Многофакторный анализ предикторов результативности метода экстракорпорального оплодотворения на этапе имплантации эмбриона

Несмотря на постоянное совершенствование метода экстракорпорального оплодотворения и переноса эмбрионов (ЭКО и ПЭ), не теряет актуальности поиск возможностей повышения его эффективности. Одним из таких путей является выявление и коррекция факторов, повышающих риск неудачи [1].

Цель исследования: выявить факторы, способствующие успешной имплантации эмбрионов в программах ЭКО и ПЭ.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В исследовании участвовали 317 супружеских пар, проходивших лечение бесплодия с помощью ЭКО и ПЭ в ГБУЗ «Самарский областной центр планирования семьи и репродукции» в 2013 году. Реализация программ ЭКО и ПЭ соответствовала действующим стандартам. В качестве критериев исключения рассматривались использование гамет донора, несостоявшийся перенос эмбрионов в полость матки, отсутствие информированного добровольного согласия на участие в исследовании. Группы сравнения формировались в зависимости от наличия или отсутствия имплантации эмбрионов, регистрируемой на основании опре-

деления уровня b-субъединицы хорионического гонадотропина в плазме крови на 14-й день после эмбриотрансфера и данных ультразвукового исследования органов малого таза вагинальным датчиком. В качестве потенциальных предикторов успешной имплантации эмбриона рассматривались факторы репродуктивного анамнеза пациентов, основные параметры соматического и гинекологического статуса, а также параметры реализации программы ЭКО и ПЭ.

Статистический анализ данных выполнен под руководством доцента, к.т.н. В.П. Леонова (Центр «Биостатистика») и доцента, к.б.н. М.В. Комаровой (ФГАОУ ВО «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева»), с использованием статистических пакетов SAS 9.3, STATISTICA 10 и IBM-SPSS-22. Проверка нормальности распределения количественных признаков выполнялась с помощью критериев Колмогорова-Смирнова и Шапиро-Уилка. Дескриптивные статистики в тексте представлены абсолютными значениями и долями в процентах, а также средними и стандартными ошибками средних (M±SE). Центральные параметры исследуемых групп по количественным признакам сравнивались с помощью критерия Манна-Уитни. Взаимосвязь качественных признаков с исходом этапа имплантации эмбриона исследовалась с помощью таблиц сопряженности согласно критерию Пирсона c2 с поправкой Йетса в случае двух градаций изучаемого признака. Интенсивность значимых взаимосвязей интерпретировалась на основании V-коэффициента Крамера (Cramer’s V). Интегративная оценка взаимосвязи изучаемых клиниче- ских факторов с результатом программы ЭКО и ПЭ производилась с помощью метода бинарной логистической регрессии с пошаговым алгоритмом включения и исключения предикторов. Качество полученных прогностических моделей оценивалось с помощью показателя конкордант-ности, ROC-анализа и теста Хосмера-Лемешова. При проверке нулевых гипотез критическое значение уровня статистической значимости принималось равным 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Частота имплантации эмбрионов в результате ЭКО и ПЭ в исследуемой когорте пациентов составила 52,4% (166/317). В табл. 1 представлена сравнительная характеристика участников исследования по основным клиническим параметрам.

Согласно табл. 1, единственным исходно выявляемым фактором, значимо связанным с неудачей этапа имплантации эмбриона, является

Таблица 1. Взаимосвязь исходных клинических параметров супружеской пары с результатом этапа имплантации эмбрионов в программе ЭКО и ПЭ

Клинические параметры супружеской пары	M±SE		Уровень значимости «р» для критерия Манна-Уитни
	Отсутствие имплантации	Наличие имплантации
Возраст пациентки, годы	33,91±0,39	32,88±0,36	0,066
Возраст пациентки к первой попытке ЭКО и ПЭ, годы	32,67±0,39	32,13±0,34	0,356
Возраст супруга, годы	36,18±0,50	35,36±0,45	0,269
Длительность бесплодия к первой попытке ЭКО и ПЭ, годы	6,33±0,41	6,28±0,37	0,992
Длительность бесплодия на момент исследования, годы	7,03±0,45	6,40±0,40	0,318
Число неудач ЭКО и ПЭ в анамнезе	0,78±0,09	0,72±0,12	0,290
Передне-задний размер матки, мм	38,14±0,55	38,89±0,55	0,263
ИМТ пациентки, кг/м 2	23,74±0,42	23,99±0,42	0,609
ФСГ, МЕ/л	6,80±0,24	6,42±0,20	0,239
ФСГ/ЛГ	1,58±0,10	1,40±0,06	0,498
	Доля случаев, % (абсолютное число / всего)		Уровень значимости «р» для критерия х 2
Рождение живого ребенка в результате ЭКО и ПЭ в анамнезе	1,9 (6/317)	1,3 (4/317)	0,636
Беременность в результате ЭКО и ПЭ в анамнезе, не завершившаяся родами	4,4 (14/317)	5,0 (16/317)	1
Рождение живого ребенка в результате самопроизвольной беременности в анамнезе	6,3 (20/317)	6,9 (22/317)	1
Самопроизвольная беременность в анамнезе, не завершившаяся рождением живого ребенка	19,6 (62/317)	21,8 (69/317)	1
Хроническая никотиновая интоксикация пациентки	1,6 (5/317)	0,9 (3/317)	0,621
Хроническая никотиновая интоксикация супруга	2,2 (7/317)	0,9 (3/317)	0,264
Трубный фактор бесплодия	26,8 (85/317)	25,2 (80/317)	0,184
Ановуляторное бесплодие	14,8 (47/317)	19,9 (63/317)	0,247
Эндометриоз	16,4 (52/317)	16,4(52/317)	0,639
Мужской фактор бесплодия	30,2 (96/317)	36,0 (114/317)	0,401

Таблица 1. Взаимосвязь исходных клинических параметров супружеской пары с результатом этапа имплантации эмбрионов в программе ЭКО и ПЭ (окончание)

Снижение овариального резерва 15,8 (50/317) 8,5 (27/317) 0,001 Наличие полиморфизма генов системы гемостаза 14,1 (45/317) 12,6 (40/317) 0,309 Совпадение более 2 локусов системы HLA в супружеской паре 9,5 (30/317) 9,5 (30/317) 0,792 Седловидная матка 5,7 (18/317) 3,8 (12/317) 0,218 Миома матки малых размеров 13,0 (41/317) 10,1 (32/317) 0,126 Хронический эндометрит 9,1 (29/317) 10,4 (33/317) 0,993 Рубец на матке после КС 1,6 (5/317) 0,6 (2/317) 0,372 Хронический тиреоидит (ХАИТ) 2,5 (8/317) 2,5 (8/317) 1 снижение овариального резерва. Интенсивность взаимосвязи данного параметра с изучаемым исходом согласно V-критерию Крамера, принимающему значения от 0 (отсутствие связи) до 1 (интенсивная связь) оказалась невысокой (Cramer’s V=0,196). Сравнительная характеристика пациентов по основным показателям этапов программы ЭКО и ПЭ представлена в табл. 2.

Данные табл. 2 свидетельствуют о значимых различиях в группах сравнения по показателям результативности этапов стимуляции суперовуляции, пункции фолликулов, оплодотворения ооцитов и культивирования эмбрионов. Выявленные взаимосвязи, однако, обладают невысокой интенсивностью (значение V-критерия Крамера для показателя числа перенесенных эмбрионов составило 0,202, для фактора момента переноса эмбрионов – 0,225, соответственно).

Необходимость интегративной оценки массива потенциальных предикторов результативности этапа имплантации эмбрионов (как качественных, так и количественных) в условиях невысокой интенсивности выявленных взаимосвязей по отдельным параметрам обосновала применение на втором этапе нашего исследования метода бинарной логистической регрессии.

В качестве зависимой переменной рассматривался исход этапа имплантации эмбрионов, представленный в виде переменной с двумя градациями (отсутствие имплантации/наличие имплантации). Массив независимых переменных первоначально был представлен 28 клиническими факторами, выявляемыми при подготовке к программе ЭКО и ПЭ (данные таблицы 1). Параметры полученного на данном этапе уравнения логистической регрессии представлены в табл. 3.

Согласно представленным данным, выявлена прямая взаимосвязь неудачного исхода этапа имплантации эмбрионов с факторами возраста пациентки, наличия седловидной матки и снижения овариального резерва. Значимость перечисленных предикторов определяется согласно модулю стандартизованного коэффициента уравнения регрессии. Согласно таблице 3, наиболее значимым неблагоприятным прогностическим фактором является снижение овариального резерва. Полученные результаты также свидетельствуют о значимости показателя передне-заднего размера матки: выявлена обратная взаимосвязь данного параметра с неблагоприятным исходом этапа имплантации эмбрионов.

Показатель конкордантности представленного уравнения (процент верных отнесений) составил 65,5%, интенсивность взаимосвязи реального и предсказанного исхода согласно критерию D Зоммера cоставила 0,313. Результаты теста Хос-мера-Лемешова (c ² =7,5590, число степеней свободы - 8, p=0,4777) свидетельствуют об адекватной калибрационной способности модели. Данные оценки дискриминационной способности модели представлены на рис. 1.

Показатель площади под ROC-кривой для представленного уравнения составил 0,65, что свидетельствует об удовлетворительном качестве прогностической модели. Чувствительность и специфичность в точке отсечения 0,48 составили 59,1% и 64,6%, соответственно.

Невысокая прогностическая мощность алгоритма, основанного на исходных клинических факторах, обосновала необходимость дополнения массива независимых переменных данными протоколов стимуляции суперовуляции, трансвагинальной пункции фолликулов, оплодотворения ооцитов, культивирования и переноса эмбрионов (14 показателей, таблица 2). Параметры полученного уравнения логистической регрессии представлены в табл. 4.

Полученные данные свидетельствуют о значимой прямой взаимосвязи показателей общего числа полученных эмбрионов хорошего качества и момента переноса эмбрионов в полость матки (продленного культивирования эмбрионов до 5 суток) с успешным результатом этапа имплантации. Показатель конкор-дантности для результирующего уравнения составил 64,7%, интенсивность взаимосвязи предсказанных и реальных исходов согласно D-критерию Зоммера – 0,405. Результаты теста Хосмера-Лемешова свидетельствуют о калибрационной адекватности модели: c ² = 1,6234, число степеней свободы – 6, p=0,9509. Характеристика дискриминационной значимости полученного уравнения представлена на рис. 2.

Таблица 2. Взаимосвязь параметров реализации программы ЭКО и ПЭ с результатом этапа имплантации эмбрионов

Параметры реализации программы ЭКО/ИКСИ и ПЭ		Доля случаев, % (абсолютное число/всего)		Уровень значимости «р» для критерия х 2
		Отсутствие имплантации	Успех имплантации
Протокол стимуляции суперовуляции	длинный с аГРГ	6,3 (20/315)	10,5 (33/315)	0,311
	короткий сантГРГ	39,0 (123/315)	39,7 (125/315)
	минимальная стимуляция	-	0,3 (1/315)
Перенос криоконсервированных эмбрионов		2,2 (7/317)	1,9 (6/317)	0,862
Тип оплодотворения	ЭКО	26,2 (83/317)	28,4 (90/317)	0,983
	ИКСИ	21,4 (68/317)	24,0 (76/317)
Концентрация спермы, подвижность сперматозоидов на момент оплодотворения	менее 1 млн/мл, подвижность A,B,C	2,4 (6/246)	3,6 (9/246)	0,381
	1-10 млн/мл, подвижность А,В	12,6 (31/246)	15,4 (38/246)
	более 10 млн/мл, подвижность А,В	35,0 (86/246)	31,0 (76/246)
Момент переноса эмбрионов в полость матки	2-е сутки	15,0 (37/246)	8,9 (22/246)	0,002
	3-и сутки	26,4 (65/246)	23,1 (57/246)
	5-е сутки	8,5 (21/246)	17,9 (44/246)
Число перенесенных эмбрионов	1	8,5 (27/317)	3,1 (10/317)	0,002
	2	35,6(113/317)	47,0(149/317)
	3	3,5(11/317)	2,3 (7/317)
		M±SE		Уровень значимости «р» для критерия Манна-Уитни
Общее число полученных ооцитов		8,60±0,58	10,00±0,51	0,011
Число полученных ооцитов М2		6,88±0,47	8,27±0,42	0,004
Число оплодотворенных ооцитов		4,85±0,34	5,87±0,31	0,002
Число аномалий оплодотворения		0,86±0,11	0,98±0,12	0,402
Общее число полученных эмбрионов		5,70±0,41	6,85±0,35	0,003
Число полученных эмбрионов хорошего качества		0,80±0,08	1,37±0,08	<0,0001
Число полученных бластоцист		0,54±0,12	1,12±0,15	0,001
M-эхо в день введения ХГЧ, мм		10,7±0,09	11,09±0,61	0,5

Показатель площади под ROC-кривой, составляющий 0,70, свидетельствует о хорошем качестве модели. Чувствительность и специфичность в точке отсечения 0,5 составили 68,1% и 64,8%, соответственно.

ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

Согласно полученным результатам, наиболее значимыми положительными предикторами успешной имплантации эмбрионов в программе ЭКО и ПЭ являются показатели числа полученных эмбрионов хорошего качества и момента пере- носа эмбрионов в полость матки.

Данные параметры, согласно полученному уравнению логистической регрессии, обеспечивают 64,7 % точности при прогнозировании исхода этапа имплантации эмбрионов.

Полученные данные согласуются с результатами Q.F. Cai и соавт.: многофакторный анализ 2450 циклов ЭКО/ИКСИ свидетельствует о наибольшей прогностической мощности показателя общего числа полученных эмбрионов хорошего качества [2].

Наиболее значимым отрицательным предиктором результативности этапа имплантации, выявляемым на этапе подготовки к программе

Таблица 3. Математическая модель прогнозирования отсутствия имплантации эмбрионов в результате ЭКО и ПЭ по исходным клиническим данным

Предиктор	Коэффициент регрессии	SE	Wald χ 2	Р	Стандартизованный коэффициент уравнения регрессии
Интерсепт	-1,4713	1,0709	1,8877	0,1695
Возраст пациентки	0,0863	0,0316	7,4598	0,0063	0,1988
Передне-задний размер матки	-0,0461	0,0216	4,5344	0,0332	-0,1524
Снижение овариального резерва	0,9407	0,2886	10,6258	0,0011	0,2235
Седловидная матка	0,8427	0,4174	4,0760	0,0435	0,1355

ROC Curves for All Model Building Steps

0.00        0.25        0.50        0.75        1.00

1 - Specificity

ROC Curve (Area) ---Step 0 (0.5000)---Step 1 (0.5854) --Step 2 (0.6228)----Step 3 (0.6395) Model (0 6564)

Рис. 1. ROC-анализ прогностического алгоритма, основанного на исходных клинических данных

ЭКО и ПЭ, согласно нашим данным, является снижение овариального резерва. Взаимосвязь данного фактора с исходом этапа имплантации, очевидно, является опосредованной: снижение овариального резерва лимитирует как количественные, так и качественные параметры результативности стимуляции суперовуляции, а также последующих этапов оплодотворения полученных ооцитов и культивирования эмбрионов.

Одним из наиболее дискутабельных вопросов является результативность программ ЭКО и ПЭ в группе пациенток с малыми аномалиями развития матки, не подлежащими хирургической коррекции. В нашем исследовании у 9,5% пациенток (30/317) была диагностирована седловидная форма матки. На этапе первичного анализа в группах сравнения не было выявлено значимых различий по данному признаку, однако результаты последующего многофакторного регрессионного анализа свидетельствовали о значимости

Таблица 4. Математическая модель прогнозирования отсутствия имплантации эмбрионов в результате ЭКО и ПЭ

Предиктор	Коэффициент регрессии	SE	Wald χ 2	р	Стандартизованный коэффициент уравнения регрессии
Интерсепт	1,9318	0,4633	17,3834	<0,0001
Общее число эмбрионов хорошего качества	-0,7197	0,1691	18,1095	<0,0001	-0,3646
Момент переноса эмбрионов в полость матки	-0,3522	0,1269	7,7048	0,0055	-0,2146

Рис. 2. ROC-анализ прогностического алгоритма, основанного на данных реализации программы ЭКО и ПЭ наличия седловидной формы матки как отрицательного предиктора результативности этапа имплантации. Полученные данные согласуются с результатами Tomazevic и Abuzeid, свидетельствующими о значимом снижении частоты наступления беременности и живорождения как в случаях наличия неполной маточной перегородки и двурогой матки, так и в случаях седловидной матки [3; 4]. В качестве патогенетической основы выявленной связи рассматриваются локальные аномалии архитектоники микроциркуляторного русла в миометрии и эндометрии, а также локальное нарушение экспрессии в эндометрии лиганда MECA 79 к L-селектину бластоцисты [5].

Ряд авторов оспаривает взаимосвязь малых аномалий развития матки и снижения репродуктивного потенциала [6; 7]. Существующие противоречия в значительной степени объясняются различными подходами к терминологии, классификации, принципам диагностики малых аномалий развития матки. Использование в клинической и исследовательской практике новой классификационной системы аномалий развития матки, представленной Европейским обществом репродукции человека и эмбриологии в 2013 году [8], позволит сформировать единые представления о тактике реализации вспомогательных репродуктивных технологий в данной когорте пациентов.