IVF-ICSI mit Blastzystenkultur

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