ICSI-BEHANDELINGEN

Academiejaar 2008 - 2009

INCIDENTIE EN AARD VAN KARYOTYPE AFWIJKINGEN BIJ FERTILITEITSPATIENTEN NA 3 GEFAALDE IVF/ICSI-BEHANDELINGEN

Marieke DUTRÉ Ruth STADHOUDERS

Promotor: Prof. Dr. P. De Sutter

Scriptie voorgedragen in de 2de Master in het kader van de opleiding tot ARTS

Incidentie en aard van karyotype afwijkingen bij fertiliteitspatiënten na 3 gefaalde IVF/ICSI-behandelingen

Inhoudstafel Abstract....................................................................................................................................................................................... 1 Inleiding ...................................................................................................................................................................................... 3 1 Infertiliteit............................................................................................................................................................................. 3 1.1 Definitie en oorzaken van infertiliteit ................................................................................................................................ 3 1.2 Onderzoek bij infertiliteit................................................................................................................................................... 4 1.3 Behandelingsmogelijkheden van infertiliteit ..................................................................................................................... 5 1.3.1 Causale behandelingsmogelijkheden ......................................................................................................................... 5 1.3.2 Kunstmatige voortplantingstechnieken ...................................................................................................................... 6 2 Herhaald implantatiefalen..................................................................................................................................................... 8 2.1 Definitie van herhaald implantatiefalen ............................................................................................................................. 8 2.2 Oorzaken van herhaald implantatiefalen............................................................................................................................ 8 3 Karyotype afwijkingen en hun rol in fertiliteitsstoornissen ................................................................................................ 10 3.1 Soorten karyotype afwijkingen en hun gevolgen ............................................................................................................. 10 3.1.1 Afwijkingen in chromosoomaantal .......................................................................................................................... 10 3.1.2 Afwijkingen in chromosoomstructuur ..................................................................................................................... 11 3.1.3 Mozaïcisme.............................................................................................................................................................. 14 3.1.4 Gereduceerde vruchtbaarheid bij ongebalanceerde gameten ................................................................................... 15 3.2 Epidemiologie.................................................................................................................................................................. 15 3.3 Behandeling van karyotype afwijkingen bij IVF/ICSI.................................................................................................... 16 4 Rationale van deze studie ................................................................................................................................................... 16 Materialen en methoden............................................................................................................................................................ 18 1 Onderzoeksvragen .............................................................................................................................................................. 18 2 Onderzoeksmethode ........................................................................................................................................................... 19 2.1 Retrospectief dossieronderzoek ....................................................................................................................................... 19 2.2 Studiepopulatie ................................................................................................................................................................ 20 2.3 Variabelen........................................................................................................................................................................ 21 2.4 Karyotype analyse ........................................................................................................................................................... 22 3 Controlepopulaties............................................................................................................................................................. 23 3.1 Algemene populatie ......................................................................................................................................................... 23 3.2 Infertiele controlepopulaties ............................................................................................................................................ 23 4 Statistische testen................................................................................................................................................................ 24 Resultaten.................................................................................................................................................................................. 25 1 Eigenschappen van de studiepopulatie ............................................................................................................................... 25 2 Incidentie en aard van karyotype afwijkingen in de studiepopulatie .................................................................................. 26 3 Vergelijking met de algemene populatie en andere infertiele controlepopulaties............................................................... 28 3.1 Vergelijking van de incidentie en aard van karyotype afwijkingen met de algemene populatie.................................... 28 3.2 Vergelijking van de incidentie en aard van karyotype afwijkingen met andere infertiele controlepopulaties ................. 29 4 Kostenanalyse van karyotypering ....................................................................................................................................... 31

II


5 Verband tussen chromosomale abnormaliteiten en andere variabelen................................................................................ 33 5.1 Verband tussen spermakwaliteit en chromosomale abnormaliteiten bij de man.............................................................. 34 5.2 Verband tussen primaire versus secundaire infertiliteit en chromosomale abnormaliteiten bij de vrouw....................... 34 5.3 Verband tussen de indicatie tot vruchtbaarheidsbehandeling en chromosomale abnormaliteiten bij de vrouw............... 34 5.4 Verband tussen indicatie tot vruchtbaarheidsbehandeling en chromosomale abnormaliteiten bij de man ....................... 35 5.5 Verband tussen embryokwaliteit en chromosomale abnormaliteiten bij man en vrouw ................................................. 35 6 Behandeling na vaststelling karyotype afwijking en outcome ............................................................................................ 35 Discussie ................................................................................................................................................................................... 38 1 Wat is de incidentie en aard van karyotype afwijkingen bij patiënten met herhaald implantatiefalen? .............................. 38 1.1 Autosomale afwijkingen .................................................................................................................................................. 40 1.1.1 Autosomale reciproke translocaties ......................................................................................................................... 40 1.1.2 Inversies................................................................................................................................................................... 40 1.1.3 Markerchromosomen ............................................................................................................................................... 41 1.2 Gonosomale afwijkingen ................................................................................................................................................. 41 1.2.1 Gonosomale mozaïcismen ....................................................................................................................................... 42 1.2.2 Structurele afwijkingen van het X-chromosoom...................................................................................................... 43 1.3 Bedenkingen .................................................................................................................................................................... 43 2 Is karyotype analyse geïndiceerd bij patiënten met herhaald implantatiefalen? ................................................................. 44 3 Dient de volledige groep patiënten kandidaat voor IVF/ICSI-behandeling onderworpen te worden aan een karyotype analyse? ................................................................................................................................................................................. 45 3.1 Wordt een hogere incidentie van karyotype afwijkingen vastgesteld bij patiënten die meer gefaalde IVF/ICSI-pogingen doormaakten? ........................................................................................................................................................................ 46 3.1.1 Vergelijking met de studie van Raziel et al. (2002) bij vrouwen met ‘high-order’ implantatiefalen ....................... 46 3.1.2 Vergelijking met de studie van Stern et al. (1999) bij een populatie met herhaald implantatiefalen ....................... 46 3.1.3 Vergelijking met de verschillende studies (Clementini et al., 2005 en Papanikolaou et al., 2005) waar karyotypering bij de totale groep patiënten aan de start van IVF/ICSI-behandeling plaatsvond ...................................... 47 3.1.4 Conclusie ................................................................................................................................................................. 47 3.2 Hoeveel levenskwaliteit gaat verloren indien patiënten met een karyotype afwijking 3 IVF/ICSI-cycli doorlopen?...... 49 3.3 Welke kosten gaan gepaard met deze 2 strategieën? ....................................................................................................... 50 4 Bij welke factoren dient eventueel sneller te worden overgegaan tot karyotype analyse?.................................................. 50 4.1 Verband tussen spermakwaliteit en chromosomale abnormaliteiten bij de man.............................................................. 50 4.2 Verband tussen primaire versus secundaire infertiliteit en chromosomale abnormaliteiten bij de vrouw........................ 51 4.3 Verband tussen de indicatie tot vruchtbaarheidsbehandeling en chromosomale abnormaliteiten bij de vrouw............... 52 4.4 Verband tussen indicatie tot vruchtbaarheidsbehandeling en chromosomale abnormaliteiten bij de man ...................... 53 4.5 Verband tussen embryokwaliteit en chromosomale abnormaliteiten bij vrouw en man ................................................. 53 5 Wat is het resultaat van de vruchtbaarheidsbehandelingen uitgevoerd na vaststellen van een chromosomale afwijking? . 53 6 Beperkingen van deze studie .............................................................................................................................................. 54 7 Eindconclusie ..................................................................................................................................................................... 55 Referenties ................................................................................................................................................................................ 56 Bijlagen..................................................................................................................................................................................... 58

III


Abstract Inleiding: Ondanks goede resultaten van IVF en ICSI-behandelingen, bestaat er een belangrijk aantal patiënten waarbij na 3 cycli met het transfereren van verscheidene, morfologisch goede, embryo’s nog steeds geen implantatie en zwangerschap werd bereikt. Men spreekt men van herhaald implantatiefalen. Chromosomale abnormaliteiten bij embryo’s zijn een voorname oorzaak van het falen van implantatie. Deze kunnen ‘de novo’ gevormd worden of overgedragen zijn via ouders die een chromosoomafwijking dragen. Deze overerving houdt verband met de verhoogde incidentie van chromosomale abnormaliteiten die wordt vastgesteld bij mannen en vrouwen met herhaald implantatiefalen (Raziel et al., 2002; Stern et al., 1999). Het doel van dit onderzoek is de incidentie en aard van karyotype afwijkingen na te gaan in een populatie met herhaald implantatiefalen en nader te bepalen welk tijdstip het best geschikt is voor het uitvoeren van een karyotype analyse.

Materialen en methoden: Via retrospectief dossieronderzoek in de databestanden van de Afdeling voor Reproductieve Geneeskunde van het UZ Gent werden de gegevens bekomen van een populatie patiënten met minstens 3 gefaalde IVF/ICSI-pogingen tussen januari 2000 en juni 2008. De incidentie van karyotype afwijkingen wordt vergeleken met de incidentie die in de literatuur te vinden is voor een algemene populatie. Zo kan nagegaan worden of er bij de patiënten met herhaald implantatiefalen een hogere incidentie van karyotype aberraties wordt vastgesteld en of karyotype analyse in deze groep geïndiceerd is. Ook wordt getracht een antwoord te vinden op de vraag of de totale groep patiënten kandidaat voor IVF/ICSI onderworpen dient te worden aan een karyotype analyse. Daartoe worden eveneens vergelijkingen in incidenties uitgevoerd met verscheidene infertiele controlepopulaties uit de literatuur, waar karyotype analyse op verschillende tijdstippen in de fertiliteitsbehandeling wordt uitgevoerd. Ook de kosten worden in rekening gebracht bij evaluatie van het tijdstip van karyotype analyse. De Fisher’s Exact Test voor 2x2 contingentietabellen wordt gebruikt om het verschil in proporties te evalueren. Een p-waarde ≤ 0,05 wordt als significant beschouwd.

Resultaten: In de bestudeerde populatie van 615 patiënten, worden 13 afwijkingen vastgesteld. Dit geeft een incidentie van 2,11% per patiënt. Het betreft 8 afwijkingen in de vrouwelijke populatie (2,52%) en 5 afwijkingen bij de mannen (1,68%). In de studiepopulatie met herhaald implantatiefalen is een significant hogere incidentie van karyotype afwijkingen aanwezig dan in een algemene controlepopulatie (0,85%). Bij vergelijking van de incidenties afzonderlijk voor beide geslachten, blijkt dit enkel voor de vrouwen een signifcant verschil te 1


vertonen (2,52% ten opzichte van 0,78% in de algemene populatie vrouwen). Bij de subfertiele mannen van het UZ Gent is de incidentie van karyotype afwijkingen eveneens duidelijk gestegen (1,68% tegenover 0,91%), er kan echter geen significant verschil aangetoond worden. De incidentie bij de patiënten met herhaald implantatiefalen ligt significant hoger dan bij een populatie normo-ovulatoire vrouwen (0,58%; Papanikolaou et al., 2005). Een gestegen, doch niet significant verhoogde incidentie wordt waargenomen ten opzichte van de totale groep patiënten aan de start van IVF/ICSI-behandeling (1,97%; Clementini et al., 2005). Een populatie met ‘high-order’ implantatiefalen vertoont een significant hogere incidentie van karyotype afwijkingen (10,77%; Raziel et al., 2002) dan huidige studiegroep. Het uitvoeren van een karyotype analyse bij alle koppels kandidaat voor IVF/ICSI, zou een beduidend hogere kost (60.000€) met zich meebrengen dan karyotypering bij aanwezigheid van herhaald implantatiefalen (25.230€), zoals dit momenteel wordt toegepast in het UZ Gent. Hoge incidenties van chromosomale aberraties worden vastgesteld bij vrouwen met secundaire infertiliteit met enkel miskraam in de voorgeschiedenis (9,09%; 4/44) en bij vrouwen met een vrouwelijke indicatie tot vruchtbaarheidsbehandeling (5,97%; 4/67). In het totaal kan bij 4 van de 13 koppels, waarvan één van beide partners drager is van een karyotype afwijking, zwangerschap bereikt worden.

Discussie: Bij patiënten met herhaald implantatiefalen blijken voornamelijk autosomale afwijkingen, met in het bijzonder reciproke translocaties, de grootste groep van karyotype abnormaliteiten te vertegenwoordigen, net zoals in andere infertiele controlepopulaties. Uit huidig onderzoek kan besloten worden dat een karyotype analyse weldegelijk geïndiceerd is bij vrouwen met herhaald implantatiefalen. Er kunnen geen eenduidige uitspraken gedaan worden omtrent het nut van het uitvoeren van een karyotype analyse bij mannen met normale tot licht gestoorde spermakwaliteit, die lijden aan herhaald implantatiefalen. Er kan geen duidelijk antwoord geboden worden op de vraag of de volledige groep patiënten kandidaat voor IVF/ICSI-behandeling onderworpen dient te worden aan karyotype analyse. Hiervoor is een uitgebreide kosteneffectiviteit-berekening noodzakelijk. Twee vrouwelijke subgroepen vertonen een gestegen incidentie van karyotype afwijkingen: vrouwen met secundaire infertiliteit en enkel voorgeschiedenis van miskraam en deze met vrouwelijke indicatie tot vruchtbaarheidsbehandeling. Omtrent het verband tussen chromosomale afwijkingen bij de man en spermakwaliteit of mannelijke indicatie kan geen uitspraak gedaan worden in huidig onderzoek. Er wordt geen verband vastgesteld tussen morfologische embryokarakteristieken en chromosomale afwijkingen bij de ouders.

2


Inleiding 1 Infertiliteit 1.1 Definitie en oorzaken van infertiliteit

Vijftien procent van alle koppels zullen een probleem van primaire of secundaire infertiliteit ervaren in de loop van hun reproductieve leven (Papanikolaou et al., 2005). Er wordt een onderscheid gemaakt tussen de onmogelijkheid tot conceptie (infertiliteit strictu sensu) en de onmogelijkheid een levend kind te baren (‘reproductive failure’) (De Sutter, 2007-2008; MauHolzmann, 2005). In de moderne tijd wordt van verminderde vruchtbaarheid gesproken na een termijn van een jaar. Indien een koppel na 1 jaar onbeschermde geslachtsgemeenschap geen zwangerschap bereikt heeft, verhoogt de kans op een onderliggend pathologisch mechanisme. Welke definitie ook wordt gehanteerd, de duur van de kinderwens is een allerbelangrijkst gegeven, zowel in het bepalen van de ernst van de verminderde vruchtbaarheid als in de keuze van de behandelingsmethode. Het is evident dat naarmate de periode waarin (nog) geen zwangerschap is opgetreden langer wordt, de kans op een ernstige afwijking toeneemt. Om zwangerschap te kunnen bereiken moeten volgende essentiële stappen in de voortplanting aanwezig zijn:

productie van normale gameten (spermatogenese en oögenese)

extrusie van mature gameten (ejaculatie en ovulatie)

samenkomst van de mannelijke en vrouwelijke gameten

penetratie van de zaadcel in de eicel

migratie en implantatie van de bevruchte eicel in de baarmoeder

Het systematisch onderzoek van al deze voorwaarden in de opgesomde volgorde is de leidraad om het vruchtbaarheidsonderzoek uit te voeren. Indien de oorzaak hoofdzakelijk bij de man of de vrouw ligt, spreekt men respectievelijk van mannelijke of vrouwelijke infertiliteit. Men dient er echter van uit te gaan dat vruchtbaarheid altijd een aangelegenheid is van het koppel. Grosso modo kan men stellen dat de oorzaken als volgt zijn verdeeld: 30% vrouwelijk, 30% mannelijk, 30% gecombineerd en 10% onverklaard. (De Sutter, 2007-2008)

3


1.2 Onderzoek bij infertiliteit

Bij het diagnostisch onderzoek dient nagegaan te worden of alle fundamentele stappen voor voortplanting aanwezig zijn. Met behulp van een grondige anamnese kunnen reeds aanwijzingen voor de diagnose en prognose gevonden worden; de medische voorgeschiedenis speelt hierin een voorname rol. Een fysiek en gynaecologisch onderzoek van de vrouwelijke partner is mandatoir. Indien de vrouw een regelmatige menstruele cyclus heeft, volstaan 1 midcyclische echografie en midluteale progesteronbepaling om na te gaan of ovulatie plaatsvindt. Bij vrouwen met oligo- of amenorroe, dient een hormonale bepaling te gebeuren van het thyroïdstimulerend hormoon (TSH), prolactine, basale gonadotrofines, oestradiol, progesteron, 17-OHprogesteron en androgenen om te differentiëren tussen hypothalame amenorroe, polycystisch ovarium syndroom (PCOS) en andere meer zeldzame pathologieën. Om mannelijke infertiliteit uit te sluiten, dienen minimaal 2 semenanalyses uitgevoerd te worden. Indien een verminderde spermakwaliteit wordt vastgesteld, dient ook bij de mannelijke partner een klinisch onderzoek te gebeuren. Laparoscopie met contrasttransit wordt beschouwd als de gouden standaard voor het bepalen van de doorgankelijkheid van de tubae. Dit is een dure en risicovolle procedure. Om deze reden

dienen

asymptomatische

patiënten

eerst

een

screeningstest

zoals

een

hysterosalpingografie of een saline sonografie te ondergaan. Enkel bij een afwijkend resultaat is laparoscopie aangewezen. Indien uit de voorgeschiedenis of het klinisch onderzoek echter blijkt dat de patiënte een verhoogd risico heeft op pathologie van de tubae, dient onmiddellijk een laparoscopie te gebeuren. Dit is enkel het geval indien conceptie door ovulatie-inductie of intra-uteriene inseminatie (IUI) nog tot de mogelijkheden behoort. Indien in-vitrofertilisatie (IVF) of intracytoplasmatische sperma-injectie (ICSI) de primaire behandeling is (gewoonlijk ten gevolge van ernstige mannelijke infertiliteit), is een laparoscopie niet noodzakelijk. Hysteroscopie wordt enkel uitgevoerd als de patiënte symptomen van intra-uteriene pathologie vertoont of als dit wordt vermoed op basis van klinisch of echografisch onderzoek of na verschillende gefaalde behandelingscycli. (De Sutter, 2006) 4


1.3 Behandelingsmogelijkheden van infertiliteit

Behalve in gevallen waar men een manifeste verklaring heeft gevonden voor de infertiliteit, zal geen behandeling gestart worden vooraleer alle voorwaarden voor vruchtbaarheid zijn nagekeken. Er zijn 2 fundamenteel verschillende manieren om problemen van infertiliteit aan te pakken. De ene manier is gebaseerd op een causale behandeling, de andere beoogt een verbetering van de spontane kans op conceptie. In het algemeen gaat men ervan uit dat steeds gepoogd moet worden te beginnen met een causale benadering, maar deze is vaak niet succesvol ten gevolge van andere onbeïnvloedbare factoren zoals de leeftijd van de vrouw. Het therapeutisch plan moet dus, naast diagnose, ook andere bijkomende parameters in rekening brengen. Bovendien kan in 10% van de koppels geen oorzaak voor de fertiliteitsproblemen achterhaald worden. (De Sutter, 2006; De Sutter, 2007-2008) 1.3.1 Causale behandelingsmogelijkheden Een ovulatie-inductie behandeling mag slechts uitgevoerd worden indien door middel van een semenanalyse normale spermakarakteristieken aangetoond zijn. Als dit het geval is en de anovulatie is het gevolg van hypothalame ammenorroe, is pulsatiele behandeling met het gonadotrofine-releasing hormoon (GnRH) de eerste keuze. Bij PCOS-patiënten blijft clomifeencitraat de eerstelijnsbehandeling en in beide gevallen zijn gonadotrofines in een lage dosis step-up protocol de tweede in lijn. Verscheidene behandelingen die de spermakwaliteit verbeteren, hebben weinig effect op de zwangerschapskans. Bij mannelijke infertiliteit dient men vaak vrede te nemen met de verminderde kwaliteit van het sperma en kan men trachten via behandeling van de vrouw een beter resultaat te bekomen. Indien minimale of milde endometriose wordt gediagnosticeerd bij laparoscopie is chirurgische behandeling aangewezen, maar bij uitblijven van zwangerschap worden deze patiënten op dezelfde manier behandeld als koppels met onverklaarde infertiliteit. Ernstige endometriose dient ook chirurgisch behandeld te worden, maar vaak zal IVF noodzakelijk zijn indien tubaire infertiliteit is ontstaan. In-vitro fertilisatie heeft tubaire chirurgie zoals adhesiolyse vervangen in de behandeling van tubaire infertiliteit.

5


Kunstmatige inseminatie met donorsperma (KID) wordt sinds enkele jaren toegepast. De indicaties voor donorinseminatie zijn azoöspermie, ontbreken van een mannelijke partner (lesbische relatie), risico op transmissie van virale aandoeningen en risico op erfelijke aandoeningen. (De Sutter, 2006; De Sutter, 2007-2008) 1.3.2 Kunstmatige voortplantingstechnieken Daarnaast bestaan ook kunstmatige voortplantingstechnieken waarbij gameten of embryo’s uit hun natuurlijke productie- en/of bestemmingsplaats worden genomen en/of worden gemanipuleerd. Bij Intra-uteriene inseminatie (IUI) wordt met een katheter het opgewerkte zaad in het cavum uteri gebracht, zo dicht mogelijk bij het ogenblik waarop de eicel vrijkomt uit de follikel. Dikwijls worden de ovaria van de vrouw ook gestimuleerd. Bij deze techniek is het noodzakelijk dat het semen minstens 1 miljoen goed beweeglijke zaadcellen bevat en dat de vrouw doorgankelijke eileiders heeft. IUI wordt toegepast bij volgende indicaties:

immunologische (sperma- of cervicale) factoren

asthenozoöspermie (slecht bewegende zaadcellen)

onverklaarde infertiliteit

Na 4 tot 6 mislukte IUI-cycli kan besloten worden over te stappen naar IVF of ICSI. Oorspronkelijk was in-vitrofertilisatie (IVF) bedoeld om onvruchtbaarheid door tubaire disfunctie te omzeilen. Tegenwoordig wordt IVF toegepast bij alle vormen van subfertiliteit die niet door een causale of empirische behandeling kunnen worden verholpen. De IVFprocedure bestaat uit 5 essentiële stappen:

ovariële stimulatie om een groot aantal eicellen tot rijping te brengen

inductie van ovulatie om de finale eicelmaturatie te bekomen

aspiratie van follikels via transvaginale punctie onder echografische geleide

incubatie van de afzonderlijke eicellen met 10.000 tot 20.000 zaadcellen die vooraf werden behandeld (de eigenlijke in-vitrofertilisatie)

terugplaatsing van 1 of meer embryo’s transvaginaal via een fijne katheter

Een embryo heeft een gemiddelde implantatiekans van 20%. Dit cijfer kan variëren volgens de kwaliteit van het embryo, de receptiviteit van het endometrium en het verloop van de transfer. Ovarieel hyperstimulatie syndroom (OHSS) en meerlingenzwangerschappen zijn de belangrijkste complicaties die dienen voorkomen te worden. 6


Bij intracytoplasmatische sperma-injectie (ICSI) worden de eicellen bevrucht door rechtstreekse injectie van een zaadcel in het oöplasma. In tegenstelling tot bij IVF, is de kans op fertilisatie na ICSI meestal voorspelbaar en hoog (80% van de eicellen). Intracytoplasmatische sperma-injectie is geïndiceerd:

indien minder dan 100.000 beweeglijke zaadcellen kunnen geïsoleerd worden uit het ejaculaat

bij sterk afwijkende morfologie (< 4%) van het ejaculaat

bij falen van bevruchting of geringe fertilisatie bij vorige IVF-poging

bij een gering aantal eicellen

Cyclusfalen kan vermeden worden door tijdens de eerste IVF-cyclus de helft van de oöcyten te behandelen met ICSI. Daarnaast bestaan ook nog een aantal behandelingen afgeleid van voorgaande. Embryo’s die niet werden teruggeplaatst, kunnen ingevroren en voor onbeperkte tijd bewaard worden in vloeibaar stikstof. Het aantal embryo’s dat overleeft na deze cryopreservatie bedraagt 50%. De kans op zwangerschap na een cryotransfer van 2 embryo’s bedraagt slechts 10%. Bij premature menopauze, kwantitatieve of kwalitatieve deficiëntie van eicellen of preventie van een erfelijke aandoening kan een koppel beroep doen op eiceldonatie. Deze indicaties zijn vergelijkbaar met die voor embryodonatie. Een bijkomende indicatie voor dit laatste is de afwezigheid van gameten bij beide partners. Micro-epididymale sperma-aspiratie (MESA) en testiculaire sperma-extractie (TESE) laten toe om bij alle vormen van azoöspermie met behoud van een zekere graad van spermatogenese, bevruchting met zaadcellen afkomstig uit de epididymis of de testis te bekomen via ICSI. Bij een 8-cellig embryo kan men 1 tot 2 blastomeren verwijderen via micromanipulatie zonder de overleving van het embryo in het gedrang te brengen. Op deze blastomeren kan cytogenetisch onderzoek gebeuren door middel van ‘fluorescente in situ hybridisatie’ (FISH) of kan een genmutatie opgespoord worden door de ‘polymerase kettingreactie’ (PCR).

7


De indicaties voor dergelijke pre-implantatie genetische diagnostiek (PGD) zijn:

seksing van het embryo in geval van X-gebonden afwijkingen

opsporen van genen chromosoomdefecten bij risicopatiënten

aneuploïdiescreening

(De Sutter, 2006; De Sutter, 2007-2008)

2 Herhaald implantatiefalen 2.1 Definitie van herhaald implantatiefalen

In-vitro fertilisatie (IVF) en intracytoplasmatische sperma-injectie (ICSI) bieden een oplossing voor vele koppels met uiteenlopende vormen van infertiliteit. Steunend op de cijfers van de laatste vijf jaar, wordt in de Afdeling Reproductieve Geneeskunde (ARG) van het Universitair Ziekenhuis (UZ) Gent een zwangerschapskans van 30 à 35 % per cyclus bereikt met IVF of ICSI. Desondanks is er nog steeds een belangrijk aantal patiënten waarbij ook deze behandelingen tekortschieten. Indien na 3 cycli met het transfereren van verscheidene, morfologisch goede, embryo’s nog steeds geen implantatie en zwangerschap wordt bereikt, kan men spreken van herhaald implantatiefalen (Raziel et al., 2002; Margalioth et al., 2006). 2.2 Oorzaken van herhaald implantatiefalen

Verscheidene factoren kunnen aan de oorsprong van herhaald implantatiefalen (‘Repeated implantation failure’, RIF) liggen. Ongepaste ovariële stimulatie, suboptimale laboratorium kweekomstandigheden en fouten in embryotransfertechnieken zijn hier enkele van. Dit zou resulteren in een algemeen laag zwangerschapscijfer. Doch ook in succesvolle centra, met hoge zwangerschaps- en geboortecijfers, lijden sommige koppels aan RIF. In dergelijke gevallen kan implantatiefalen het gevolg zijn van verminderde endometriale receptiviteit, embryonale defecten of multifactoriële oorzaken. Verscheidene uteriene pathologieën zoals een dun endometrium, veranderde expressie van adhesiemoleculen en immunologische factoren, kunnen de endometriale receptiviteit doen afnemen. Genetische abnormaliteiten van man of vrouw, spermadefecten, embryonale aneuploïdie of zona verharding zijn enkele van de embryonale redenen voor falen van implantatie. Daarnaast kunnen ook endometriose en hydrosalpinx een multifactoriële rol spelen in herhaald implantatiefalen (Margalioth et al., 2006). (Tabel 1) 8


Tabel 1: Mogelijke oorzaken van herhaald implantatiefalen (Margalioth et al., 2006) Verminderde endometriale receptiviteit Abnormaliteiten van het cavum uteri Dun endometrium Veranderde expressie van adhesiemoleculen Immunologische factoren Trombofilie Gebrekkige embryonale ontwikkeling Genetische abnormaliteiten (man/vrouw/gameten/embryo’s) Zona verharding Suboptimale condities Multifactoriële effectoren Endometriose Hydrosalpinx Suboptimale ovariële stimulatie

Er bestaan verscheidene behandelingsmogelijkheden die de kans op zwangerschap bij patiënten met RIF kunnen verhogen (Margalioth et al., 2006). Er is echter weinig consensus omtrent de resultaten van de verschillende therapieën. Potentiële voor- en nadelen dienen in acht genomen en besproken te worden met het koppel (Ola et al., 2006). In het Fertiliteitscentrum van het UZ Gent worden na 3 gefaalde IVF/ICSI-behandelingen standaard bijkomende onderzoeken verricht. Deze onderzoeken worden verzameld in de zogenaamde RIF-batterij. Deze omvat een aantal immunologische testen: lupus anticoagulans, reumafactor, antinucleaire factor (ANF), anticardiolipine (ACL) en antisperma-antistoffen (ASA). Daarnaast gebeurt ook een controle van de schildklierfunctie aan de hand van TSHbepaling en 3 trombofilietesten: Factor II-, Factor V- en MTHFR- (Methyleentetrahydrofolaat reductase) mutatiebepaling. Tenslotte vindt een karyotypering plaats. Zoals te zien in tabel 1 spelen ook chromosomale abnormaliteiten van de man of vrouw, gameten of embryo’s een belangrijke rol in herhaald implantatiefalen (Margalioth et al., 2006). Het percentage van embryonale aneuploïdie bleek hoger bij RIF- ten opzichte van controlepatiënten (Margalioth et al., 2006). Patiënten met RIF ontwikkelen dus vermoedelijk een hoog percentage aan chromosomaal abnormale embryo’s die er niet in slagen te implanteren, ondanks een goede morfologie en ontwikkelingssnelheid (Margalioth et al., 2006). 9


Chromosomale abnormaliteiten bij embryo’s kunnen ofwel nieuwgevormd (‘de novo’) ontstaan, ofwel overgedragen worden via de ouders die drager zijn van een afwijking (Kucerova et al., 1999). Deze overerving houdt verband met de verhoogde frequentie van chromosomale abnormaliteiten die wordt vastgesteld bij mannen en vrouwen met herhaald implantatiefalen (met minimaal 10 embryotransfers; Stern et al., 1999) en in een groep vrouwen met ‘high-order’ implantatiefalen (≥ 6 IVF-cycli en ≥ 15 getransfereerde embryo’s; Raziel et al., 2002).

3 Karyotype afwijkingen en hun rol in fertiliteitsstoornissen (Bijlage 1 bevat meer uitleg omtrent de chromosomale basis van erfelijkheid en het karyotype) 3.1 Soorten karyotype afwijkingen en hun gevolgen

Indien de recombinatie van de chromosomen tijdens de meiose op een verkeerde wijze gebeurt, leidt dit tot verkeerde segregatie met chromosomale abnormaliteiten tot gevolg. Men onderscheidt afwijkingen in chromosoomaantal en chromosoomstructuur. Indien een chromosomale afwijking aanwezig is bij één van beide partners van een koppel kan dit leiden tot de vorming van ongebalanceerde gameten en bijgevolg tot gereduceerde vruchtbaarheid (cfr. infra). 3.1.1 Afwijkingen in chromosoomaantal Het menselijk genoom bestaat uit 23 chromosomenparen, men spreekt van diploïdie (2n). Indien er van elk chromosoom één of meerdere kopieën extra aanwezig zijn, spreekt men van triploïdie (3n) of tetraploïdie (4n). Beide vormen worden waargenomen in foetussen. Enkel triploïde kinderen kunnen levend geboren worden, zij overleven echter niet lang. Het type chromosomale afwijking dat het meest voorkomt en tevens de grootste klinische significantie bezit is aneuploïdie: dit is de aanwezigheid van een abnormaal aantal chromosomen. Meestal gaat het om trisomie (een extra chromosoom) en minder vaak om monosomie (een ontbrekend chromosoom). Beiden gaan meestal gepaard met belangrijke fenotypische gevolgen. Het kan gaan om een deel van, dan wel een volledig chromosoom. Dit laatste is meestal niet verenigbaar met leven. Uitzonderingen zijn trisomie 21 dat leidt tot het Down syndroom en monosomie voor het X-chromosoom, ook het Turner syndroom genoemd. De meest voorkomende oorzaak van aneuploïdie is non-disjunctie tijdens de eerste of tweede meiotische deling (Nussbaum et al., 2004). 10


3.1.2 Afwijkingen in chromosoomstructuur Structurele afwijkingen zijn het gevolg van een breuk van een chromosoom met reconstitutie in een abnormale combinatie. Dergelijke afwijkingen kunnen gebalanceerd of ongebalanceerd zijn. Men spreekt van gebalanceerde afwijkingen als de totale set van chromosomen een normaal

complement

van

chromosomaal

materiaal

bevat.

Afwijkingen

worden

ongebalanceerd genoemd indien er extra materiaal aanwezig is of er materiaal ontbreekt (Nussbaum et al., 2004). (Figuur 1)

Fig. 1: Structurele afwijkingen

chromosomale (De

Paepe,

2008-2009)

Ongebalanceerde structurele afwijkingen Bij ongebalanceerde structurele afwijkingen is het fenotype vaak abnormaal ten gevolge van een deletie en/of een duplicatie van een gedeelte van of een volledig chromosoom. Duplicatie van een chromosoomgedeelte komt overeen met partiële trisomie, deletie leidt tot partiële monosomie. Soms worden zeer kleine niet-geïdentificeerde chromosomen teruggevonden, dit noemt men markerchromosomen.

Aangezien

ze

vaak

supplementair

zijn

op

het

normale

chromosomencomplement kan ook de term ‘extra structurally abnormal chromosomes’ (ESAC’s) gebruikt worden. Een isochromosoom is een chromosoom waarbij één arm ontbreekt en de andere gedupliceerd is in spiegelbeeld. Een persoon met een isochromosoom heeft dus één kopie van het genetisch materiaal op de ene arm (partiële monosomie) en 3 kopieën van het materiaal op de andere arm (partiële trisomie). 11


Een zeldzame abnormaliteit waarbij 2 chromosoomsegmenten (van 2 verschillende chromosomen of van 2 chromatiden van één enkele chromosoom) elk met hun centromeer fusioneren met verlies van hun acentrische fragmenten wordt een dicentrisch chromosoom genoemd. (Nussbaum et al., 2004)

Gebalanceerde structurele afwijkingen Gebalanceerde structurele afwijkingen hebben meestal geen fenotypisch effect, aangezien al het chromosomaal materiaal aanwezig is, zij het onder een andere vorm. Dragers van een gebalanceerde afwijking hebben een verhoogd risico om ongebalanceerde gameten te produceren. De benaming ‘schijnbaar gebalanceerde’ afwijkingen is eigenlijk correcter aangezien steeds de mogelijkheid bestaat dat 1 van de chromosoombreuken leidt tot disruptie van een gen, met mutatie tot gevolg. Een translocatie is het gevolg van een uitwisseling van chromosoomsegmenten tussen 2, gewoonlijk niet-homologe, chromosomen. Een reciproke translocatie resulteert uit een breuk van 2 niet-homologe chromosomen waarbij uitwisseling van de gebroken segmenten plaatsvindt. Het totaal chromosoomaantal is niet gewijzigd en net zoals andere gebalanceerde structurele afwijkingen leidt dit zelden tot fenotypische afwijkingen. Tijdens de meiose vormen de chromosomen van een drager van een gebalanceerde reciproke translocatie een quadrivalente figuur. (Figuur 2)

Fig. 2: Vorming van een quadrivalente figuur en mogelijke vormen van segregatie met klinische gevolgen (De Paepe, 2008-2009)

12


In de anafase scheiden de chromosomen van deze configuratie gewoonlijk op een van volgende manieren: alternerend, nabuur 1 of nabuur 2. De meest voorkomende vorm van segregatie, de alternerende vorm, geeft aanleiding tot gameten die ofwel een normaal chromosoomcomplement, ofwel gebalanceerde reciproke chromosomen bevatten (50% gebalanceerde gameten, cfr. figuur 2). Beide naburige segregaties leiden tot ongebalanceerde gameten. Bij de nabuur 1-segregatie worden de homologe centromeren doorgegeven aan verschillende dochtercellen. Dergelijke segregatie is frequent en komt voor bij ongeveer 50% van de gameten. Bij de zeldzame nabuur 2-segregatie gaan de homologe centromeren naar dezelfde dochtercel. Naast de beschreven 2:2 segregaties kunnen chromosomen met een gebalanceerde translocatie ook 3:1 segregeren. Dit leidt tot gameten met 22 of 24 chromosomen in plaats van 23. Een Robertsoniaanse translocatie ontstaat wanneer twee acrocentrische chromosomen fuseren nabij de centromeerregio met verlies van de korte armen. Aangezien de korte armen weinig relevante genetische informatie dragen, heeft dit verlies een beperkte impact. De translocatie waarbij 13q en 14q betrokken zijn, komt voor bij 1/1300 personen en is de meest voorkomende chromosomale herschikking van dit type. Dragers van een Robertsoniaanse translocatie hebben een normaal fenotype, maar ook hier bestaat een risico op ongebalanceerde gameten. Net zoals bij de reciproke translocaties is het karyotype van de gameten afhankelijk van het patroon van segregatie. Een inversie ontstaat indien één enkel chromosoom 2 breuken ondergaat en bij het herstel het segment tussen de breuken geïnverteerd wordt. Twee types van inversies komen voor: pericentrisch, als het betrokken segment de centromeer omvat, en paracentrisch, als de centromeer niet tot het geïnverteerde segment behoort. Een inversie leidt gewoonlijk niet tot een abnormaal fenotype bij dragers, maar houdt wel het gevaar van het produceren van ongebalanceerde gameten in. Indien een inversie aanwezig is, wordt tijdens de paring van de chromosomen in meiose I een lus gevormd. Alhoewel recombinatie onderdrukt wordt bij inversie-loops, bestaat steeds de kans op het ontstaan van ongebalanceerde gameten. (Figuur 3)

13


Fig. 3: Crossing

over

gevormd

in

in

meiose

inversieloops I,

waarbij

segment B-C geïnverteerd wordt (Nussbaum et al., 2004)

Bij een paracentrische inversie zijn de ongebalanceerde gameten typisch acentrisch of dicentrisch, dergelijke gameten zijn niet verenigbaar met het leven. Een pericentrische inversie kan leiden tot de productie van ongebalanceerde gameten

met duplicatie of

deficiëntie van de segmenten distaal aan de inversie. (Figuur 3) Indien een segment verwijderd wordt van één chromosoom en geïnsereerd wordt in een ander, ontstaat een insertie. Aangezien hiervoor 3 breuken vereist zijn, is dit eerder zeldzaam. Ongebalanceerde gameten zijn ook hier mogelijk. (Nussbaum et al., 2004) 3.1.3 Mozaïcisme Indien een chromosomale abnormaliteit aanwezig is, uit deze zich meestal in alle lichaamscellen. Soms worden echter 2 of meer chromosoomcomplementen aangetroffen in één individu. Deze situatie wordt mozaïcisme genoemd. Een veelvoorkomende oorzaak van mozaïcisme is non-disjunctie tijdens één van de vroege postzygotische mitotische delingen. Het belang van een ontdekt mozaïcisme is moeilijk te bepalen. De gevolgen variëren naargelang het tijdstip van de non-disjunctie, de aard van de gevonden chromosomale afwijking, de proporties van de verschillende chromosoomcomplementen en de aard van de aangetaste weefsels. Een bijkomend probleem wordt gevormd doordat de waargenomen proporties van de verschillende chromosoomcomplementen in het geanalyseerde weefsel, niet noodzakelijk de proporties in andere weefsels reflecteren. Pseudomozaïcisme kan voorkomen bij problemen tijdens de celkweek. In het algemeen wordt aangenomen dat bij personen met een mozaïcisme voor een bepaalde afwijking, een minder ernstige invloed ondervonden wordt ten opzichte van niet-mozaïsche personen. (Nussbaum et al., 2004)

14


3.1.4 Gereduceerde vruchtbaarheid bij ongebalanceerde gameten Indien een chromosomale afwijking voorkomt ter hoogte van de gonaden kan dit leiden tot productie van ongebalanceerde gameten (Clementini et al., 2005). Bij fertilisatie met karyotypisch ongebalanceerde gameten kan dit leiden tot fertilisatiefalen, implantatiefalen of embryoverlies (Mau-Holzmann, 2005). Monntag et al. (1997) stelde verminderde fertilisatiekansen vast bij gebruik van ICSI bij alle koppels met chromosomale afwijkingen. Mogelijk bestaat er een mechanisme dat reeds in het vroegste stadium van gameetinteractie leidt tot selectie. Bij fertilisatie met een ongebalanceerde gameet ontstaat een embryo met een ongebalanceerd karyotype. Vanaf de conceptie tot aan de geboorte is er een belangrijke selectie van chromosomaal afwijkende foetussen. Vaak resulteert een afwijking reeds in de vroege zwangerschap in een spontane abortus (De Paepe, 2008-2009). Het is eveneens mogelijk dat bepaalde afwijkingen de implantatie van een embryo in de weg staan en op die manier aanleiding geven tot herhaald implantatiefalen (Papanikolaou et al., 2005). Implantatiefalen en herhaald miskraam zouden dus het resultaat kunnen zijn van gelijkaardige chromosomale afwijkingen, die op verschillende tijdstippen tot expressie komen (Raziel et al., 2002). In sommige gevallen kan het embryo verder evolueren met nakomelingen met een ongebalanceerd karyotype tot gevolg (Mau-Holzmann, 2005).

3.2 Epidemiologie

De frequentie van karyotype afwijkingen bij embryo’s die resulteren in een spontaan miskraam is veel hoger (40-50%) dan bij levendgeborenen. Ook de types afwijkingen die voorkomen verschillen. In een 13 jaar durend onderzoek door Nielsen en Wohlert (1991) naar de incidentie van karyotype afwijkingen bij 34910 pasgeborenen werden 295 afwijkingen vastgesteld (0,85%). Ongebalanceerde herschikkingen trekken vaak vroeg de aandacht gezien de fenotypische afwijkingen die ermee gepaard gaan. Gebalanceerde afwijkingen worden zelden geïdentificeerd, tenzij een drager een kind verwekt met een ongebalanceerd chromosoomcomplement en familiestudies in gang worden gezet (Nussbaum et al., 2004).

15


3.3 Behandeling van karyotype afwijkingen bij IVF/ICSI

In de verschillende behandelingen voor medisch begeleide voortplanting (MBV), zoals IVF en ICSI, worden embryo’s voor transfer geselecteerd op basis van morfologische criteria (vorm en structuur). Embryo’s kunnen morfologisch van een goede kwaliteit zijn en toch abnormaal chromosomaal materiaal bezitten. Pre-implantatie genetische diagnostiek (PGD) is een techniek die gebruikt wordt om chromosomale abnormaliteiten op te sporen in embryo’s, bekomen door IVF of ICSI, vooraleer ze in de uterus worden geplaatst. Dit maakt het mogelijk om embryo’s met ongebalanceerde afwijkingen te identificeren (Twisk et al., 2008). Via een specifieke FISH-probe wordt bij de embryo’s gezocht naar de chromosomen betrokken bij de afwijking waarvan de ouder drager is. Bij FISH wordt geen onderscheid gemaakt tussen embryo’s waar deze chromosomen normaal zijn en embryo’s met gebalanceerde afwijkingen, deze kunnen dus teruggeplaatst worden in de baarmoeder. Bij dragers van karyotype afwijkingen kan men systematisch alle embryo’s screenen alvorens ze in de baarmoeder te plaatsen, zodat de kans op implantatie toeneemt en het risico op ongebalanceerde nakomelingen of miskramen verkleint (Mau-Holzmann, 2005). Daarnaast kunnen deze koppels ook beroep doen op eiceldonatie, spermadonatie of embryodonatie (cfr. supra).

4 Rationale van deze studie Het doel van dit onderzoek is de incidentie en aard van karyotype afwijkingen na te gaan in een populatie met herhaald implantatiefalen. Een karyotype analyse is een duur en arbeidsintensief onderzoek en dient bijgevolg enkel uitgevoerd te worden bij een relevante indicatie. In huidig onderzoek wordt nagegaan of het nuttig is een karyotypering uit te voeren bij patiënten met herhaald implantatiefalen. De studies van Raziel et al. (2002) en Stern et al. (1999) stelden reeds een significant verhoogde incidentie van karyotype afwijkingen vast bij patiënten met respectievelijk minimaal 6 gefaalde IVF-cycli en minstens 10 embryotransfers, ten opzichte van een algemene populatie. Dit kan impliceren dat chromosomale afwijkingen betrokken zijn in de pathogenese van herhaald implantatiefalen en dat een karyotype analyse bij deze groep geïndiceerd is.

16


In de literatuur is men het erover eens dat de incidentie van chromosomale abnormaliteiten gestegen is bij de totale groep van subfertiele koppels die kandidaat zijn voor een IVF/ICSI-behandeling ten opzichte van een algemene populatie. Dit geldt zowel voor de man als voor de vrouw. Literatuuronderzoek toont frequenties gaande van 2,02% tot 7,03% bij de mannen en van 1,5% tot 13% bij de vrouwen. Deze wijde variatie is onder andere te wijten aan verschillen in selectiecriteria (zoals inclusie van laaggradige gonosomale mozaïcismen, het gebruik van enkel IUI, IVF, ICSI of een combinatie, etc.). Vele studies suggereren dat het noodzakelijk is bij beide partners een karyotype analyse uit te voeren voorafgaand aan IVF en ICSI. (Clementini et al., 2005; Foresta et al., 1999; Gekas et al., 2001; Guadalupe MartinezGarza et al., 2008; Marchina et al., 2007; Mau-Holzmann, 2005; Morel et al., 2004; Pauer et al., 1997; Riccaboni et al., 2007; Schreurs et al., 2000; Tuerlings et al., 1998; Van der Ven et al., 1998) In het UZ Gent wordt momenteel een karyotypering, als onderdeel van de RIF-batterij, uitgevoerd na 3 gefaalde IVF/ICSI-pogingen. Het moment van uitvoeren van een karyotype analyse wordt in huidige studie geherevalueerd. Daarnaast wordt op zoek gegaan naar een verband tussen karyotype afwijkingen en andere factoren, die mogelijk samengaan met een verhoogde incidentie van chromosomale abnormaliteiten, zoals bijvoorbeeld een bepaalde indicatie tot vruchtbaarheidsbehandeling. Men zou bij de aanwezigheid van dergelijke factoren eventueel sneller kunnen overgegaan tot karyotype analyse. Daarenboven zou kennis omtrent het verloop van de vruchtbaarheidsbehandeling, na vaststelling van een aberrant karyotype, belangrijke informatie kunnen opleveren voor andere infertiele patiënten met een gelijkaardige afwijking.

17


Materialen en methoden 1 Onderzoeksvragen Wat is de incidentie en aard van karyotype afwijkingen bij patiënten met herhaald implantatiefalen? Om deze vraag te beantwoorden, wordt onderzoek gedaan naar de incidentie en aard van chromosomale afwijkingen in de populatie patiënten van het UZ Gent die minstens 3 gefaalde, verse IVF/ICSI-behandelingen achter de rug hebben. Het onderzoek includeert enkel patiënten waarbij voordien nog geen karyotype analyse werd uitgevoerd omwille van een andere reden (cfr. infra). Op die manier kunnen andere factoren, die reeds een bewezen verband hebben met karyotype afwijkingen, geen invloed uitoefenen op de incidentie.

Is een karyotype analyse geïndiceerd bij patiënten met herhaald implantatiefalen? De incidentie van karyotype afwijkingen in dezelfde groep patiënten als bovenstaande, wordt vergeleken met de incidentie die in de literatuur te vinden is voor een algemene populatie. Aldus kan nagegaan worden of karyotype afwijkingen frequenter voorkomen bij de patiënten met herhaald implantatiefalen. Indien dit het geval is, impliceert dit, dat karyotype afwijkingen betrokken zijn in de pathogenese van herhaald implantatiefalen. In dat geval vormt karyotype analyse een belangrijk onderdeel van de medische evaluatie bij deze patiënten.

Dient de volledige groep patiënten kandidaat voor IVF/ICSI-behandeling onderworpen te worden aan een karyotype analyse? In het UZ Gent wordt momenteel een karyotypering, als onderdeel van de RIF-batterij, uitgevoerd na 3 gefaalde IVF/ICSI-pogingen. De incidentie van karyotype afwijkingen bij de patiënten met herhaald implantatiefalen wordt vergeleken met de incidenties bij verschillende infertiele controlepopulaties uit de literatuur, waar karyotype analyse op verschillende tijdstippen in de fertiliteitsbehandeling werd uitgevoerd. Aan de hand van deze vergelijking kan de hypothese dat de kans op aanwezigheid van een karyotype afwijking stijgt naarmate meer IVF/ICSI-pogingen faalden, al dan niet bevestigd worden. Indien deze hypothese opgaat, zou screening van deze geselecteerde groep patiënten gepaard gaan met een hogere kosteneffectiviteit.

18


Ook de kosten worden in rekening gebracht bij evaluatie van het tijdstip van karyotype analyse. Daartoe worden de kosten van 2 verschillende strategieën vergeleken:

(I) Karyotype analyse bij de totale groep IVF/ICSI-kandidaten aan de start van de behandelingen.

(II) Karyotype analyse bij patiënten die 3 gefaalde IVF/ICSI-behandelingen doormaakten en bij patiënten die omwille van een risicofactor op een vroeger tijdstip een karyotype analyse ondergingen. Deze strategie is momenteel in gebruik in het UZ Gent.

Naast deze 3 hoofddoelstellingen worden enkele bijvragen onderzocht: Bij welke factoren dient eventueel sneller te worden overgegaan tot karyotype analyse? Om dit te onderzoeken wordt de incidentie van chromosomale afwijkingen vergeleken binnen verschillende subgroepen: mannen met verschillende spermakwaliteit, vrouwen met primaire en

secundaire

infertiliteit

en

koppels

met

verschillende

indicaties

voor

vruchtbaarheidsbehandeling. Ook wordt een verband tussen karyotype afwijkingen en embryokwaliteit onderzocht.

Wat is het resultaat van de vruchtbaarheidsbehandelingen uitgevoerd ná het vaststellen van een chromosomale afwijking? Hiertoe zal het volledige verloop van de vruchtbaarheidsbehandeling en het resultaat hiervan nagegaan worden bij de patiënten die drager bleken te zijn van een karyotype afwijking.

2 Onderzoeksmethode 2.1 Retrospectief dossieronderzoek

De gegevens werden bekomen via retrospectief dossieronderzoek. Er werd gebruik gemaakt van de databestanden van het Centrum voor Reproductieve Geneeskunde en het Centrum voor Medische Genetica van het UZ Gent, waar de genetische onderzoeken verricht werden. Van januari 2000 tot juni 2008 werden 328 koppels met herhaald implantatiefalen (≥ 3 gefaalde IVF/ICSI-pogingen) doorverwezen voor karyotype analyse. Hiervan gebeurde bij 317 vrouwen en bij 298 mannen een karyotypering. Zo wordt een studiepopulatie van 615 individuen met herhaald implantatiefalen bekomen. Het was niet mogelijk een grotere studiepopulatie te verkrijgen aangezien de RIF-batterij nog niet langer uitgevoerd wordt. Het onderzoek werd goedgekeurd door het Ethisch Comité van het UZ Gent. 19


2.2 Studiepopulatie

De studiepopulatie bestaat uit alle koppels van het UZ Gent, die minstens 3 verse opeenvolgende, mislukte IVF/ICSI-pogingen doorgemaakt hebben en waarbij voordien nog geen karyotype analyse werd uitgevoerd omwille van een andere reden (cfr. infra). Onder ‘mislukte cycli’ wordt verstaan: pogingen die niet tot een op echo waarneembare zwangerschap hebben geleid. Indien er enkel biochemische tekenen van zwangerschap aanwezig waren, werd de poging gedefinieerd als mislukt. De term ‘verse cycli’ verwijst naar het gebruik van verse, niet-ontdooide embryo’s. Cryocycli werden niet opgenomen in de studie, aangezien de kans op zwangerschap hier slechts 10% bedraagt (De Sutter P., 2006). Deze drie pogingen dienen opeenvolgend te hebben plaatsgevonden, dit houdt in dat deze mislukte pogingen niet mogen onderbroken worden door miskraam, extra-uteriene zwangerschap (EUG) of partus. Ook werden er enkele exclusiecriteria vastgelegd. Cycli waarin eicel- of sperma-acceptatie plaatsvond, werden niet opgenomen in de database, aangezien het hier gaat over ander genetisch materiaal dan dit van het koppel. Indien een koppel eerst enkele cycli met eigen genetisch materiaal doorliep en vervolgens gebruik maakte van eicel- of spermadonatie, werden enkel deze eerste cycli geïncludeerd. Lesbische koppels en koppels waarbij de vrouwelijke partner lijdt aan een systeemziekte werden niet opgenomen in de database. Men vermoedt dat in deze omstandigheden er te veel interfererende factoren zijn, die de fertiliteit negatief kunnen beïnvloeden. Bij verschillende indicaties wordt reeds op een voortijdig tijdstip routinematig een karyotype analyse uitgevoerd. Deze patiënten maken dus geen deel uit van de studiepopulatie:

bij elke patiënt met een fenotype verdacht op afwijkingen (bijvoorbeeld kenmerken van Turner of Klinefelter syndroom)

bij vrouwen met primaire amenorroe en primair ovarieel falen

bij herhaald miskraam (3 opeenvolgende eerste trimester miskramen, bij jonge vrouwen worden 2 miskramen reeds als onrustwekkend beschouwd), partus immaturus of vroeggeboorte en partus van een kind met een chromosomale afwijking

bij

mannen

met

oligoasthenoteratozoöspermie

niet-obstructieve (OAT,

dit

is

azoöspermie verminderde

of

ernstige

concentratie

en/of

beweeglijkheid en/of afwijkende morfologie van het sperma)

bij patiënten met een gekend familiaal dragerschap van een chromosomale afwijking 20


2.3 Variabelen

De fertiliteitspatiënten werden als koppel in de database opgenomen. Volgende variabelen werden onderzocht: Algemeen:

Geboortedatum van de vrouw

Etniciteit: Kaukasisch – Arabisch – Aziatisch – Afrikaans

Specifiek:

Jaartal sinds wanneer kinderwens aanwezig

Spermakwaliteit: normaal – abnormaal – azoöspermie (obstructief/niet-obstructief)

Indicatie: man – vrouw – beiden – onverklaard

Totaal aantal verse cycli

Totaal aantal mislukte verse cycli

Totaal aantal getransfereerde embryo’s

Morfologische karakteristieken van de embryo’s: slecht – matig – goed (zoals beschreven in Laverge et al., 2001 met embryo’s van graad I en II geclassificeerd als goed, graad II-III als matig en graad III als slecht) G, P, A, EUG (graviditeit, pariteit, abortus, extra-uteriene graviditeit):

vóór 1ste MBV-consultatie G’, P’, A’, EUG’: vanaf 1ste MBV-consult, niet met behulp van verse IVF/ICSI-cycli

(spontaan, IUI, ontdooide IVF- of ICSI-cycli)

G’’, P’’, A’’, EUG’’: vanaf 1ste MBV-consult, met behulp van verse IVF/ICSI-cycli

Datum karyotype analyse

Karyotype vrouwelijke partner

Karyotype mannelijke partner

Berekend in SPSS:

Leeftijd van de vrouw op moment van karyotype analyse

Duur infertiliteit bij start van de behandeling (in jaren) op basis van jaartal kinderwens

Indien een karyotype afwijking werd vastgesteld, werden ook volgende variabelen berekend en opgezocht:

Complete obstetrische voorgeschiedenis

Opvolgingsduur in maanden

Behandeling na vaststellen afwijking

Resultaat van deze behandeling

21


2.4 Karyotype analyse

De karyotype analyses werden uitgevoerd in het Centrum voor Medische Genetica van het Universitair Ziekenhuis Gent. Deze procedure moet aan strikte kwaliteitseisen voldoen, daarom gebeurt bij elke stap een specifieke kwaliteitscontrole (Vantieghem et al., Kwaliteitshandboek, Centrum Medische Genetica, UZ Gent, 2007). Een staal perifeer veneus bloed van minstens 1 ml wordt gedurende 48 tot 72 uur bij 37°C geïncubeerd in een medium met phytohemagglutinine, dat een mitogene werking heeft op de T-lymfocyten. Door toevoeging van methotrexaat wordt de celcyclus geblokkeerd in de Sfase. Via het toevoegen van thymidine wordt methotrexaat weggewassen en starten de cellen simultaan de G2- en delingsfase. Na de welbepaalde kweektijd van 68 of 92 uur wordt colcemid toegevoegd, dat de vorming van de spoelfiguur verhindert, waardoor de cellen in de metafase blijven. De cellen worden dan met een hypotone oplossing behandeld, waardoor ze zwellen en een betere spreiding mogelijk is. Vervolgens worden de chromosomen in een aantal stappen gefixeerd om zo een chromosoomsuspensie te bekomen. De celsuspensies verkregen uit de lymfocytenkweken worden op objectglaasjes aangebracht. Na aanraking met het objectglaasje verspreidt de vloeistof zich over het hele oppervlak en de cellen hechten zich aan het glaasje. Door het gecontroleerd indrogen zullen chromosomen zich kunnen spreiden. Bij Giemsa-banding worden de preparaten eerst verouderd op 90-100°C en behandeld met zoutzuur (HCl), sodium-saline-citraat (SSC) en trypsine. Daarna worden de chromosomen aangekleurd door middel van een Giemsa-kleuring. De resolutie van het bandenpatroon die men nastreeft bedraagt 400-550 banden. Per patiënt worden minimaal 20 metafasen onderzocht. Bij vermoeden van mozaïcisme wordt een extra aantal metafasen onderzocht. Na G-banding is het mogelijk om de 24 verschillende chromosomen individueel te herkennen. Door het tellen van de chromosomen kunnen numerieke afwijkingen vastgesteld worden. Door de homologe chromosomen afzonderlijk te bekijken, met elkaar te vergelijken en het bandenpatroon

volgens

het

ISCN (International

System

for

Human

Cytogenetic

Nomenclature) volledig te analyseren, kunnen structurele afwijkingen opgespoord worden. Verschillende normaalvarianten in bepaalde chromosoomregio’s komen voor in de populatie. Deze worden niet vermeld in het resultaat van de afgewerkte analyse. Enkele voorbeelden hiervan zijn: hyperchromatische chromosomen, pericentrische inversies van chromosoom 9 en 22


satellietchromosomen. Daarnaast worden ook laaggradige mozaïcismen met een afwijkende cellijn in minder dan 5 à 10% van de onderzochte metafasen beschouwd als insignificant en niet vermeld in het rapport. Hetzelfde geldt voor sporadisch voorkomende breuken: het gaat hier waarschijnlijk om een in-vitro artefact. Enkel herhaald voorkomende breuken worden na overleg vermeld in het resultaat. Bij het vinden van een afwijkend resultaat wordt dit bevestigd met behulp van FISH. Bij FISH-onderzoek (fluorescente in situ hybridisatie) maakt men gebruik van DNA-probes die specifiek zijn voor een individueel chromosoom, een chromosomale regio of een gen. Hiermee kan men specifieke chromosomale herschikkingen identificeren. Ook de aanwezigheid van een abnormaal aantal chromosomen kan snel gediagnosticeerd worden. (Vantieghem et al., Kwaliteitshandboek, Centrum Medische Genetica, UZ Gent, 2007)

3 Controlepopulaties 3.1 Algemene populatie

Aangezien geen gegevens over chromosomale abnormaliteiten in een algemene volwassen populatie ter beschikking zijn, worden cijfers van een ongeselecteerde pasgeboren populatie gebruikt. Nielsen en Wohlert (1991) stellen in hun 13 jaar durende studie een incidentie van 295 afwijkingen vast bij 34910 pasgeborenen (0,85%). 3.2 Infertiele controlepopulaties

De incidentie van karyotype afwijkingen bij de patiënten met herhaald implantatiefalen wordt eveneens vergeleken met de incidenties bij verschillende infertiele controlepopulaties uit de literatuur, waar karyotype analyse op verschillende tijdstippen in de fertiliteitsbehandeling werd uitgevoerd. (Bijlage 2 toont een weergave van de controlepopulaties op een tijdslijn) De infertiele controlegroepen werden uitgekozen op basis van inclusiecriteria en methoden, om waardevolle vergelijkingen uit te kunnen voeren. Alle controlepopulaties bestaan grotendeels uit Kaukasische patiënten. Ten eerste wordt de populatie van het UZ Gent vergeleken met populaties waar de karyotypering plaatsvond bij de totale groep patiënten aan de start van de IVF/ICSIbehandelingen.

23


Het onderzoek van Clementini et al. (2005) wordt beschouwd als de beste keuze. Hier werden alle 2078 koppels kandidaat voor IVF/ICSI (IUI-behandelingen werden niet opgenomen in de resultaten) gescreend op karyotype abnormaliteiten. Gonosomale mixoploïdieën, waarbij minder dan 8% van de cellen een afwijkende chromosomenset vertoonden, worden door Clementini et al. (2005) als laaggradig beschouwd en niet opgenomen in de incidentie van karyotype afwijkingen. Dit is zeer vergelijkbaar met de drempel voor mozaïcismen van 5 à 10% in huidige studie. Daarnaast wordt een vergelijking uitgevoerd met de studiepopulatie van Papanikolaou et al. (2005), waarbij 1206 vrouwen met regulaire menstruele cycli (21-35 dagen) die kandidaat waren voor een fertiliteitsbehandeling, gescreend werden. Laaggradige mozaïcismen worden ook hier niet geïncludeerd in de vergelijking. Ten tweede worden de subfertiele patiënten van het UZ Gent, met minstens 3 gefaalde pogingen, vergeleken met de populatie van Stern et al. (1999) die een gelijkaardige indicatie tot karyotype analyse vertoont: deze vond plaats bij alle koppels met minstens 10 embryotransfers waaruit geen klinisch merkbare zwangerschap werd bekomen. Stern et al. (1999) geven geen informatie omtrent de drempel voor inclusie van gonosomale mozaïcismen. Hiermee kan bijgevolg geen rekening gehouden worden bij de vergelijking. Ten derde wordt een vergelijking uitgevoerd met een populatie

met ‘high-order’

implantatiefalen (Raziel et al., 2002). Deze populatie omvat 65 vrouwen die minstens 6 gefaalde

IVF-pogingen

en

minstens

15

embryotransfers

achter

de rug hebben.

Hyperchromatische chromosomen, satellietchromosomen en laaggradige mozaïcismen < 10% worden geëxcludeerd uit de incidenties om een vergelijking uit te voeren.

4 Statistische testen De eigenschappen van de studiepopulatie worden uitgedrukt in gemiddelden ± standaarddeviatie indien het gaat om kwantitatieve variabelen. Kwalitatieve variabelen worden uitgedrukt in percentages. De Fisher’s Exact Test voor 2x2 contingentietabellen wordt gebruikt om het verschil in proporties te evalueren. Bij een p-waarde ≤ 0,05 wordt het verschil als

significant

beschouwd.

De

testen

worden

uitgevoerd

met

het

statistisch

verwerkingsprogramma SPSS.16. 24


Resultaten 1 Eigenschappen van de studiepopulatie De studiepopulatie omvat 328 koppels met herhaald implantatiefalen, waarbij voordien nog geen karyotype analyse werd uitgevoerd omwille van een andere reden. De gemiddelde leeftijd van de vrouwen op het moment van karyotype analyse was 33,1 ± 3,8 jaar, terwijl de gemiddelde duur van infertiliteit op dit moment 5,0 ± 2,4 jaar bedroeg. Op vlak van etniciteit bestaat de studiepopulatie grotendeels uit Kaukasische mannen en vrouwen (94,5% versus 4,3% Arabisch en 1,2% Aziatisch). Er werd een gemiddeld aantal verse cycli van 5,5 ± 2,1 uitgevoerd, waarvan gemiddeld 5,0 ± 1,9 cycli mislukten. Een gemiddeld aantal embryo’s van 10,2 ± 5,5 werd getransfereerd. De beoordeling van de embryo’s gebeurde op basis van hun morfologische karakteristieken: 59,4% van de embryo’s hadden een goede kwaliteit; 38,1% een matige kwaliteit en 2,6% een slechte kwaliteit. Het grootste deel van de vrouwen (83,2%; 258/310) meldde zich met primaire infertiliteit. Onder de vrouwen met secundaire infertiliteit (16,8%; 52/310) waren er 8 die reeds een partus hadden volbracht aan de start van de IVF/ICSI-behandeling, de 44 anderen hadden enkel miskramen in de voorgeschiedenis. Bij 19,6% van de koppels speelt een factor bij beide partners een rol in de indicatie voor de vruchtbaarheidsbehandeling; 44,5 % heeft een mannelijke indicatie; 21,8% een vrouwelijke en bij 14,2% is de subfertiliteit nog onverklaard. (Tabel 2a en 2b)

Tabel 2a: Eigenschappen van de studiepopulatie N

minimum

maximum

gemiddelde

std. deviatie

95% BI

328

24

43

33,1

3,8

[32,6;33,5]

305

1

17

5,0

2,4

[4,7; 5,3]

totaal aantal verse cycli

328

3

16

5,5

2,1

[5,3; 5,8]

aantal mislukte verse cycli

326

3

15

5,0

1,9

[4,8; 5,2]

aantal getransfereerde embryo's

302

3

50

10,2

5,5

[9,6; 10,9]

leeftijd op moment van uitvoeren RIF-batterij duur van de infertiliteit uitgedrukt in jaren

25


Tabel 2b: Eigenschappen van de studiepopulatie fertiliteit

primaire infertiliteit: 83,2%

secundaire infertiliteit: 16,7%

etniciteit

Kaukasisch: 94,5%

Arabisch: 4,3%

Aziatisch: 1,2%

embryo's

slecht: 2,6%

matig: 38,1%

goed: 59,4%

indicatie

beide: 19,6%

man: 44,5%

vrouw: 21,8%

onverklaard:14,2%

spermakwaliteit

normaal: 36%

abnormaal: 56,7%

azoöspermie obstructief: 5,1%

azoöspermie nietobstructief: 2,2%

2 Incidentie en aard van karyotype afwijkingen in de studiepopulatie In de bestudeerde populatie van 615 patiënten, worden 13 afwijkingen vastgesteld. Dit geeft een incidentie van 2,11% per patiënt. Het betreft hier 8 afwijkingen in de vrouwelijke populatie (2,52%) en 5 afwijkingen bij de mannen (1,68%). Tabel 3a toont de karyotype afwijkingen bij de 317 bestudeerde vrouwen met herhaald implantatiefalen van het UZ Gent. Er worden 6 autosomale chromosoomafwijkingen (1,89%) gevonden: 5 reciproke translocaties en 1 inversie van chromosoom 3. Twee sex-chromosoom afwijkingen worden vastgesteld, waaronder een deletie van het distaal uiteinde van de lange arm van het X-chromosoom en een gonosomaal mozaïcisme. Dit maakt een incidentie van 0,63% gonosomale afwijkingen. Tabel 3b toont de karyotype afwijkingen bij de bestudeerde mannen met herhaald implantatiefalen van het UZ Gent. In een populatie van 298 mannen ziet men een totaal van 4 autosomale chromosoomafwijkingen (1,34%) waaronder 2 reciproke translocaties, 1 inversie van chromosoom 16 en 1 mozaïcisme met een markerchromosoom. Eén sex-chromosoom afwijking (0,34%) wordt gevonden: het betreft een mozaïcisme voor het XYY-karyotype. Bij 287 koppels werd bij beide partners een karyotype analyse uitgevoerd (bij de andere koppels gebeurde karyotype analyse slechts bij één van beide partners). In deze groep worden 11 afwijkingen vastgesteld. De incidentie van karyotype afwijkingen per koppel bedraagt in huidige studie aldus 3,83%. Binnen één koppel wordt nooit bij meer dan één partner een karyotype afwijking teruggevonden.

26


Tabel 3a: Karyotype afwijkingen bij de vrouwen karyotype afwijkingen vrouwen aantal normaal abnormaal autosomale afwijkingen reciproke translocaties (5) 46,XX t(2;4)(q11;q25)

inversie (1)

percentage 309 8 6

97,48% 2,52% 1,89%

1

0,32%

46,XX,t(3;4)(q13.2;q21)

1

0,32%

46,XX,t(17;19)(q25;q13.1)

1

0,32%

46,XX,t(1;17)(q21.2;p11)

1

0,32%

46,XX,t(6;11)(q21.1;q22)

1

0,32%

46,XX, inv(3)(p13,q25) sex-chromosoom afwijkingen 46,X(delXq27) mos 45,X[10]/47,XXX[6]/ 46,XX[84] Totaal

1

0,32% 2

0,63%

1

0,32%

1

0,32% 317

100,00%

Tabel 3b: Karyotype afwijkingen bij de mannen karyotype afwijkingen mannen normaal abnormaal autosomale afwijkingen reciproke translocaties (2) 46,XY,t(3;4)(q29;q23) 46,XY, t(8;19)(q23;q13.3) 46XY, inv(16) inversie (1)

aantal

1 1 1

percentage 98,32% 1,68% 1,34% 0,34% 0,34% 0,34%

markerchromosoom (1)

1

0,34%

mos 47,XY,+m[4]/46,XY[54] sex-chromosoom afwijkingen mos 47, XYY[5]/46,XY[25] Totaal

293 5 4

1 1

0,34% 0,34%

298

100,00%

(Bijlage 3: verduidelijking van de nomenclatuur)

27


3 Vergelijking met de algemene populatie en andere infertiele controlepopulaties 3.1 Vergelijking

van de

incidentie en aard van karyotype afwijkingen met de algemene

populatie

Nielsen en Wohlert (1991) stellen in hun 13 jaar durende studie een incidentie van 295 afwijkingen vast bij 34910 ongeselecteerde pasgeborenen (0,85%). Een significant verschil in incidentie met de totale studiepopulatie van het UZ Gent (2,11%; 13/615) kan aangetoond worden. In deze algemene controlepopulatie dragen, volgens berekeningen, 133 van de 17038 meisjes en 162 van de 17872 jongens een karyotype afwijking. Dit geeft een incidentie van chromosomale afwijkingen van 0,78 % in een populatie pasgeboren meisjes en 0,91% bij een populatie pasgeboren jongens. Enkel in de vrouwelijke groep kan een significant hogere incidentie karyotype aberraties aangetoond worden in de subfertiele populatie van het UZ Gent (2,52%). Bij de subfertiele mannen van het UZ Gent gaat het eveneens om een duidelijk gestegen incidentie van karyotype afwijkingen (1,68%), hier kan echter geen significant verschil aangetoond worden. (Tabel 4) De incidentie van autosomale afwijkingen in een algemene populatie pasgeborenen bedraagt 0,61%; zowel bij jongens als bij de meisjes. Opnieuw kan een significant verhoogde incidentie vastgesteld worden in de totale populatie met herhaald implantatiefalen van het UZ Gent (1,63%) en in de vrouwelijke studiepopulatie met herhaald implantatiefalen. Bij de mannen met herhaald implantatiefalen kan opnieuw een duidelijk gestegen incidentie vastgesteld worden, doch, dit verschil is niet significant. Bij de vrouwen uit huidige studie worden deze afwijkingen 3 keer meer vastgesteld (1,89%; 6/317) en in de mannelijke populatie stelt men een verdubbelde incidentie vast (1,34%; 4/298). Ook gonosomale afwijkingen zijn frequenter, doch niet significant verhoogd, in de onderzochte subfertiele populatie. Incidenties van 0,18% en 0,30% worden vastgesteld in respectievelijk een algemene vrouwelijke en mannelijke pasgeboren populatie. Hieruit wordt een drievoudige stijging in de vrouwelijke subfertiele populatie (0,63%; 2/317) geconstateerd. Bij de onderzochte subfertiele mannen is de incidentie (0,34%; 1/298) sterk gelijkend op die bij de pasgeboren populatie jongens.

28


Tabel 4: Incidentie van karyotype afwijkingen bij de populatie met herhaald implantatiefalen van het UZ Gent vergeleken met een algemene pasgeboren populatie UZ Gent UZ Gent mannen + mannen vrouwen

UZ Gent vrouwen

Alg. populatie pasgeborenen

pasgeboren jongens

pasgeboren meisjes

gonosomale afwijkingen

0,49 (3/615)

0,34 (1/298)

0,63 (2/317)

0,24 (82/34910) NS

0,30 (53/17872) NS

0,18 (29/17038) NS

autosomale afwijkingen

1,63 (10/615)

1,34 (4/298)

1,89 (6/317)

0,61 (213/34910) S

0,61 (109/17872) NS

0,61 (104/17038) S

alle afwijkingen

2,11 (13/615)

1, 68 (5/298)

2,52 (8/317)

0,85 (295/34910) S

0,91 (162/17872) NS

0,78 (133/17038) S

De incidenties worden uitgedrukt in percentages. S: Het verschil met de incidentie van karyotype afwijkingen bij de patiënten van het UZ Gent is significant; p ≤ 0,05 NS: Het verschil met de incidentie van karyotype afwijkingen bij de patiënten van het UZ Gent is niet significant; p > 0,05 3.2 Vergelijking van de incidentie en aard van karyotype afwijkingen met andere infertiele controlepopulaties

(Bijlage 2 toont een weergave van de controlepopulaties op een tijdslijn) In de studie van Clementini et al. (2005) worden 82 afwijkingen vastgesteld in een populatie van 4156 patiënten kandidaat voor IVF/ICSI-behandeling. Dit geeft een incidentie van karyotype aberraties van 1,97%. Men merkt aldus een hogere incidentie van 2,11% afwijkingen in huidige studiepopulatie met herhaald implantatiefalen (13/615). In de vrouwelijke subpopulaties worden de grootste verschillen genoteerd: de incidenties bedragen hier 1,92% (40/2078) en 2,52% (8/317) respectievelijk bij Clementini et al. (2005) en in huidige studiepopulatie. Bij de mannen wordt een omgekeerd fenomeen waargenomen: Clementini et al. (2005) stellen hier een incidentie van 2,02% vast (42/2078) tegenover 1,68% (5/298) bij de mannen met herhaald implantatiefalen uit huidige studie. Bij Clementini et al. 2005 gaat het om een groter aantal gonosomale afwijkingen: 30 van de 82 afwijkingen (36,6%) ten opzichte van 3 van de 13 afwijkingen (28,1%) in huidige studie. Er worden geen significante verschillen aangetoond tussen beide studies. (Tabel 5a) 29


Bij de 1206 bestudeerde normo-ovulatoire vrouwen van Papanikolaou et al. (2005) worden 7 karyotype afwijkingen vastgesteld, de incidentie bedraagt 0,58% (7/1206). Er kan een significant verhoogde incidentie van karyotype afwijkingen worden aangetoond bij de vrouwen van het UZ Gent (2,52%; 8/317). Het verschil tussen de incidenties van autosomale afwijkingen is iets groter dan dit bij de gonosomale afwijkingen. (Tabel 5b) De totale incidentie van afwijkingen in de populatie van Stern et al. (1999) bedraagt 2,53% (13/514). Dit is sterk vergelijkbaar met de incidenties bekomen in huidige studiegroep (2,11%; 13/615). In beide studies wordt de grootste groep afwijkingen vertegenwoordigd door de autosomale afwijkingen. De incidentie van gonosomale afwijkingen ligt iets hoger in de studie van Stern et al. (1999). (Tabel 5b) Na exclusie van hyperchromatische chromosomen, satellietchromosomen en laaggradige mozaïcismen worden in een populatie met ‘high-order’ implantatiefalen (Raziel et al., 2002) 7 karyotype afwijkingen vastgesteld bij 65 onderzochte vrouwen (10,77%). Dit geeft een significant verschil met de populatie vrouwen van het UZ Gent (2,52%; 8/317) die slechts 3 gefaalde IVF/ICSI-pogingen ondergingen. Raziel et al. (2002) stellen 6 autosomale en 1 gonosomale afwijking vast. Bij de vrouwen van het UZ Gent worden respectievelijk 6 en 2 afwijkingen gevonden. In beide studies vertegenwoordigen de autosomale afwijkingen de grootste groep. (Tabel 5b)

Tabel 5a: Incidentie van karyotype afwijkingen bij de populatie met herhaald implantatiefalen van het UZ Gent vergeleken met de studiepopulatie van Clementini et al. (2005) UZ Gent mannen + vrouwen

UZ Gent mannen

UZ Gent vrouwen


0,49 (3/615)

0,34 (1/298)

0,63 (2/317)


1,63 (10/615)

1,34 (4/298)

1,89 (6/317)

andere afwijkingen

0

0

0

alle afwijkingen

2,11 (13/615)

1,68 (5/298)

2,52 (8/317)

Clementini mannen + vrouwen

Clementini mannen

Clementini vrouwen

0,72 (30/4156) NS 1,20 (50/4156) NS 0,05 (2/4156)1

0,63 (13/2078) NS 1,35 (28/2078) NS 0,05 (1/2078)1

0,82 (17/2078) NS 1,06 (22/2078) NS

1,97 (82/4156) NS

2,02 (42/2078) NS

0,05 (1/2078) 1 1,92 (40/2078) NS 30


Tabel 5b: Incidentie van karyotype afwijkingen bij de populatie met herhaald implantatiefalen van het UZ Gent vergeleken met de studiepopulatie van Papanikolaou et al. (2005), Stern et al. (1999) en Raziel et al. (2002) UZ Gent mannen + vrouwen

UZ Gent vrouwen

Papanikolaou vrouwen


0,49 (3/615)

0,63 (2/317)

0,17 (2/1206) NS

0,97 (5/514) NS

1,54 (1/65) 2 NS


1,63 (10/615)

1,89 (6/317)

0,41 (5/1206) S

autosomale translocaties4 1,36 (7/514)

9,23 (6/65)3 S

andere afwijkingen

0

0

0

0,19 (1/514)

0

alle afwijkingen

2,11 (13/615)

2,52 (8/317)

0,58 (7/1206) S

2,53 (13/514) NS

10,77 (7/65) S

Stern mannen + Raziel vrouwen vrouwen

Legende tabel 5a en 5b: De incidenties worden uitgedrukt in percentages. 1= der 21 t(21;Y), der X t(1;X) 2= exclusie van 2 laaggradige gonosomale mozaïcismen 3= exclusie van 1 laaggradig mozaïcisme voor een reciproke translocatie 4= Stern et al. (1999) vermeldt enkel de incidentie van autosomale translocaties. De incidentie van autosomale afwijkingen in het totaal wordt niet vermeld.

4 Kostenanalyse van karyotypering We vergelijken de kosten volgens 2 verschillende strategieën. (Figuur 4) In de eerste strategie wordt er van uitgegaan dat een karyotype analyse wordt uitgevoerd bij alle koppels kandidaat voor IVF/ICSI-behandeling. Dit wordt in verscheidene artikels aangeraden (Clementini et al., 2005). Men neemt 100 koppels, bij beide partners wordt een karyotype analyse uitgevoerd. De kost van één karyotype analyse bedraagt ongeveer 300€. De totale kost komt op (200 x 300€ =) 60.000€.

31


In de tweede strategie wordt gesteld dat een karyotype analyse verricht wordt aan het begin van de IVF/ICSI-behandeling bij mannen met niet-obstructieve azoöspermie of ernstige OAT. Daarnaast bestaan ook andere indicaties om reeds op een voortijdig tijdstip een karyotype analyse uit te voeren (bijvoorbeeld primair ovarieel falen; cfr. supra). Het grootste deel van deze patiënten komt echter meestal niet in aanmerking voor IVF/ICSI-behandeling en zullen bijgevolg ook niet tot de populatie patiënten van de 1ste strategie behoren. Aangezien vooral de mannen die gescreend worden aan het begin van de IVF/ICSI-behandeling omwille van afwijkende spermakwaliteit, uiteindelijk zullen starten met IVF/ICSI-behandeling, wordt enkel deze groep geïncludeerd in de kostenberekening. Bij de overige koppels wordt dit onderzoek pas uitgevoerd na 3 gefaalde IVF/ICSI-pogingen. Dit is de methode die in gebruik is in het UZ Gent. Ongeveer 10,5% van het totaal aantal mannen dat start met een IVF/ICSI-behandeling lijdt aan niet-obstructieve azoöspermie of ernstige OAT (geschat uit Clementini et al., 2005). Bij deze mannen gebeurt een karyotype analyse voorafgaand aan IVF/ICSI-behandeling. Dit komt neer op een kost van (10,5 × 300€=) 3.150€. Een gemiddelde van 20% van de koppels die IVF/ICSI-behandelingen ondergaan, zullen uiteindelijk 3 verse gefaalde opeenvolgende cycli doormaken. In deze groep zal karyotypering plaatsvinden, het gaat hier om een kost van (40 x 300€ =) 12.000€. Ook is er nog de extra kost van de IVF/ICSI-cycli bij 2,52% van de vrouwen en 1,68% van de mannen, waar een afwijking werd vastgesteld: deze cycli hadden kunnen vermeden worden door karyotypering op een vroeger tijdstip. De kosten hiervan zullen ((2,52% +1,68%) x 20 x 3 x 4000€ =) 10.080€ bedragen. De totale kost volgens deze strategie komt dus neer op 25.230€. Fig. 4: Vergelijking van de kosten van de 2 verschillende strategieën 1/ Karyotype analyse aan de start van IVF/ICSI bij alle koppels: 200 × 300€ (kost van 1 karyotype analyse) = 60.000 € 2/ Karyotype analyse

voorafgaand aan IVF/ICSI bij mannen met niet-obstructieve azoöspermie en ernstige OAT = 10,5 × 300€ = 3.150€

na 3 gefaalde pogingen bij de overige koppels: 40 × 300€ (=12.000€) + 0,84 × 3 × 4000€ (gemiddelde kostprijs van 1 IVF/ICSI-cyclus) (=10.080€) = 22.080€

Totaal = 3.150€ + 22.080€ = 25.230 €

32


5 Verband tussen chromosomale abnormaliteiten en andere variabelen

Tabel 6: Incidentie van chromosomale afwijkingen binnen verschillende subgroepen Chromosomale abnormaliteiten bij de man

spermakwaliteit

indicatie

embryokwaliteit

normaal

abnormaal

totaal

normale spermakwaliteit

107

2

109

abnormale spermakwaliteit

160

0

160

obstructieve azoöspermie

10

2

12

niet-obstructieve azoöspermie

7

0

7

beide partners

60

0

60

mannelijke factor

118

4

122

vrouwelijke factor

65

0

65

onverklaard

42

1

43

slecht

7

1

8

matig

108

1

109

goed

160

3

163

Chromosomale abnormaliteiten bij de vrouw

infertiliteit

indicatie

embryokwaliteit

normaal

abnormaal

totaal

Primaire infertiliteit

254

4

258

Secundaire infertiliteit, P=0

40

4

44

Secundaire infertiliteit, P>0

8

0

8

beide partners

58

2

60

mannelijke factor

136

0

136

vrouwelijke factor

63

4

67

onverklaard

44

1

45

slecht

5

0

5

matig

111

3

114

goed

176

4

180

33


5.1 Verband tussen spermakwaliteit en chromosomale abnormaliteiten bij de man

Via de Fisher’s Exact Test kan een significant verband vastgesteld worden tussen de spermakwaliteit en chromosomale abnormaliteiten bij de man. Bij 288 mannen is de spermakwaliteit gekend, deze groep bevat 4 karyotype afwijkingen (1,39%). Zowel in de groep met normale spermakwaliteit (109) als bij de mannen met obstructieve azoöspermie (12) worden twee afwijkingen gevonden (respectievelijk een incidentie van 1,83% en 16,67%) (Tabel 6). Nuancering en verduidelijking van deze vaststelling is nodig (cfr. discussie infra). Bij één van de mannen met afwijkend karyotype ontbrak informatie over de spermakwaliteit, deze kon dus niet opgenomen worden in deze test.

5.2 Verband tussen primaire versus secundaire infertiliteit en chromosomale abnormaliteiten bij de vrouw

Het aantal vrouwen met primaire infertiliteit aan de start van de MBV-behandelingen bedraagt 258 op een populatie van 310 patiënten (83,2%). In deze groep bevinden zich 4 van de 8 afwijkende vrouwelijke karyotypes. De 52 vrouwen met secundaire infertiliteit aan de start van de MBV-behandelingen, worden verder onderverdeeld in subpopulaties die al dan niet een partus hebben meegemaakt (G>0,P0 versus G>0,P>0). Het aantal secundair infertiele vrouwen met P0 en een voorgeschiedenis van miskraam bedraagt 44 (14,2%), ook in deze subpopulatie worden 4 afwijkingen vastgesteld. De incidentie ligt hier dus een pak hoger dan bij de vrouwen met primaire infertiliteit (4/44 of 9,09% ten opzichte van 4/258 of 1,55%), dit blijkt een significant verschil te geven. In de groep van secundair infertiele vrouwen, die reeds een partus doormaakten, worden geen afwijkingen gevonden. Het betreft hier een kleine groep met slechts 8 patiënten. (Tabel 6)

5.3

Verband

tussen

de

indicatie

tot

vruchtbaarheidsbehandeling

en

chromosomale

abnormaliteiten bij de vrouw

De

Fisher’s

Exact

Test

toont

een

significant

verband

tussen

indicatie

tot

vruchtbaarheidsbehandeling en chromosomale aberraties aan. Bij de vrouwen worden 4 afwijkingen (5,97%) vastgesteld in de subpopulatie met een vrouwelijke indicatie tot vruchtbaarheidsbehandeling (67 patiënten). Twee afwijkingen (3,33%) bevinden zich in de groep waar een factor bij beide partners een rol speelt (60 patiënten) en 1 afwijking (2,22%) situeert zich in de groep met onverklaarde infertiliteit (45 patiënten). In de subpopulatie met 34


mannelijke indicatie worden geen afwijkende vrouwelijke karyotypes vastgesteld, het gaat hier nochtans om een vrij grote groep met 136 patiënten. Bij één vrouw met afwijkend karyotype is geen informatie omtrent de indicatie gekend, zij is bijgevolg niet opgenomen in deze test. (Tabel 6)

5.4 Verband tussen indicatie tot vruchtbaarheidsbehandeling en chromosomale abnormaliteiten bij de man

Gelijkaardige resultaten worden waargenomen in de mannelijke populatie. Vier mannen met afwijkend karyotype (3,28%) behoren tot de subgroep met mannelijke indicatie tot vruchtbaarheidsbehandeling (122 patiënten). In de groep met onverklaarde infertiliteit (43 patiënten) wordt 1 afwijking (2,33%) vastgesteld. De subgroepen met vrouwelijke (65 patiënten) of gemengde indicatie (43 patiënten) bevatten geen mannen met aberrante karyotypes. (Tabel 6) Via de Fisher’s Exact Test kan geen significant verband aangetoond worden.

5.5 Verband tussen embryokwaliteit en chromosomale abnormaliteiten bij man en vrouw

In geen van beide geslachten kan een verband tussen embryokwaliteit en chromosomale abnormaliteiten worden aangetoond. In de groep mannen blijken de groepen met slechte, matige en goede embryokwaliteit respectievelijk 1/8, 1/109 en 3/163 mannen met een afwijkend karyotype te bevatten. Bij de vrouwen is het voorkomen van afwijkingen in deze groepen respectievelijk 0/5, 3/114 en 4/180. (Tabel 6)

6 Behandeling na vaststelling karyotype afwijking en outcome Zoals reeds besproken werd, kan de fertiliteitsbehandeling na vaststelling van een karyotype afwijking op verschillende manieren worden voortgezet. De koppels waarbij een karyotype afwijking aanwezig was, werden nog verder gevolgd tot oktober 2008. De opvolgingsduur van de verschillende koppels is sterk uiteenlopend en varieert van 5 tot 67 maanden. Tabellen 7a en 7b geven de opvolgingsduur, de obstetrische voorgeschiedenis en de behandeling na karyotype analyse bij de verschillende patiënten met een karyotype afwijking weer.

35


Tabel 7a: Obstetrische voorgeschiedenis en behandeling na karyotype analyse bij vrouwen met een karyotype afwijking. leeftijd

karyotype vrouw

Duur opvolging in mnd

oorzaak infertiliteit

obstetrische voorgeschiedenis G1 A1: spontaan

37

46,XX, t(2;4)(q11;q25)

35

onverklaard

35

46,XX,t(6;11)(q21,1;q22)

64

vrouw

38

46,XX,t(17;19)(q25;q13,1)

35

vrouw

behandelingen na vaststellen afwijking

G2 P0 A2: spontaan en via IVF G2 P1 A1: A spontaan, P via IVF

outcome

1 PGD, 2 ICSI, eiceldonatie

G1A1 (spontaan), G1P1 (na eiceldonatie)

3 PGD

niet zwanger

stop 2 PGD, 1 ICSI zonder PGD, 1 eiceldonatie

zwanger na eiceldonatie: tweeling => nu G4P2A1

30

46,XX,t(3;4)(q13,2;q21)

56

vrouw

G2 P1 A1: A via IVF/ICSI, P via cryo

32

46,XX, t(1;17)(q21.2;p11)

22

vrouw en man

G0

2 eiceldonatie

niet zwanger

30

46XX, inv(3)(p13;q25) pericentrisch

17

?

G1 P1: via ICSI

1 PGD

niet zwanger

33

46,X(delXq27)

38

vrouw

G1 P0 A1: spontaan

stop

36

mos 45,X[10]/47,XXX[6]/ 46,XX[84]

40

vrouw en man

G0

2 ICSI, 2 cryo, geen PGD

niet zwanger

Tabel 7b: Obstetrische voorgeschiedenis en behandeling na karyotype analyse bij mannen met een karyotype afwijking. karyotype man

Duur opvolging in mnd

spermakwaliteit

oorzaak infertiliteit

46,XY,t(8;19)(q23;q13,3)

5

no

onverklaard

obstetrische behandelingen voorgeschiedenis na vaststellen afwijking

outcome

G4 P2 A1: via IVF

stop zwanger na poging donorsperma

46,XY,t(3;4)(q29;q23)

28

no

man

G0

6 PGD (2cryo, 4 vers), 1 donorsperma

46XY,inv(16) paracentrisch

22

?

man

G0P0

2PGD

niet zwanger

47,XYY[5]/46,XY[25]

24

azoö obstr

man: gefaalde refertilisatie

G0P0 (2 kinderen in vorige relatie)

2ICSI

G1Ab1

mos 47,XY,+m[4]/ 46,XY[54]

67

azoö obstr

man: CBAVD

G0

1 eiceldonatie, daarna stop

niet zwanger

Legende tabel 7a en 7b: G= graviditeit, P= pariteit, A= spontaan miskraam, CBAVD= congenitale bilaterale agenesie van het vas deferens, azoö= azoöspermie, obstr= obstructief, cryo= cryocyclus: cyclus met implantatie van een ontdooid embryo, stop= stopzetten van de behandelingen na vaststelling van een karyotype afwijking

36


De meest voorkomende behandeling, na vaststellen van een karyotype aberratie bij één van beide partners, is het uitvoeren van pre-implantatie genetische diagnostiek (PGD). In deze studie startten 6 van de 13 koppels met PGD na vaststellen van een chromosomale abnormaliteit bij een van de partners. Hier vond geen zwangerschap plaats. Vier koppels uit huidige studiepopulatie maakten gebruik van eiceldonatie. Twee koppels deden hier onmiddellijk na de vaststelling van de karyotype afwijking een beroep op. De andere koppels doorliepen eerst enkele IVF/ICSI-cycli, al dan niet gepaard gaand met PGD, en kozen pas dan voor de mogelijkheid van eicelacceptatie. Bij 2 koppels verliep deze behandeling succesvol en vond partus plaats. Eén koppel deed, na het falen van verscheidene IVF/ICSI-behandelingen in combinatie met PGD, een beroep op spermadonatie. Zwangerschap vond hier plaats. Deze zwangerschap was nog niet ten einde bij het aflopen van het onderzoekswerk. Vier koppels uit huidige studiepopulatie ondernamen verdere IVF/ICSI-behandelingen zonder PGD. Hiervan raakte 1 koppel zwanger, dit mondde uit in abortus. Ook werd bij 1 koppel een spontane zwangerschap en abortus vastgesteld. Drie koppels zetten de MBV-behandelingen onmiddellijk stop na het vernemen van de aanwezigheid van een karyotype afwijking bij een van beide partners. Van de 10 koppels die verdere pogingen ondernamen, werden er in het totaal 4 zwanger. Bij 2 hiervan vond partus plaats.

37


Discussie 1 Wat is de incidentie en aard van karyotype afwijkingen bij patiënten met herhaald implantatiefalen? In de volgende paragrafen worden de incidenties van de verschillende soorten karyotype afwijkingen in huidige studiepopulatie, met minimaal 3 gefaalde IVF/ICSI-pogingen, besproken. Deze incidenties worden vergeleken met de incidenties in een algemene populatie en verscheidene infertiele populaties. Ook wordt hun belang in infertiliteit geëvalueerd.

Fig. 5a: autosomale reciproke translocaties inversies 5/8

3/4

1/8 1/4

1/8

1/8

van de verschillende soorten afwijkingen

gonosomaal mozaïcisme

vrouwen met herhaald

gonosom ale afwijkingen

implantatiefalen


het UZ Gent

autosomale reciproke translocaties inversies

4/5

mozaïcisme voor markerchromosomen 1/5 1/5 1/5

karyotype

structurele afwijkingen X

Fig.

2/5

Verdeling

5b:

bij

de

van

Verdeling

van de verschillende soorten afwijkingen

karyotype bij

de

gonosomaal mozaïcisme

mannen met herhaald

gonosom ale afwijkingen

implantatiefalen


het UZ Gent

van

1/5

Legende figuur 5a en b: linkerdeel van het taartdiagram: autosomaal versus gonosomaal; rechterdeel: onderverdeling in verschillende types

38


Bij de 317 vrouwen van het UZ Gent wordt een incidentie van 2,52% (8) karyotype afwijkingen vastgesteld (Figuur 5a). Dit is vergelijkbaar met wat in de literatuur kan teruggevonden worden voor vrouwen met herhaald implantatiefalen (2,73%; Stern et al., 1999). Bij de 298 mannen uit huidige studie wordt een incidentie van 1,68% (5) karyotype afwijkingen vastgesteld (Figuur 5b). Deze incidentie is laag in vergelijking met andere mannelijke populaties met herhaald implantatiefalen (2,26%; Stern et al., 1999). In de review van Mau-Holzmann (2005) wordt een incidentie van 13,1% bij mannen met azoöspermie, 4,3% bij mannen met oligozoöspermie, 1% bij de mannen in de IVF-groep (die grotendeels bestaat uit mannen met normale spermakwaliteit) en 4,6% in de ICSI-groep gerapporteerd. De incidentie van karyotype afwijkingen blijkt vooral verhoogd te zijn bij mannen met sterk afwijkende spermakwaliteit. De relatief lage incidentie van afwijkingen in het UZ Gent volgt hieruit: de mannen met ernstig afwijkende spermakwaliteit, waar het grootst aantal afwijkingen verwacht wordt, werden reeds op een vroeger tijdstip gescreend. Zij maken bijgevolg geen deel uit van huidige studiegroep. Deze ‘selectiebias’ speelt ook een rol in het verschil tussen de incidenties aangetroffen in de mannelijke versus de vrouwelijke populatie van het UZ Gent. Het aandeel vrouwen dat reeds om een andere reden op een vroeger tijdstip werd gescreend is minder groot. Dit verklaart het verhoogd aantal afwijkingen bij de vrouwen ten opzichte van de mannen in huidige studie (respectievelijk 2,52% en 1,68%). In de literatuur wordt bij infertiele populaties normaliter een omgekeerde verhouding teruggevonden. Zelfs in studies met een groot aantal patiënten blijft het absolute aantal vastgestelde karyotype afwijkingen relatief beperkt. Het trekken van conclusies omtrent het voorkomen van verschillende types van chromosomale abnormaliteiten tussen verscheidene infertiele populaties zou aldus misleidend kunnen zijn. Wel kan vermeld worden dat in de controlepopulaties die gebruikt werden om huidige studie mee te vergelijken, grosso modo een gelijkaardige verdeling van de verschillende soorten karyotype afwijkingen vastgesteld werd. Het zijn voornamelijk autosomale afwijkingen, met in het bijzonder reciproke translocaties, die de grootste groep vertegenwoordigen.

39


1.1 Autosomale afwijkingen

Zowel bij de mannen als bij de vrouwen met herhaald implantatiefalen uit huidige studie vormen de autosomale afwijkingen de grootste groep van karyotype aberraties, respectievelijk 75% (6/8) en 80% (4/5) van het totaal aantal afwijkingen. De incidentie van autosomale afwijkingen blijkt significant hoger te zijn in de totale populatie met herhaald implantatiefalen van het UZ Gent (1,63%; 10/615) dan in een algemene populatie (0,61%). 1.1.1 Autosomale reciproke translocaties De karyotype afwijking die het meest frequent wordt vastgesteld, zowel bij de mannen als bij de vrouwen met herhaald implantatiefalen, is de autosomale reciproke translocatie. Deze afwijking vertoont in huidige studie een incidentie van 1,58% (5/317) bij de vrouwen, 0,67% (2/298) bij de mannen en 1,14% in het totaal (7/615). Dit maakt 62,5% en 40% uit van het totaal aantal afwijkingen bij respectievelijk de vrouwen en de mannen. Verhoogde incidenties van autosomale reciproke translocaties worden ook vastgesteld bij alle infertiele koppels aan de start van IVF/ICSI-behandeling (0,58% bij de vrouwen en 0,67% bij de mannen onderzocht door Clementini et al., 2005 en 0,41% bij de normo-ovulatoire vrouwen onderzocht door Papanikolaou et al., 2005). In populaties met herhaald implantatiefalen worden eveneens verhoogde incidenties vastgesteld: 1,0% bij de vrouwen en 1,4% bij de mannen onderzocht door Stern et al. (1999). Raziel et al. (2002) stellen een incidentie van 7,69% vast bij vrouwen met ‘high-order’ implantatiefalen. Dergelijke incidenties liggen duidelijk hoger dan de incidentie in een algemene pasgeboren populatie (0,14%; Nielsen en Wohlert, 1991). De hoge incidenties bevestigen de rol van reciproke translocaties in het veroorzaken van fertiliteitsproblemen. Zoals reeds hoger beschreven, kunnen reciproke translocaties doorgegeven worden in gebalanceerde of ongebalanceerde vorm, met een gereduceerde vruchtbaarheid tot gevolg (Schreurs et al., 2000). 1.1.2 Inversies Er worden twee inversies aangetoond in de totale studiepopulatie van het UZ Gent. Bij de vrouwen gaat het om 1 pericentrische inversie, bij de mannen om 1 paracentrische inversie. Dit geeft een incidentie van 0,32% bij de vrouwen en 0,34% bij de mannen. Mau-Holzmann (2005) rapporteert een gelijkaardige incidentie van circa 0,3% bij de totale groep patiënten 40


kandidaat voor IVF/ICSI-behandeling. Deze incidenties liggen hoger dan in de algemene pasgeboren populatie, waar de incidentie 0,03% bedraagt (Nielsen en Wohlert, 1991). Meestal leiden inversies niet tot waarneembare reproductieve problemen. Door meiotische recombinanten kan ook hier een licht gestegen risico zijn op fertilisatie- en implantatiefalen na ICSI (Mau-Holzmann, 2005). 1.1.3 Markerchromosomen In huidige studie wordt bij één man een markerchromosoom vastgesteld. Dit geeft een incidentie van 0,34% bij de mannen. Het gaat om een mozaïcisme met een ESAC van ongekende oorsprong in 7% van de onderzochte cellen. Het fenotype dat gepaard gaat met markerchromosomen is zeer variabel, gaande van normaal tot ernstig afwijkend. De meeste ESAC’s die aanwezig zijn bij normale gezonde individuen zijn waarschijnlijk afkomstig van de korte armen van acrocentrische chromosomen. Dergelijke markerchromosomen zijn onschadelijk en vertonen geen waarneembaar risico voor de nakomelingen. Bij voorkomen in mozaïcismevorm is risicobeoordeling naar de nakomelingen toe moeilijk: het markerchromosoom kan in non-mozaïsche vorm overgedragen worden. Elke ESAC dient dus apart beoordeeld te worden (Mau-Holzmann, 2005). In verschillende studies blijkt de frequentie van ESAC’s bij infertiele mannen hoger dan verwacht. Bij mannen met oligozoöspermie wordt een incidentie van 0,3% vastgesteld (MauHolzmann, 2005). In een populatie pasgeborenen ligt deze incidentie veel lager (0,07%; Nielsen en Wohlert, 1991). 1.2 Gonosomale afwijkingen

Het aandeel van gonosomale afwijkingen in huidige studiepopulatie met herhaald implantatiefalen betreft 0,34% en 0,63% respectievelijk bij de mannen en vrouwen. Zij maken 20% (1/5) en 25% (2/8) uit van het totaal aantal afwijkingen. De incidentie van sexchromosoom abnormaliteiten blijkt niet significant verhoogd te zijn ten opzichte van de incidenties bij pasgeboren jongens en meisjes (respectievelijk 0,30% en 0,18%; Nielsen en Wohlert, 1991).

41


Mau-Holzmann (2005) rapporteert vooral een verhoogde frequentie van gonosomale aberraties bij mannen met een sterk afwijkende spermakwaliteit (12,2% bij mannen met azoöspermie; 1,5% bij mannen met oligozoöspermie; 2,3% bij mannen voorafgaand aan ICSI en 0,2% bij mannen voorafgaand aan IVF). De lage incidentie in de mannelijke populatie van het UZ Gent wordt grotendeels verklaard door het grote aandeel mannen met een normale of slechts licht gestoorde spermakwaliteit in deze studiepopulatie (ten gevolge van de ‘selectiebias’). Ook in de vrouwelijke subgroep van het UZ Gent worden relatief weinig gonosomale afwijkingen teruggevonden. Incidenties van 2,6% en 3,8% bij vrouwen voorafgaand aan respectievelijk IVF en ICSI worden gerapporteerd in de review van Mau-Holzmann (2005). Dit verschil berust voor een deel eveneens in de voorselectie die gemaakt werd door vroegtijdige screening van patiënten met een verdacht fenotype, vrouwen met primaire amenorroe, etc. Ook de exclusie van laaggradige gonosomale mozaïcismen speelt hierin een rol (cfr. supra). 1.2.1 Gonosomale mozaïcismen In huidige studie wordt zowel in de vrouwelijke als in de mannelijke populatie één gonosomaal mozaïcisme vastgesteld. Er is heel wat controverse omtrent het belang van deze afwijking in infertiliteit. Men vindt vooral verhoogde incidenties in vrouwelijke populaties (Clementini et al., 2005; Gekas et al., 2001). Tevens wordt een verband met de leeftijd vastgesteld: Sonntag et al. (2001) stellen dat laaggradig gonosomale mozaïcismen (<10% afwijkende cellen) frequent voorkomen bij vrouwen boven 35 jaar. In hun case-control studie van 20 koppels waarbij de vrouw drager is van een laaggradig gonosomaal mozaïcisme en 20 gematchte koppels zonder karyotype afwijking, werd geen verschil gevonden tussen verscheidene vruchtbaarheidsparameters. Uit deze resultaten kan men vermoeden dat dit patroon geen effect lijkt te hebben op de vrouwelijke voortplanting en waarschijnlijk beperkt is tot de somatische cellen. Andere studies beweren dat er ter hoogte van de gonaden een hoger percentage cellen aangetast kan zijn, waardoor een gereduceerde vruchtbaarheid kan worden veroorzaakt (Kucerova et al., 1999). De betwiste rol van laaggradige mozaïcismen in infertiliteit en de uiteenlopende definities hieromtrent, maken vergelijkingen tussen verschillende onderzoeken moeilijk.

42


Bij de vrouw uit huidige studie wordt een mozaïcisme van een 45,XO- en een 47,XXXkaryotype met een normaal vrouwelijk karyotype (46,XX) vastgesteld. Het Turner syndroom (45,XO) speelt een belangrijke rol in vrouwelijke infertiliteit. Dit syndroom geeft meestal een duidelijk afwijkend fenotype of een abnormaal aspect van de ovaria op echografie. Om deze redenen zal dit meestal vroegtijdig leiden tot chromosomaal onderzoek. Bij een mozaïsche vorm kunnen fenotypische effecten echter minder duidelijk zijn, waardoor men deze vaak pas later op het spoor komt. Aangezien het in huidige studie om een mozaïcisme gaat, zijn effecten op vlak van infertiliteit moeilijk te voorspellen. Trisomie X (47,XXX) gaat meestal gepaard met een normale fertiliteit (Nussbaum et al., 2004). Bij de mannelijke patiënt betreft het een mozaïcisme van een 47,XYY-karyotype. Het spermatogeneseplaatje bij mannen met 47,XYY kan gaan van ernstig afwijkend tot schijnbaar normaal (Mau-Holzmann, 2005). Bij deze man werd een obstructieve azoöspermie vastgesteld wegens gefaalde refertilisatie. Dit speelt een belangrijke rol in de fertiliteitsproblemen. 1.2.2 Structurele afwijkingen van het X-chromosoom Daarnaast wordt nog 1 structurele afwijking van het X-chromosoom vastgesteld bij een vrouwelijke patiënte uit huidige studie, dit geeft een incidentie van 0,32%. Het betreft een terminale deletie van de lange arm van het X-chromosoom. Een gelijkaardige incidentie (0,4%) wordt gerapporteerd bij vrouwen voorafgaand aan IVF (Mau-Holzmann, 2005). 1.3 Bedenkingen

Een aantal afwijkingen die frequent worden vastgesteld bij andere infertiele populaties, komen niet voor in huidige studie. Het gaat vooral om afwijkingen waarbij fertiliteitsproblemen duidelijk op de voorgrond staan en daardoor waarschijnlijk reeds vroeger tot een karyotype analyse geleid hebben. De belangrijkste afwijking bij de man is het Klinefelter syndroom (47,XXY). Dit syndroom is vaak geassocieerd met niet-obstructieve azoöspermie (Mau-Holzmann, 2005). Dat verklaart onmiddellijk waarom deze afwijking niet wordt aangetroffen in huidige studiepopulatie. Ook Robertsoniaanse translocaties worden niet vastgesteld in huidige studie. Een relatief frequent voorkomen wordt aangetoond bij mannen met oligozoöspermie (1,5%; MauHolzmann, 2005). Vermoedelijk kwam men ook deze mannen reeds vroeger op het spoor omwille van andere redenen dan herhaald implantatiefalen. Bij infertiele vrouwen wordt in de literatuur een vergelijkbare incidentie als bij een pasgeboren populatie (0,12%) vastgesteld (Mau-Holzmann, 2005).

43


2 Is karyotype analyse geïndiceerd bij patiënten met herhaald implantatiefalen? Om hier een antwoord op te bekomen, wordt de incidentie van karyotype afwijkingen in huidige studiepopulatie, met minimaal 3 gefaalde IVF/ICSI-pogingen, vergeleken met de incidentie in een algemene populatie. Zo kan nagegaan worden of de kans groter is een karyotype afwijking vast te stellen bij patiënten met herhaald implantatiefalen. De studiepopulatie bestaat enkel uit patiënten waarbij nog geen karyotype analyse werd uitgevoerd omwille van een andere reden (cfr.supra). Zodoende zullen andere factoren, die reeds een indicatie tot karyotype analyse vormen, geen invloed hebben op de incidentie van afwijkingen in deze patiëntengroep. In huidige studie wordt bij de totale studiepopulatie een significant verhoogde incidentie van karyotype afwijkingen vastgesteld ten opzichte van een algemene controlepopulatie. Deze verhoogde incidenties worden ook aangetoond in de literatuur bij studiepopulaties met herhaald implantatiefalen (Stern et al., 1999). Dit impliceert dat karyotype afwijkingen betrokken zijn in de pathogenese van herhaald implantatiefalen. Een belangrijke beperking in huidige studie wordt gevormd door het gebrek aan een vergelijkbare volwassen controlegroep. Als alternatief wordt een controlegroep van pasgeborenen gebruikt (Nielsen en Wohlert, 1991). Hoogstwaarschijnlijk overschatten deze resultaten de incidentie van afwijkingen in een volwassen populatie, aangezien bepaalde chromosomale afwijkingen gepaard gaan met vroegtijdig overlijden. Men mag aannemen dat bij vergelijking van de incidenties bij de patiënten met herhaald implantatiefalen ten opzichte van deze bij een volwassen populatie, het verschil nog duidelijker zou zijn. Bij vergelijking van de incidenties afzonderlijk voor beide geslachten, blijkt dit enkel voor de vrouwen een significant verschil te geven. Bij vaststelling van een abnormaliteit, kunnen infertiele patiënten gebruik maken van PGD, zodat het risico op nakomelingen met een ongebalanceerd karyotype wordt geminimaliseerd. Zowel de significant verhoogde incidentie als de toepasbaarheid van specifieke behandelingsmethodes bij vaststellen van een afwijking, wijzen op het nut van het uitvoeren van een karyotype analyse bij vrouwen met herhaald implantatiefalen.

44


De mannen met herhaald implantatiefalen uit huidig onderzoek tonen eveneens een gestegen incidentie van karyotype afwijkingen. Dit verschil wordt echter niet significant bevonden door de Fisher’s Exact Test. De ‘selectiebias’ die ervoor zorgt dat mannen met een ernstig gestoorde spermakwaliteit geen deel meer uitmaken van huidige studiepopulatie, vormt een belangrijke oorzaak van de relatief lage incidentie vastgesteld in huidige studie, ten opzichte van andere infertiele populaties. De incidentie bij de mannen uit huidige studiepopulatie (1,68%), die dus grotendeels bestaat uit mannen met normale en licht gestoorde spermakwaliteit, is echter nog steeds duidelijk verhoogd ten opzichte van de incidentie bij pasgeboren jongens (0,91%). Gezien de kleine studiepopulatie mannen, kan hier echter geen significant verschil aangetoond worden. Bijgevolg kunnen geen harde conclusies getrokken worden omtrent de waarde van karyotype analyse bij deze patiënten. Vruchtbaarheidsproblemen zijn steeds een aangelegenheid van het koppel. Indien na 3 IVF/ICSI-behandelingen de kinderwens nog steeds niet vervuld kon worden, lijkt het geïndiceerd om alle mogelijke oorzaken hiervan te exploreren. Een karyotype analyse bij beide partners vormt een belangrijk onderdeel van deze evaluatie.

3 Dient de volledige groep patiënten kandidaat voor IVF/ICSI-behandeling onderworpen te worden aan een karyotype analyse? Verschillende artikels pleiten er voor dat een karyotype analyse moet uitgevoerd worden bij alle koppels aan de start van IVF/ICSI-behandeling (Clementini et al., 2005; Foresta et al., 1999; Gekas et al., 2001; Guadalupe Martinez-Garza et al., 2008; Marchina et al., 2007; MauHolzmann, 2005; Morel et al., 2004). In het UZ Gent wordt momenteel een karyotypering als onderdeel van de RIF-batterij uitgevoerd na 3 gefaalde IVF/ICSI-pogingen. Daarnaast wordt ook bij een aantal andere indicaties reeds op een voortijdig tijdstip een karyotype analyse uitgevoerd (cf. supra). Drie zaken worden in rekening gebracht bij het evalueren van beide strategieën:

Wordt een hogere incidentie van karyotype afwijkingen vastgesteld bij patiënten die meer IVF/ICSI-pogingen doormaakten? Indien bij deze geselecteerde groep een hogere incidentie van karyotype afwijkingen kan vastgesteld worden, zou dit gepaard gaan met een hogere kosteneffectiviteit.

Is het geoorloofd om de patiënten met een afwijking 3 IVF/ICSI-pogingen te laten ondergaan? Met welk verlies van levenskwaliteit gaat dit gepaard?

Welke kosten gaan gepaard met deze 2 strategieën? 45


3.1 Wordt een hogere incidentie van karyotype afwijkingen vastgesteld bij patiënten die meer gefaalde IVF/ICSI-pogingen doormaakten?

Een vergelijking wordt gemaakt van de incidentie van karyotype afwijkingen in huidige studiepopulatie met de incidenties in verscheidene infertiele controlepopulaties uit de literatuur, waar karyotype analyse op verschillende tijdstippen in de fertiliteitsbehandeling wordt uitgevoerd. Aan de hand van deze vergelijking kan al dan niet bevestigd worden of de incidentie van karyotype afwijkingen stijgt naarmate meer IVF/ICSI-pogingen faalden. (Bijlage 2) 3.1.1 Vergelijking met de studie van Raziel et al. (2002) bij vrouwen met ‘high-order’ implantatiefalen De studie van Raziel et al. (2002) hanteert strengere selectiecriteria dan huidige studie: bij hen gaat het om een vrouwelijke populatie met ‘high-order’ implantatiefalen. Deze 65 vrouwen ondergingen gemiddeld 7,8 ± 2,4 (range: 6-16) gefaalde IVF-pogingen en 25,7 ± 10,3 (range: 9-65) embryotransfers. In de studiepopulatie van het UZ Gent met herhaald implantatiefalen bestaat er een gemiddelde van 5,0 ± 1,9 (range: 3-15; BI: [4,8; 5,2]) gefaalde IVF/ICSIpogingen en 10,2 ± 5,5 (range 3-50; BI: [9,6; 10,9]) embryotransfers. Bij de vrouwen met ‘high-order’ implantatiefalen kan een significant hogere incidentie van chromosomale afwijkingen (10,77%; 7/65) vastgesteld worden dan bij huidige studiegroep vrouwen met minstens 3 gefaalde pogingen (2,52%; 8/317). Deze vaststelling ondersteunt het vermoeden dat meer chromosomale afwijkingen voorkomen bij vrouwen die meer mislukte IVF/ICSI-pogingen doormaakten. 3.1.2 Vergelijking met de studie van Stern et al. (1999) bij een populatie met herhaald implantatiefalen De koppels van Stern et al. (1999) ondergingen gemiddeld 17 (range 10-50) embryotransfers in vergelijking met een gemiddelde van 10,2 ± 5,5 (range 3-50; BI: [9,6; 10,9]) embryotransfers in de studie van het UZ Gent. De inclusiecritera in de studie van Stern et al. (1999) zijn iets strenger dan in huidige studie. Dit gaat gepaard met een licht verhoogde incidentie van karyotype afwijkingen (2,52%; 13/514).

46


3.1.3 Vergelijking met de verschillende studies (Clementini et al., 2005 en Papanikolaou et al., 2005) waar karyotypering bij de totale groep patiënten aan de start van IVF/ICSIbehandeling plaatsvond In de mannelijke subpopulatie van het UZ Gent wordt een lagere incidentie van karyotype afwijkingen vastgesteld dan bij de onderzochte mannen uit de studie van Clementini et al. (2005). Dit moet gezien worden in het kader van bovenvermelde ‘selectiebias’. De incidentie bij de vrouwen uit huidige studie (waarbij deze ‘selectiebias’ een minder grote rol speelt) is daarentegen wel hoger dan deze bij Clementini et al. (2005): respectievelijk 2,52% en 1,92%. Ook in het totaal wordt een verhoogde incidentie van karyotype afwijkingen aangetroffen in huidige studiegroep met herhaald implantatiefalen (2,11% tegenover 1,97% bij Clementini et al., 2005). De verschillen worden via de Fisher’s Exact Test niet significant bevonden. Er wordt een significant hogere incidentie van karyotype afwijkingen vastgesteld bij de vrouwen met herhaald implantatiefalen uit huidige studie vergeleken met de populatie normoovulatoire vrouwen aan de start van vruchtbaarheidsbehandeling onderzocht door Papanikolaou et al. (2005). Een groot deel van de vrouwen in huidige studiepopulatie voldoet niet aan deze strenge inclusiecriteria van Papanikolaou et al. (2005). Zowel de herhaalde mislukte IVF/ICSI-pogingen als de aanwezigheid van ovulatiestoornissen bij bepaalde vrouwen kunnen bijdragen tot de verhoogde incidenties van karyotype afwijkingen in huidige studie.

3.1.4 Conclusie De vergelijking met de studie van Raziel et al. (2002) ondersteunt het vermoeden dat er een evenredig verband bestaat tussen de incidentie van karyotype afwijkingen en het aantal gefaalde IVF/ICSI-pogingen. Het onderzoek van Raziel et al. (2002) betreft een kleine studiegroep (slechts 65 patiënten), die mogelijks geen accurate representatie geeft van de totale populatie met ‘high-order’ implantatiefalen. Het gaat echter om zeer hoge incidenties, die niet genegeerd kunnen worden.

47


Bij vergelijking met verschillende controlepopulaties met karyotypering aan de start van IVF/ICSI-behandeling,

kunnen

hogere

incidenties

worden

aangetoond

in

huidige

studiepopulatie, doch deze zijn niet significant. Enkel ten opzichte van Papanikolaou et al. (2005) worden significante verschillen vermeld. De vergelijkbaarheid met deze studie is echter beperkt en er kunnen geen sluitende conclusies getrokken worden. In bovenstaande resultaten wordt de mogelijkheid van het bestaan van een recht evenredig verband tussen de incidentie van karyotype afwijkingen en het aantal gefaalde IVF/ICSIpogingen ondersteund. Er zijn verschillende factoren die ervoor kunnen zorgen dat het, met huidig onderzoek, niet mogelijk is een significant verschil aan te tonen:

In de studie van Clementini et al. (2005) worden ook afwijkingen geïncludeerd die gepaard gaan met duidelijke klinische gevolgen (ernstig afwijkende spermakwaliteit, primaire amenorroe, etc.). Bij deze indicaties wordt in huidige studie reeds op een vroeger tijdstip een karyotype analyse uitgevoerd. Indien dit niet gebeurd zou zijn, zouden deze patiënten (met bepaalde klinische kenmerken van een onderliggend probleem) vermoedelijk ook 3 gefaalde IVF/ICSI-pogingen doormaken en tot huidige studiegroep behoren. In werkelijkheid ligt de incidentie van chromosomale aberraties bij patiënten met herhaald implantatiefalen vermoedelijk hoger dan vastgesteld in huidige studie.

Huidige studiegroep omvat een populatie van 615 individuen. Een groter aantal patiënten kon niet behaald worden, aangezien de RIF-batterij nog niet langer in gebruik is. Bij een grotere studiepopulatie zou het vastgestelde kleine verschil mogelijks wel als statistisch significant beschouwd kunnen worden.

Voor vergelijkingen met infertiele controlegroepen werd beroep gedaan op cijfers uit de literatuur. Verschillen in inclusiecriteria, methodes van karyotypering en samenstelling van de studiepopulatie op het vlak van andere variabelen (zoals spermakwaliteit, primaire en secundaire infertiliteit, etc.) maken het moeilijk om waardevolle vergelijkingen uit te voeren. Verschillen met de studie van Clementini et al. (2005) op vlak van toegang tot en omgang met MBV-behandelingen in de Italiaanse cultuur in vergelijking met de Belgische cultuur, kunnen eveneens de interpretatie van gegevens bemoeilijken. Het is onmogelijk om via retrospectief onderzoek 2 perfect vergelijkbare groepen te verkrijgen. Bij 2 compleet vergelijkbare groepen zijn de verschillen in incidentie mogelijks groter, waardoor dit wel als statistisch significant beschouwd zou kunnen worden. 48


3.2 Hoeveel levenskwaliteit gaat verloren indien patiënten met een karyotype afwijking 3 IVF/ICSI-cycli doorlopen?

Het grootste probleem bij aanwezigheid van een (nog) niet-gediagnosticeerde karyotype afwijking, wordt gevormd door de kans op miskraam of nakomelingen met congenitale afwijkingen of mentale retardatie, ten gevolge van een ongebalanceerd karyotype. Dit risico varieert sterk naargelang het type afwijking (Mau-Holzmann, 2005). Indien reeds voorafgaand aan IVF/ICSI-behandeling op deze afwijkingen gescreend wordt, kunnen via PGD dergelijke risico’s vermeden worden. Ook worden deze patiënten blootgesteld aan fysieke en psychologische stress die inherent is aan IVF/ICSI-behandelingen: complicaties zoals het ovarieel hyperstimulatiesyndroom zijn nooit uit te sluiten en de emotionele belasting van onverklaarde infertiliteit en het herhaald falen van IVF/ICSI-pogingen valt niet te onderschatten. Op dit moment worden in België reeds 3 IVF/ICSI-behandelingen door het ziekenfonds terugbetaald. Elke IVF/ICSI-procedure kost 4000€. Dankzij deze terugbetaling zal het overgrote deel van de patiënten die starten met IVF/ICSI, ook alle 3 deze pogingen doorlopen. Indien deze alledrie falen, wordt de patiënt onderworpen aan een karyotype analyse. Aanwezige karyotype afwijkingen zullen op dit moment dus vastgesteld worden. Dit betekent ook dat het overgrote deel van de patiënten waarbij géén karyotypering gebeurt, op dit moment reeds zwangerschap heeft bereikt. Tot deze groep kunnen enkele patiënten met een karyotype afwijking behoren. Deze hebben namelijk ook een reële kans op bevruchting met een gebalanceerde gameet, wat leidt tot een gezonde baby. Slechts een relatief klein aantal patiënten zou kunnen beschermd worden bij een karyotypering van alle patiënten aan de start van IVF/ICSI-behandeling. Afgaand op de studie van Clementini et al. (2005) zou dit aandeel 1,97% bedragen. Bij een deel van deze patiënten bestaat de kans dat zij, niettegenstaande hun chromosomale afwijking, een gezond kind krijgen met behulp van IVF of ICSI. Daarenboven dient men er rekening mee te houden dat men een belangrijk deel van de patiënten met een karyotype afwijking reeds omwille van andere redenen (zoals bijvoorbeeld ernstig gestoorde spermakwaliteit) vroegtijdiger op het spoor komt. Deze patiënten zullen bijgevolg niet blootgesteld worden aan bovenvermelde risico’s.

49


De vraag luidt of de maatschappij bereid is een extra kost van 600€ te betalen voor elk koppel dat kandidaat is voor IVF/ICSI-behandeling, om op die manier deze kleine groep patiënten te beschermen. 3.3 Welke kosten gaan gepaard met deze 2 strategieën?

Bij het vergelijken van de kosten tussen het uitvoeren van een karyotype analyse bij de totale groep patiënten kandidaat voor IVF/ICSI-behandeling en karyotypering bij de groep met herhaald implantatiefalen, bleek deze 2e strategie beduidend goedkoper (25.230€ ten opzichte van 60.000€). Het gaat hier slechts om een ruwe schatting. Ook de kosten van karyotype analyse uitgevoerd om andere redenen (bijvoorbeeld naar aanleiding van primaire amenorroe, herhaald miskraam of vaststelling van een abnormaal foetaal karyotype) zouden bij de 2de strategie moeten verrekend worden. De kostprijs van de 2de strategie zou hoogstwaarschijnlijk nog steeds lager blijven dan die van de eerste strategie. Om dit vraagstuk verder uit te diepen, moet bepaald worden met welke winst van QUALY’s (quality adjusted life years) de extra kost van de eerste strategie gepaard gaat. Om het verlies van levenskwaliteit, dat gepaard gaat met 3 IVF/ICSI-pogingen bij dragers van een karyotype afwijking, om te zetten naar QUALY’s, is een uitgebreid vragenlijstonderzoek bij deze groep patiënten noodzakelijk.

4 Bij welke factoren dient eventueel sneller te worden overgegaan tot karyotype analyse? Door het zoeken naar een verband tussen chromosomale afwijkingen en andere variabelen wordt getracht op deze vraag een antwoord te bieden. 4.1 Verband tussen spermakwaliteit en chromosomale abnormaliteiten bij de man

Verscheidene studies stellen vast dat de incidentie van karyotype afwijkingen omgekeerd evenredig is met de spermaconcentratie (Clementini et al.,2005; Riccaboni et al., 2007). De verhoogde incidenties van afwijkingen bij mannen met azo- en oligozoöspermie doen sterk het vermoeden rijzen dat deze afwijkingen interfereren met het meiotische proces en bijgevolg een totale of partiële blok van de spermiogenese veroorzaken (Clementini et al., 2005). De afwezigheid van mannen met sterk afwijkende spermakwaliteit in huidige studie (cfr. supra), verklaart de relatief lage incidenties van karyotype afwijkingen in de mannelijke populatie.

50


Merkwaardig genoeg worden in de subpopulatie van 12 mannen met obstructieve azoöspermie in huidige studie, 2 chromosomale abnormaliteiten genoteerd. Eén afwijking werd aangetroffen bij een man die lijdt aan CBAVD (congenitale bilaterale agenesie van het vas deferens). Het betreft hier een mozaïcisme van 47,XY+m[4]/46,XY[54]. De andere afwijking komt voor bij een man met gefaalde refertilisatie. Het gaat om een mozaïcisme van 47,XYY[5]/46,XY[25]. Gezien het hier gaat om een zeer kleine subgroep, kunnen uit deze hoge incidentie geen conclusies getrokken worden omtrent het verband tussen obstructieve azoöspermie en chromosomale afwijkingen. Ook werden 2 afwijkende karyotypes vastgesteld in de subpopulatie mannen met normale spermakwaliteit. In de literatuur worden tegenstrijdige resultaten weergegeven omtrent de incidenties van chromosomale aberraties bij subfertiele mannen met normale en mild afwijkende spermakwaliteit (Gekas et al., 2001; Riccaboni et al., 2007). Men is nog niet tot een eenduidige consensus gekomen omtrent het routinematig karyotyperen van deze mannen. Bij de overblijvende groepen mannen met niet-obstructieve azoöspermie of abnormale spermakwaliteit worden geen afwijkingen vastgesteld. Aangezien mannen met sterk afwijkende spermakwaliteit reeds als hoogrisicogroep benaderd worden, gebeurt een karyotype analyse hier aan de start van IVF/ICSI-behandeling. Deze verhoogde incidentie kan in huidige studie niet aangetoond worden, door gebrek aan soortgelijke patiënten. Dit wordt in de literatuur doch duidelijk vastgesteld. Omtrent de andere subgroepen mannen kan geen relevante conclusie worden getrokken.

4.2 Verband tussen primaire versus secundaire infertiliteit en chromosomale abnormaliteiten bij de vrouw

In huidige studie kan een significant verhoogde incidentie van karyotype afwijkingen worden vastgesteld bij vrouwen die zich aan de start van de MBV-behandelingen melden met secundaire infertiliteit. Alle afwijkingen uit de secundair infertiele populatie bevinden zich in de subgroep met enkel miskraam (geen partus) in de voorgeschiedenis (4/44). De subgroep die reeds partus meemaakte bestaat slechts uit 8 vrouwen, hieruit kunnen dus weinig conclusies getrokken worden. Ook in andere studies worden duidelijk verhoogde incidenties van chromosomale abnormaliteiten vastgesteld bij secundair infertiele vrouwen (Papanikolaou et al., 2005) en bij vrouwen met een miskraam in de voorgeschiedenis (Clementini et al., 2005). 51


Deze bevindingen suggereren dat de chromosomale afwijkingen bij deze patiënten niet interfereren met het meiotische proces (in tegenstelling tot bij de man, cfr. supra) en zodus geen onmogelijkheid tot bevruchting veroorzaken. Eerder wordt een interferentie met de progressie van ontwikkeling van het embryo vermoed: dit kan bijvoorbeeld gaan om een probleem bij de innesteling of een vroegtijdig verlies van het embryo na implantatie. Deze bevindingen suggerereren dat de subgroep vrouwen met secundaire infertiliteit en enkel voorgeschiedenis van miskraam, eventueel baat zou hebben bij een routine karyotype analyse voorafgaand aan MBV-behandelingen. Daarnaast dient opgemerkt te worden dat het aandeel vrouwen met primaire infertiliteit in huidige studie (82,3%) beduidend hoger ligt dan in de totale groep patiënten kandidaat voor IVF/ICSI (Papanikolaou et al., 2005: 66,6%; Clementini et al., 2005: 55,6%). Dit bevestigt de slechtere prognose van patiënten met primaire infertiliteit ten opzichte van deze met secundaire infertiliteit op het gebied van zwangerschapskans. Deze studiepopulatie met herhaald implantatiefalen bevat slechts 8/310 patiënten die reeds een partus doormaakten. Vooral deze patiënten blijken een betere zwangerschapskans te hebben.

4.3

Verband

tussen

de

indicatie

tot

vruchtbaarheidsbehandeling

en

chromosomale

abnormaliteiten bij de vrouw

De relatief grote groep vrouwen met een mannelijke indicatie tot vruchtbaarheidsbehandeling vertoont geen chromosomale abnormaliteiten. Gelijkaardige bevindingen werden gedaan in andere studies (Gekas et al., 2001) waar een significant verhoogde incidentie van karyotype afwijkingen bij de vrouw kan worden aangetoond, in afwezigheid van een duidelijke oorzaak van mannelijke infertiliteit. Andere studies kunnen geen verband tussen indicatie tot fertiliteitsbehandeling en karyotype afwijkingen aantonen (Stern et al., 1999). Papanikolaou et al. (2005) kunnen bij de bestudeerde normo-ovulatoire vrouwen geen significant hogere incidenties van chromosomale aberraties vaststellen (0,58%) dan bij een algemene volwassen controlepopulatie (0,49%). Zij pleiten er voor dat karyotype analyse niet routinematig dient uitgevoerd te worden bij alle normo-ovulatoire vrouwen kandidaat voor IVF/ICSI-behandeling. De hoge incidentie van karyotype afwijkingen in huidige studie in de groep met een vrouwelijke indicatie, kan het verband tussen karyotype afwijkingen en ovulatiestoornissen of andere afwijkingen bij de vrouw ondersteunen.

52


4.4 Verband tussen indicatie tot vruchtbaarheidsbehandeling en chromosomale abnormaliteiten bij de man

Bij de mannen wordt een gelijkaardige verdeling als bij de vrouwen aangetoond. Deze gegevens omtrent karyotype afwijkingen en indicatie geven waarschijnlijk een onderschatting van het verband, gezien de subgroepen met het hoogste risico op chromosomale abnormaliteit geen deel van uitmaken van huidige studiepopulatie (cfr. supra, mannen met azoöspermie of ernstige OAT). Aldus kon hier geen significant verband aangetoond worden.

4.5 Verband tussen embryokwaliteit en chromosomale abnormaliteiten bij vrouw en man

In deze studie kon noch bij de vrouwen, noch bij de mannen een relevant verschil aangetoond worden in incidentie van karyotype afwijkingen tussen subgroepen met verschillende embryokwaliteit. Een vergelijkbare conclusie wordt aangetroffen in de literatuur (Raziel et al., 2002; Stern et al., 1999). Er is slechts een gering aantal koppels in het UZ Gent met slechte embryokwaliteit (2,6%). Deze parameter biedt weinig meerwaarde in het onderzoek naar risicofactoren voor een verhoogde kans op chromosomale afwijkingen.

5 Wat is het resultaat van de vruchtbaarheidsbehandelingen uitgevoerd na vaststellen van een chromosomale afwijking? De stappen die de koppels ondernamen, na vaststelling van een karyotype afwijking bij één van beide partners, werden onderzocht. Ook de resultaten hiervan worden besproken. In het totaal konden 5 zwangerschappen bereikt worden bij de 13 koppels waar één van beide ouders drager is van een karyotype afwijking (bij 1 koppel kon 2 maal zwangerschap bereikt worden). Dit leidde tot 2 partussen van 3 gezonde baby’s (bij 1 koppel ging het om een tweeling). Beide zwangerschappen werden bekomen door middel van eiceldonatie. Eén zwangerschap, bereikt door spermadonatie, was nog niet ten einde bij het aflopen van het onderzoekswerk. Twee zwangerschappen eindigden in een miskraam, zwangerschap werd hier tot stand gebracht met behulp van ICSI zonder PGD of spontaan. Pre-implantatie genetische diagnostiek is de meest gebruikte behandelingsvorm na vaststelling van een chromosomale abnormaliteit in huidige studie. Deze techniek biedt belangrijke voordelen: vooreerst heeft PGD-FISH geleid tot een significante reductie van spontane miskramen (Gutiérrez-Mateo et al., 2005). Daarnaast kan door vroegtijdig vaststellen van een 53


karyotype aberratie, namelijk vóór het inbrengen van het embryo in de baarmoeder, eveneens het artificieel beëindigen van de zwangerschap vermeden worden (Verlinsky et al., 2004). Dit kan van toepassing zijn indien bij prenatale diagnose congenitale afwijkingen opgemerkt worden. De resultaten van de behandelingen na vaststelling van een karyotype afwijking in huidige studiepopulatie lijken eerder bedroevend. Gezien het kleine aantal patiënten, kunnen echter geen harde conclusies getrokken worden. Wel merkt men dat bij de patiënten in huidige studiepopulatie een goed resultaat bekomen wordt met behulp van eicel- en spermadonatie. Men moet echter ook rekening houden met de psychologische factoren die deze behandelingsvormen met zich meebrengen. Dit psychologisch aspect wordt verondersteld een minder grote hindernis te zijn bij toepassing van PGD, aangezien hierbij eigen genetisch materiaal gebruikt kan worden.

6 Beperkingen van deze studie Een aantal beperkingen van deze retrospectieve studie werden reeds vermeld (cfr. supra). Daarnaast wordt ook op enkele praktische problemen gebotst. De onvolledigheid van een aantal dossiers is een beperkende factor in dit onderzoek. De studie vond plaats bij een populatie van een universitair ziekenhuis. Dit maakt het onvermijdelijk dat een deel van de patiënten doorgestuurd was vanuit de periferie. Hierdoor was in sommige gevallen niet de gehele voorgeschiedenis of opvolging tijdens behandeling duidelijk. Ook bij patiënten die het gehele behandeltraject in het UZ Gent aflegden, was het dossier niet steeds volledig in orde: wegens de afwezigheid van een consensus omtrent het moment van karyotype analyse, gebeurde deze niet steeds op hetzelfde tijdstip. Dit kan voor een soort bias zorgen. In de overgrote meerderheid van de gevallen, vond het chromosomaal onderzoek weldegelijk na de derde gefaalde IVF/ICSI-poging plaats, zodus blijft deze bias toch vrij beperkt. Hiermee wordt ook onmiddellijk het nut van dit onderzoek duidelijk: eenduidigheid is nodig, zowel voor goede en ‘evidence based’ behandeling van patiënten als in het kader van verder onderzoek.

54


Daarnaast moet vermeld worden dat de methode van karyotype analyse, die gebruikt wordt bij koppels met fertiliteitsproblemen, een beperkte resolutie bevat. Zeer kleine chromosomale afwijkingen worden hiermee niet opgespoord. Men mag er wel van uit gaan dat de meeste en voornamelijk ook de grootste afwijkingen in de overgrote meerderheid van de gevallen ontdekt worden.

7 Eindconclusie Bij patiënten met herhaald implantatiefalen blijken voornamelijk autosomale afwijkingen, met in het bijzonder reciproke translocaties, de grootste groep van karyotype abnormaliteiten te vertegenwoordigen, net zoals in andere infertiele controlepopulaties. Uit huidig onderzoek kan worden besloten dat een karyotype analyse geïndiceerd is bij vrouwen met herhaald implantatiefalen. Deze populatie vertoont een significant hogere incidentie van karyotype afwijkingen dan een algemene populatie. Een dergelijke, significant verhoogde, incidentie kan niet aangetoond worden bij de mannen van huidig onderzoek, met normale of licht gestoorde spermakwaliteit en herhaald implantatiefalen. Er kunnen dus geen eenduidige uitspraken gedaan worden omtrent het nut van een karyotype analyse bij deze patiënten. Er kunnen geen harde conclusies getrokken worden omtrent de incidentie van karyotype aberraties bij patiënten met herhaald implantatiefalen ten opzichte van een meer algemene infertiele populatie. Ook over het geschikte moment voor het uitvoeren een karyotype analyse kan geen eenduidige uitspraak worden gedaan. Een uitgebreide kosteneffectiviteit-berekening is hiervoor noodzakelijk. Twee vrouwelijke subgroepen vertonen een gestegen incidentie van karyotype afwijkingen: vrouwen met secundaire infertiliteit en enkel voorgeschiedenis van miskraam en deze met vrouwelijke indicatie tot vruchtbaarheidsbehandeling. Omtrent het verband tussen chromosomale afwijkingen bij de man en spermakwaliteit of mannelijke indicatie kan geen uitspraak gedaan worden in huidig onderzoek. Er wordt geen verband vastgesteld tussen morfologische embryokarakteristieken en chromosomale afwijkingen bij de ouders.

55


Referenties CLEMENTINI E., PALKA C., IEZZI I., STUPPIA L., GUANCIALI-FRANCHI P., TIBONI G.M.: Prevalence of chromosomal abnormalities in 2078 infertile couples referred for assisted reproductive techniques. Human Reproduction, 2005, Vol 20 (2), 437-442. DE PAEPE A.: Klinische cytogenetica. Cursus klinische genetica 2e master geneeskunde Universiteit Gent, academiejaar 2008-2009, 40-54 DE SUTTER P.: Rational Diagnosis and treatment in infertility. Best Practice & Research Clinical Obstetrics and Gynaecology, 2006, 20, 647-664. DE SUTTER P.: Vruchtbaarheidsstoornissen. In: Cursus gynaecologie 1e master geneeskunde Universiteit Gent, academiejaar 2007-2008, 143-156. FORESTA C., FERLIN A., GIANAROLI L., DALLAPICCOLA B.: Guidelines for the appropriate use of genetic tests in infertile couples. European Journal of Human Genetics, 2002, 10, 303-312. GEKAS J., THEPOT F., TURLEAU C., SIFFROI J.P., DADOUNE J.P., WASELS R., BENZACKEN B.: Association des cytogeneticiens de lanque francaise: Chromosomal factors of infertility in candidate couples for ICSI: an equal risk of constitutional aberrations in women and men. Human reproduction, 2001, Vol 16 (1), 82-90. GUADALUPE MARTINEZ-GARZA S., CELINA GALLEGOS-RIVAS M., VARGAS-MACIEL M., MANUEL RUBIORUBIO J., ESPINOSA DE LOS MONTEROS-RODRÍGUEZ M., GONZÁLEZ-ORTEGA C., CANCINO-VILLARREAL P., VAZQUEZ DE LARA L.G., MARTIN GUTIÉRREZ-GUTIÉRREZ A.: Genetic screening (Chromosomal abnormalities, Y chromosome deletions and androgen receptor CAG repeat length) in infertile Mexican men. Journal of Andrology, 2008, 29(6), 654-60. GUTIÉRREZ-MATEO C., GADEA L., BENET J., WELLS D., MUNNÉ S., NAVARRO J.: Aneuploidy 12 in a Robertsonian (13;14) carrier: Case report. Human Reproduction, 2005, Vol 20 (5), 1256-1260. Kucerova M., Horacek J., Svetnicova K., Gregor V. : Genetic aetiology of reproductive failures. Journal of Obstetrics and Gynaecology, 1999, Vol 19 (4), 399-402. LAVERGE H., DE SUTTER P., VAN DER ELST J., DHONT M.: A prospective study comparing day 2 and day 3 embryo transfer in human IVF. Hum Reprod., 2001, 16 (3), 476-480. MARCHINA E., IMPERADOIR L., SPEZAIANI M., OMODEI U., TOMBESI S.: Chromosome abnormalities and Yq microdeletions in infertile Italian couples referred for assisted reproductive technique. Sex. Dev., 2007, 1, 347-352. MARGALIOTH E.J., BEN-CHETRIT A., GAL M., ELDAR-GEVA T.: Investigation and treatment of repeated implantation failure following IVF-ET. Human reproduction, 2006, Vol 21 (12), 3036-3043. MAU-HOLZMANN U.A. : Somatic chromosomal abnormalities in infertile men and women. Cytogenet. Genome Res., 2005, 111, 317-336. MONTAG M., VAN DER VEN K., VED S., SCHMUTZLER A., PRIETL G., KREBS D., PESCHKA B., SCHWANITZ G., ALBERS P., HAIDL G., VAN DER VEN H.: Succes of intracytoplasmic sperm injection in couples with male and/or female chromosome aberrations. Human Reproduction, 1997, Vol 12: 2635-2640 MOREL F., DOUET-GUILBERT N., LE BRIS M.-J., AMICE V., LE MARTELOT M. T., ROCHE S., VALÉRI A., DERRIEN V., AMICE J., DE BRAEKELEER M.: Chromosomal abnormalities in couples undergoing intracytoplasmic sperm injection. A study of 370 couples and review of the literature. International journal of andrology, 2004, 27, 178-182. NUSSBAUM ROBERT L., MCINNES RODERICK R., HUNTINGTON F., WILLARD: Principles of clinical cytogenetics. In: Thompson and Thompson genetics in medicine. 6th revised editon. Saunders, Elsevier, Philadelphia, 2004, 135-155. NIELSEN J. AND WOHLERT M. : Chromosome abnormalities found among 34910 newborn children: results from a 13year incidence study in Arhus, Denmark. Hum Genet., 1991, 87, 81-83.

56


OLA B., TIN-CHIU L.: Implantation failure following in-vitro fertilization. Current opinion in Obstetrics and Gynaecologie, 2006, Vol 18: 440-445 PAPANIKOLAOU E.G., VERNAEVE V., KOLIBIANAKIS E., VAN ASSCHE E., BONDUELLE M., LIEBAERS I., VAN STEIRTEGHEM A., DEVROEY P.: Is chromosome analysis mandatory in the initial investigation of normovulatory women seeking infertility treatment? Human Reproduction, 2005, Vol 20 (10): 2899-2903 PAUER H.U., HINNEY B., MICHELMANN H.W., KRASEMANN E.W., ZOLL B., ENGEL W.: Relevance of genetic counselling in couples prior to intracytoplasmic sperm injection. Human Reproduction, 1997, Vol 12: 1909-1912 RAZIEL A., FRIEDLER S., SCHACHTER M., KASTERSTEIN E., STRASSBURGER D., RON-EL R.: Increased frequency of female partner chromosomal abnormalities with high-order implantation failure after in vitro fertilization. Fertil Steril. 2002, 78 (3), 515-519. RICCABONI A., LALATTA F., CALIARI I., BONETTI S., SOMIGLIANA E., RAGNI G.: Genetic screening in 2710 infertile candidate couples for assisted reproductive techniques: results of application of Italian guidelines for the appropiate use of genetic tests. Fertil Steril, 2002, 89(4), 800-808. SCHREURS A., LEGIUS E., MEULEMAN C., FRYNS J.-P., D’HOOGHE T.: Increased frequency of chromosomal abnormalities in female partners of couples undergoing in vitro fertilization or intracytoplasmic sperm injection. Fertility and Sterility, 2000, Vol 74 (1), SONNTAG B., MESCHEDE D., ULMANN V., GASSNER P., HORST J., NIESHCHLAG E., BEHRE H.M.: Low-level sex chromosome mosaicism in female partners of couples undergoing ICSI therapy does not significantly affect treatment outcoume. Human reproduction, 2001, Vol 16 (8), 1648-1652. STERN C., PERTILE M., NORRIS H., HALE L., BAKER H.W.G.: Chromosome translocations in couples with in-vitro fertilization implantation failure. Human Reproduction, 1999, Vol 14 (8), 2097-2101. TUERLINGS J.H.A.M., DE FRANCE H.F., HAMERS A., HORDIJK R., VAN HEMEL J.O., HANSSON K., HOOVERS J.M.N., MADAN K., VAN DER BLIJ-PHILIPSEN M., GERSSEN-SCHOORL K.B.J., KREMER J.A.M., SMEETS D.F.C.M.: Chromosome studies in 1792 males prior to intra-cytoplasmic sperm injection: the Dutch experience. European Journal of Human genetics, 1998, Vol 6: 194-200 TWISK M., MASTENBROEK S., VAN WELY M., HEINEMAN M.J., VAN DER VEEN F., REPPING S.: Preimplantation genetic screening for abnormal number of chromosomes (aneuploidies) in in vitro fertilisation or intracytoplasmic sperm injection (Review). The Cochrane Library, 2008, Issue 3. VAN DER VEN K., PESCHKA B., MONTAG M., LANGE R., SCHWANITZ G., VAN DER VEN H.H.: Increased frequency of congenital aberrations in female partners of couples undergoing intracytoplasmic sperm injection. Human reproduction, 1998, Vol 13: 48-54 VANTIEGHEM C., BESSEMS N., SPELEMAN F., VAN DER CRUYSSEN G.: Kwaliteitshandboek medische genetica; Universitair Ziekenhuis Gent. Uitgave 3, 1/11/2007, afgedrukt op 16/09/2008. VERLINSKY Y., COHEN J., MUNNE S., GIANAROLI L., SIMPSON J.L., FERRARETI A.P., KULIEV A.:Over a decade of experience with preimplantation genetic diagnosis: a multicenter report. Fertility and Sterility, 2004, Vol 82: 292-294

57


Bijlagen Bijlage 1 : de chromosomale basis van erfelijkheid en het karyotype 1 De chromosomale basis van erfelijkheid 1.1 Het menselijk genoom

Het menselijk genoom bestaat uit een verzameling van genen die samen met de determinanten van hun expressie worden opgeslagen in het DNA van de 46 menselijke chromosomen. Elk chromosoom bevindt zich in de kern van de cel en bestaat uit één lange, lineaire dubbelstrengige DNA-molecule die een complex vormt met eiwitten, histonen genaamd. Dit complex van DNA-moleculen en eiwitten wordt chromatine genoemd. De 46 chromosomen van de menselijke somatische cel bestaan uit 23 paren: 22 paar autosomen en 1 paar geslachtschromosomen (= gonosomen: XX bij de vrouw en XY bij de man). De homologe chromosomen die een paar vormen bevatten gelijkaardige genetische informatie: ze bevatten dezelfde genen in dezelfde sequentie. Het ene lid van het chromosomenpaar is afkomstig van de moeder, het ander van de vader. Alle somatische cellen zijn bijgevolg diploïd (2n= 46 chromosomen). Elke chromosoom bestaat uit een centromeer die de korte (p) en lange arm (q) van elkaar scheidt. De humane chromosomen worden naargelang de positie van de centromeer onderverdeeld in metacentrische (centrale centromeer), submetacentrische (centromeer buiten het centrum en armen van duidelijk verschillende lengte) en acrocentrische (met de centromeer dichtst bij één uiteinde) chromosomen. De uiteinden van elk chromosoom bevatten telomeren, die speciale DNA-sequenties bevatten die instaan voor de integriteit van het chromosoom gedurende de celdeling. (Nussbaum et al., 2004) 1.2 Mitose

Voor de groei en differentiatie van het menselijk lichaam en voor weefselgeneratie is voortdurende hernieuwing van de somatische cellen nodig. Deze vorm van celdeling wordt mitose genoemd. Het grootste deel van de levenscyclus van een somatische cel wordt ingenomen door de interfase. Deze bestaat uit de G1-, S- en G2-fase. De G1- en G2-stadia kunnen beschreven worden als een soort rustfases van de cel. Tussen G1 en G2 bevindt de cel zich in de S-fase, dit is het stadium van DNA-synthese. Elk chromosoom dat tijdens de G1fase nog uit één enkele DNA-molecule bestond, wordt hier verdubbeld tot een tweedelig chromosoom bestaande uit 2 zusterchromatiden, die elk een identieke kopie bevatten van de originele lineaire DNA-molecule. Nadat de cel de interfase doorlopen heeft, volgt de mitose of

58


celdeling. Tijdens de mitose wordt een gecompliceerd apparaat in werking gezet om te verzekeren dat elk van de 2 dochtercellen een complete set van genetische informatie ontvangt: één chromatide van elk chromosoom wordt doorgegeven naar elke dochtercel. Tijdens de mitose kunnen 5 stadia onderscheiden worden: profase, prometafase, metafase, anafase en telofase. (Figuur a) (Nussbaum et al., 2004)

Fig. a: Mitose: schematische voorstelling van 2 chromosomenparen (Nussbaum et al., 2004)

1.3 Meiose

Meiose is een andere vorm van celdeling die zeer belangrijk is voor de voortplanting. Het doel van deze deling is het bekomen van haploïde (n= 23 chromosomen) gameten vanuit de diploïde (2n) kiembaancellen. De cellen van de kiembaan die meiose ondergaan, primaire spermatocyten en primaire oöcyten, zijn afkomstig van een zygote die zelf een lange serie van mitotische delingen heeft ondergaan voor de start van de meiotische deling. Ook bij de meiose gebeurt DNA-synthese tijdens de interfase (S-fase). Het grote verschil met de mitose bestaat eruit dat de cel tijdens de meiose twee opeenvolgende rondes van chromosoomsegregatie en celdeling ondergaat. Meiose I wordt de reductiedeling genoemd, in dit gedeelte van de cyclus wordt het chromosomenaantal van diploïd naar haploïd gereduceerd. In deze fase gebeurt ook een recombinatie van het genetisch materiaal (‘crossing over’): homologe segmenten van DNA worden uitgewisseld tussen de niet-zuster chromatiden van een paar homologe chromosomen. Dit proces is van fundamenteel belang om de verscheidenheid tussen de gameten te garanderen. Aangezien tijdens deze recombinatie de chromosomen fysiek ineengestrengeld geraken, is dit een kritiek punt in de meiose. Indien de recombinatie niet op de juiste wijze gebeurt, leidt dit tot

verkeerde segregatie van chromosomen met

chromosomale abnormaliteiten tot gevolg. Onmiddellijk na de reductiedeling volgt meiose II, deze fase komt sterk overeen met de mitotische deling (Nussbaum et al., 2004). (Figuur b)

59


Fig. b: Meiose: schematische voorstelling van 1 chromosomenpaar (Nussbaum et al., 2004)

1.4 Bevruchting

Wanneer een haploïde zaadcel een haploïde eicel penetreert, treden tal van biochemische processen in werking om te voorkomen dat ook andere zaadcellen de eicel zouden binnendringen. Na de bevruchting volgt de voltooiing van meiose II. De chromosomen van de bevruchte eicel en de zaadcel vormen de pronuclei, elk omgeven door een kernmembraan . De chromosomen van de diploïde zygote repliceren snel na de bevruchting en de zygote deelt via mitose tot twee diploïde dochtercellen. Deze mitose is de eerste in een reeks van delingen, waarmee het proces van embryonale ontwikkeling geïnitieerd wordt (Nussbaum et al., 2004).

60


2 Wat is een karyotype? Om een menselijk karyotype te verkrijgen, wordt perifeer veneus bloed afgenomen. De karyotypering gebeurt op T-lymfocyten die eerst aangezet worden tot delen en vervolgens geïnhibeerd worden wanneer ze zich in de metafase bevinden. Gedurende de celcyclus ondergaan de chromosomen verschillende stadia van condensatie en decondensatie. Tijdens de metafase zijn de chromosomen maximaal gecondenseerd en duidelijk zichtbaar. Om deze reden worden chromosomen meestal in dit stadium bestudeerd. Na behandeling met een hypotone oplossing worden de chromosomen vrijgesteld uit de kern en kunnen ze gefixeerd en gekleurd worden met verschillende soorten kleurstoffen. De verschillende chromosomen kunnen onderscheiden worden op basis van hun lengte, de locatie van de centromeer en het typische bandingspatroon dat verkregen wordt door de kleuring. Het bandenpatroon wordt op elk chromosoom genummerd, op elke arm van de centromeer naar de telomeren toe. Men kan de chromosomen uitknippen uit een microscopische foto en schikken in paren volgens een standaardclassificatie

van

groot

naar

klein,

genummerd

1

tot

22,

met

de

geslachtschromosomen X en Y apart. De foto die zo bekomen wordt, heet een karyotype. (Figuur c)

Fig. c: Een humaan mannelijk karyotype met Giemsa-banding. De chromosomen bevinden zich in de prometafase en zijn geschikt volgens een standaardclassificatie. (Nussbaum et al., 2004)

Aan de hand van de analyse van een dergelijk karyotype kan men afwijkingen in de structuur en aantal van de chromosomen bestuderen (Nussbaum et al., 2004).

61


min. 3 gefaalde IVF/ICSI-pogingen

Clementini et al., 2005

Huidige studie

min. 6 gefaalde IVF-pogingen

koppels kandidaat voor IVF/ICSI-behandeling

min. 10 embryotransfers die niet tot zwangerschap leidden

Bijlage 2: Infertiele controlepopulaties weergegeven op een tijdslijn

Raziel et al., 2002

- 1,92% (40/2078 vrouwen)

- 2,52% (8/317 vrouwen)

- 2,02% (42/2078 mannen)

- 1,68% (5/298 mannen)

- 1,97% (82/4156 personen)

- 2,11% (13/615 personen)

- 10,77% (7/65 vrouwen)

Papanikolaou et al., 2005 - 0,58% (7/1206 normo-ovulatoire vrouwen)

Stern et al., 1999 - 2,53% (13/514 personen)

62


Bijlage 3: Verduidelijking van de genetische nomenclatuur -46,XX t(2;4)(q11;q25)= vrouw met een gebalanceerde reciproke transloctie tussen chromosoom 2 en 4, met breuken ter hoogte van 2q11 en 4q25. -46,XX, inv(3)(p13,q25)= vrouw met een pericentrische inversie van chromosoom 3 -46XY, inv(16) (paracentr)= man met een paracentrische inversie van chromosoom 1, breukpunten zijn niet gekend. -46,X (delXq27)= vrouw met een deletie van het terminaal gedeelte van de lange arm van chromosoom X -mos 47, XYY[5]/46,XY[25]=man met 2 verschillende cellijnen: in 5/30 van de onderzochte cellen karyotype 47,XYY en in 25/30 cellen een normaal mannelijk karyotype 46,XY. - mos 47,XY,+m[4]/46,XY[54]= man met 2 verschillende cellijnen: in 4/58 van de onderzochte cellen karyotype 47,XY met een extra ongeïdentificeerd chromosoom en in 54/58 van de cellen een normaal mannelijk karyotype 46,XY.

63


Bijlage 4: Toelating tot bruikleen 1. Figuren uit Nussbaum et al. (2004) Dear Marieke Dutre, We hereby grant you permission to reprint the material detailed below at no charge in your thesis subject to the following conditions: 1. If any part of the material to be used (for example, figures) has appeared in our publication with credit or acknowledgement to another source, permission must also be sought from that source. If such permission is not obtained then that material may not be included in your publication/copies. 2. Suitable acknowledgment to the source must be made, either as a footnote or in a reference list at the end of your publication, as follows:“This article was published in Publication title, Vol number, Author(s), Title of article, Page Nos, Copyright Elsevier (or appropriate Society name) (Year).” 3. Your thesis may be submitted to your institution in either print or electronic form. 4. Reproduction of this material is confined to the purpose for which permission is hereby given. 5. This permission is granted for non-exclusive world Dutch rights only. For other languages please reapply separately for each one required. Permission excludes use in an electronic form other than submission. Should you have a specific electronic project in mind please reapply for permission. 6. Should your thesis be published commercially, please reapply for permission. Yours sincerely; Kayleigh Harris, Right Administrator Elsevier Ltd Request From: student Marieke Dutre Universiteit Gent Belgium To use the following material: ISSN/ISBN: 0-7216-0244-4 Title: (thompson and thompson) Genetics in medicine Author(s): Nussbaum, McInnes, Willard Volume: 6 Issue: 6th edition Year: 2004 Pages: 6 - 151 Article title: chapter 2 and 9 How much of the requested material is to be used: figures: 2-2, 2-6, 2-7, 9-1, 9-7, 9-10, 9-12 tables: 9-3, 9-4, 9-5 How/where will the requested material be used: a thesis study on the incidence of karyotypeabnormalities in a infertile population after 3 failed IVF/ICSI attempts Additional Info: In the introduction of our thesis we explain about chromosomal basis of heredity and how chromosome abnormalities can lead to unbalanced gametes en therefore infertility. We often referred to Nussbaum et al. and the figures and tables would we hellpful as illustrating material.

64


2. Figuren uit cursus Prof. De Paepe (2008-2009) Doorgestuurd bericht van [email protected] ----Datum: Mon, 27 Apr 2009 10:27:08 +0200 Van: Katia Poelman Antwoorden aan:Katia Poelman Onderwerp: FW: masterproef 2de master geneeskunde Aan: [email protected] Cc: 'Anne De Paepe' Geachte Mevrouw, Dit is OK voor Prof. De Paepe en Prof. Poppe. Met vriendelijke groeten, Katia Poelman, Secretaresse i.o. Prof. Dr. Anne De Paepe Diensthoofd Centrum voor Medische Genetica De Pintelaan 185 - B-9000 Gent België [email protected] http://medgen.ugent.be tel.: +32 (0)9 332 36 02 fax: +32 (0)9 332 49 70 ----- Original Message ----From: "Ruth Stadhouders" To: "Anne De Paepe" Cc: <[email protected]> Sent: Saturday, April 25, 2009 6:01 PM Subject: masterproef 2de master geneeskunde

Geachte prof. De Paepe, Voor onze masterproef onderzoeken wij de incidentie en aard van karyotype afwijkingen bij patiënten met minstens 3 gefaalde IVF/ICSI-pogingen. Enkele figuren die u in uw hoorcolleges gebruikte, lijken ons zeer geschikt om een heldere uitleg omtrent verschillende soorten karyotype afwijkingen en hun patroon van segregatie, te bekomen. Graag zouden wij uw toestemming vragen om enkele van deze figuren te gebruiken in onze masterproef. Het gaat om slides nr.25, 32 en 33 van de 3de lessenreeks, verschenen op Minerva. Dank bij voorbaat, Mvg Marieke Dutré Ruth Stadhouders studenten 2de master geneeskunde

65

ICSI-BEHANDELINGEN

Recommend Documents