantationsreife Transfer zum physiologischen Zeitpunkt Bessere Abschätzung des Mehrlingsrisikos Erhöhte Schwangerschaftsraten Der Sinn des PN-Scoring liegt auf der Hand. Es werden unter den Bedingungen des deutschen EschG zwei bis drei Eizellen im Vorkernstadium ausgewählt, die über das höchste Entwicklungspotential verfügen. Welchen Sinn hat die Blastozystenkultur? Die Blastozystenkultur ist eine logische methodische Weiterentwicklung der Embryokultur im Rahmen der künstlichen Befruchtung. Sie erlaubt eine wesentlich effizientere Qualitätskontrolle der In-vitro-Kultur. In Verbindung mit dem PN-Scoring führt sie zu besseren Schwangerschafts- und niedrigeren Fehlgeburtsraten. Bei der Blastozystenkultur verbleibt der Embryo bis zum Transfer in einem Medium, welches dem Sekret des Eileiters entspricht. Im Blastozystenstadium gelangt er zum physiologischen Zeitpunkt in die Gebärmutterhöhle, zu dem sich das sog. „Implantationsfenster“ der Schleimhaut öffnet. Durch die Blastzystenkultur wird die „black-box“ zwischen P+1 und P+5 geöffnet und somit sind wichtige Informationen mit enormer prognostischer Bedeutung für den laufenden und eventuell weitere Behandlungszyklen erhältlich. Erst ab dem 8-Zellstadium (P+3) übernimmt der Embryo seine eigene genetische Kontrolle, so daß von da an die weitere Entwicklung des Embryos Ausdruck seines Entwicklungspotentials hinsichtlich einer Schwangerschaft ist. Die Beurteilung des Entwicklungspotential eines Embryos vor der Einnistung gelingt am besten im Blastozystenstadium. 23 Das Paar erfährt, daß sich überhaupt eine Blastozyste entwickelt. Ist dies der Fall, so erreicht die kumulative Schwangerschaftswahrscheinlich innerhalb von drei Behandlungszyklen ca 70 – 80 (90)%. Bei Transfer einer expandierten Blastozyste mit sehr gutem Score liegt die Schwangerschaftsrate im Behandlungszyklus bei 50%. Wenn sich keine Blastozyste bei Auswahl von zwei PN’s entwickelt und keine Schwangerschaft eingetreten ist, können im folgenden Zyklus auch bei Frauen unter 35 Jahren drei PN’s für die Embryokultur ausgewählt werden, um die Wahrscheinlichkeit für die Entwicklung zumindest einer Blastozyste zu erhöhen. Bilden sich wiederholt keine Blastozysten, so ist die Prognose für einen grundsätzlichen Behandlungserfolg schlecht. Dies ist besonders von Bedeutung, wenn eine reduzierte ovarielle Reserve (Produktion nur weniger Eizellen) vorliegt. Das individuelle reproduktionsmedizinische Potential kann durch eine Blastozystenkultur wesentlich besser beurteilt und damit die ärztliche Beratung im individuellen Fall differenzierter erfolgen. Häufig wird nach zwei Fehlversuchen eine sehr teure Immuntherapie, „um die Implantationsfähigkeit zu verbessern“ vorgeschlagen. Ob tatsächlich eine Störung nur der Einnistung vorliegt oder eigentlich einer Störung der Weiterentwicklung der Embryonen vor der Einnistung, läßt sich nicht beurteilen, wenn der Embryotransfer bereits an P+2 im Zweioder Vierzellstadium durchgeführt wird. Wie bereits oben erwähnt und in der „großen Broschüre“ ausgeführt, stellt die Drillingsschwangerschaft neben der ovariellen Überstimulation die größte Komplikation der künstlichen Befruchtung dar. Drillingsschwangerschaften führen gehäuft zu vorzeitiger Wehentätigkeit, vorzeitigem Blasensprung und Frühgeburt. Die Mutter und die ungeborenen Kinder sind grundsätzlich erheblich gefährdet. Der Arzt ist verpflichtet, der Patientin zum Zeitpunkt des Transfers mitzuteilen, in welchem Entwicklungsstadium sich die zu transferierenden Embryonen befinden. Sowohl das Embryonenschutzgesetz als auch das Recht auf informationelle Selbstbestimmung erlaubt der Patientin, den Transfer von drei Embryonen im Blastozystenstadium wegen der zu erwartenden hohen Gefährdung durch eine Drillingsschwangerschaft zu verweigern. In einem solchen Fall müsste nach Embryonenschutzgesetz eine „Notkryokonservierung“ des überzähligen Embryos erfolgen 24 Embryotransfer Alle Behandlungsmaßnahmen im IVF/ICSI-Programm erfolgen ambulant, ebenso auch der Embryotransfer. Der Embryotransfer wird an P+5 durchgeführt. Dann ist üblicherweise das Blastozystenstadium erreicht. Sie erhalten einen ambulanten Termin zur Durchführung des Embryotransfers. Die Embryonen werden in einem dünnen Katheter aufgenommen und auf dem gynäkologischen Untersuchungsstuhl in die Gebärmutter eingeführt. Dieser Vorgang ist völlig schmerzfrei. Eine anschließende Ruhephase ist nicht erforderlich. Vor dem Embryotransfer wird ihnen mitgeteilt, welche Qualität die Embryonen haben, wie viele transferiert werden (maximal 3) und wie viele Eizellen im PN-Stadium entsprechend ihrem Wunsch kryokonserviert werden konnten. Im Behandlungsplan wird ausgeführt, wann die weiteren Kontrollen stattfinden. 25 Polkörperchenanalyse und Präimplantationsdiagnostik Polkörperchenanalyse Nach wissenschaftlichen Untersuchungen sind nur etwa 50% aller Eizellen genetisch intakt. Der nicht intakte Anteil nimmt mit dem Alter zu. Darauf ist zurückzuführen, daß bei älteren Frauen eine höhere Wahrscheinlichkeit besteht, ein Kind z.B. mit einem Down-Syndrom (Trisomie 21) zur Welt zu bringen als bei jüngeren. Das genetische Risiko zur Trisomie ist bereits an der Eizelle im PN-Stadium diagnostierbar Bei der Analyse der Polkörperchen („polar body diagnostic“, PBD) kann festgestellt werden, ob in ihnen ein Chromosom fehlt, welches dann überzählig im mütterlichen Vorkern vorhanden wäre. Nach Verschmelzung mit dem Spermium, welches natürlicherweise ebenfalls dieses Chromosoms einbringt, lägen somit drei Kopien des Chromosoms vor - also eine Trisomie. Man schätzt, dass allerdings 97% aller Embryonen mit Trisomie nicht zu einer Schwangerschaft führen. Es kommt in der Regel nicht zur Einnistung oder aber zur Fehlgeburt. Die Wahrscheinlichkeit, daß beim Verfahren der Assistierten Reproduktion sich ein Kind mit einer Trisomie entwickelt, ist demnach sehr gering. Die Indikation zur Polkörperchenanalyse – auch unter dem Aspekt der o.g. Zahlen - muss daher mit dem Paar eingehend diskutiert werden. Ab einem Alter der Frau von 40 Jahren kann die Polkörperchenanalyse empfohlen werden. Wünschenswert wäre, wenn eine größere Anzahl von Eizellen vorläge (mehr als 5 Eizellen), so daß tatsächlich eine Untersuchung und Auswahl der chromosomal nicht gestörten Eizellen für die Embryokultur erfolgen kann. Bei Transfer von Embryonen, die aus intakten Eizellen hervorgegangen sind, ist der Prozentsatz der Fehlgeburten deutlich reduziert. 26 Präimplantationsdiagnostik (PID) Bei der genetischen Präimplantationsdiagnostik (PID) wird dem Embryo im Achtzellstadium (P+3) eine einzelne Zelle (Blastomere) entnommen, die auf Gendefekte untersucht werden kann. Die Diskussion über die Zulässigkeit der PID wird gegenwärtig in Deutschland geführt. Eine strikte Interpretation des EschG würde eine PID nicht zulassen, da die im Achtzellstadium entnommene Blastomere das volle Potential zur Bildung eines lebensfähigen Embryos hat. Embryonen dürfen aber nach EschG in vitro nur mit dem Ziel einer Schwangerschaft entstehen. Eine liberalere Betrachtungsweise würde die Entfernung einer Blastomere mit deren Untersuchung als Probebiopsie begreifen, die dem Gesundheitsschutz der Mutter dient. 27 Behandlungsplan Aus arbeitsrationellen Gründen beginnen wir mit der ovariellen Stimulationstherapie („Spritzentage“; ST) immer an einem Mittwoch. Im Falle eines sog. „long protocols“ ist Ihre Hirnanhangsdrüse bereits „downreguliert“. Sie können an diesem Mittwoch mit der Stimulation beginnen, wenn er mindestens der 2. Tag der Blutung ist. Ansonsten fangen Sie mit der Therapie eine Woche später an. Ein typisches Behandlungsprotokoll sieht folgendermaßen aus: 1. ST (Mittwoch) Ultraschall Blutabnahme 3.ST (Freitag) Blutabnahme 6. ST (Montag) Blutabnahme 8. ST (Mittwoch) Ultraschall (optional) Blutabnahme 10. ST (Freitag) Ultraschall Blutabnahme An diesem Tag wird in der Regel entschieden, wann die Gabe von HCG erfolgt (meistens zwischen dem 12. und 14. ST) Beispiel: 12. ST (Sonntag 22:00) Gabe von HCG 14 ST (Dienstag 10:0) = Punktionstag P Follikelpunktion P+5 (Sonntag) Embryotransfer P+8 (Mittwoch) P+13 (Montag) P+15 (Mittwoch) Ultraschall zum Ausschluss eines Überstimulationssyndroms Blutentnahme Ultraschall Blutentnahme Gespräch über das Behandlungsergebnis und das weitere Vorgehen Es wird dafür Sorge getragen, dass während der Behandlung kein Wechsel der Sie behandelnden Personen stattfindet. Im Fall eines Überstimulationssyndroms (s. „grosse“ Broschüre), welches in einigen Fällen eine stationäre Überwachung bzw. Behandlung erfordert, sind Sie weiterhin in der Betreuung des Teams. Die Ärzte der Frauenklinik des Klinikum Darmstadt sind in der IVF-Behandlung und ihrer Komplikationen erfahren. 28 Wegweiser Das Gebäude Bratustrasse 9 liegt unmittelbar neben dem Parkhochhaus der Deutschen Bahn. Die Distanz vom Westausgang des Bahnhofs zur Praxis beträgt ca 100 m. Der Standort bietet eine unmittelbare Anbindung an das Autobahnnetz (A 5/A 67)und öffentlichen Nahverkehr. 29 2006 Zwanzig Jahre Kinderwunschbehandlung in Darmstadt Frau Dr. med. Bilgicyildirim, Dr. rer. nat. Mischeck, Prof. Dr. med. Leyendecker, Dr. sc. hum. Bernart (v.l.n.r.) Verantwortlich für Design und Text: Prof. Dr. med. G. Leyendecker Copyright: Ferticonsult GmbH Dieburger Strasse 209 64287 Darmstadt 30
