IVF-ICSI mit Blastozystenkultur

IVF-ICSI mit Blastozystenkultur
Reproduktionsmedizin
IVF und ICSI
in Darmstadt
Reproduktionsmedizinisches Zentrum
Frauenklinik
Klinikum Darmstadt
Grafenstr. 9
64283 Darmstadt
www.klinikum-darmstadt.de
www.ferticonsult.de
www.gynexpert.de
www.gynaktuell.de
www.ferticon.de
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).
Die IVF-Behandlung wird bei funktionsunfähigen oder fehlenden Eileitern, z.B. nach
Entzündungen, Eileiterschwangerschaften oder bei Endometriose, durchgeführt.
Die ursprüngliche Hoffnung, durch IVF auch Kinderlosigkeit bei männlicher
Unfruchtbarkeit erfolgreich behandeln zu können, hatte sich nicht erfüllt.
1992: Dies war erst durch die Einführung der Intracytoplasmatischen
Spermieninjektion (ICSI) möglich. Seit 1993 wird dieses Verfahren in unserem Zentrum
zur Behandlung der männlichen Unfruchtbarkeit eingesetzt.
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.
Leiter des Teams:
Vertreter:
Prof. Dr. med. G. Leyendecker
Frau Dr. med. A. Bilgicyilderim
Dr. med. A. Worms
Dr. med. A. Reysen
Dr. M. Inacker
Reproduktionsbiologie:
Dr. sc. hum. W. Bernart
Dr. rer. nat. U. Mischeck
Telefonnummern und Fax:
Sekretariat:
Fax:
Morgensprechstunde:
Hormonlabor:
Andrologisches Labor:
Email:
06151-107-6151/6193
06151-107-6249
06151-107-6171
06151-107-6194
06151-107-6195
[email protected]
[email protected]
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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 GasBedingungen.
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.
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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.
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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.
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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.
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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 (Blastozyste; expandierende oder
schlüpfende Blastozyste)
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 PNStadien erreichen das Blastozystenstadium. Dies beruht darauf, dass ein großer Anteil
der Eizellen von vorne herein einen Chromosomendefekt aufweist. Man schätzt ihn auf
ca 50%.
15
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.
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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 (PolkörperMorphologie) 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).
17
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).
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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.
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SS-Rate pro Embryotransfer (ICSI)
mit PN-Scoring und Blastozystenkultur
60
50
%
40
SS-Rate
Ab.-Rate
Weiterf. SS
30
20
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 PNScoring 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.
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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-vitroKultur. In Verbindung mit dem PN-Scoring führt sie zu besseren Schwangerschaftsund 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 8Zellstadium (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.
Das Paar erfährt, daß sich überhaupt eine Blastozyste entwickelt. Ist dies der Fall, so
erreicht die kumulative Schwangerschaftswahrscheinlich innerhalb von drei
21
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 Zwei- oder 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
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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.
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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.
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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, welches in einigen Fällen eine stationäre
Überwachung bzw. Behandlung erfordert, sind Sie weiterhin in der Betreuung des
Teams. Die Stationsärzte und Oberärzte sind alle in der IVF-Behandlung erfahren.
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Verantwortlich für Design und Text:
Prof. Dr. med. G. Leyendecker
Copyright:
Ferticonsult GmbH
Brüder-Knauss-Str. 77
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