Abstract

Bakgrund: FSH-koncentrationen dag 3 i cykeln är ett populärt screeningverktyg för att förutsäga om det går att uppnå graviditet efter IVF. Svårigheter att tolka detta test har berott på bristande konsensus när det gäller att definiera en förhöjd FSH-koncentration, en förändring av testmetoderna och bristande kontroll av faktorer som kan förvirra sambandet mellan FSH-koncentration och graviditet. METODER: Bedömning gjordes av förmågan hos en måttligt förhöjd (10-11,4 mIU/ml, Världshälsoorganisationens andra internationella standard (IRP 78/549) och en förhöjd FSH-koncentration (>11,4 mIU/ml, omräkningsfaktor till SI-enheter, 1,00) att förutsäga förmågan att uppnå graviditet genom IVF och embryoöverföring, både oberoende av varandra och efter att ha kontrollerat för förväxlingsvariabler som ålder, diagnos och svar på gonadotrofiner. RESULTAT: Sammanlagt 293 IVF-cykler granskades retrospektivt. Ett FSH (>11,4) var starkt förknippat med oförmåga att uppnå graviditet efter IVF både oberoende (P < 0,01) och efter multivariat analys (P < 0,01), och hade ett starkt prediktivt värde (100 %). Ett måttligt förhöjt FSH (10-11,4) var inte statistiskt förknippat med graviditetsutfall vare sig oberoende eller efter multivariat analys, och hade ett lågt prediktivt värde (71 %). SLUTSATSER: En stor del av det prediktiva värdet av ett förhöjt FSH förvrängs av dåligt svar på gonadotropinstimulering, vilket kan övervinnas hos yngre kvinnor.

Introduktion

När en kvinna åldras minskar hennes förmåga att uppnå graviditet måttligt fram till 35 års ålder, och sedan snabbare därefter (Barnhart och Osheroff, 1998). FSH-koncentrationen på cykeldag 3 är ett populärt screeningverktyg för att förutsäga framgång i en IVF-cykel, oberoende av ålder, och föreslogs först som sådant av Muasher (Muasher et al., 1988). Sedan dess har det visats att kvinnor med en förhöjning av dag 3 FSH har minskad äggstocksfunktion (Lenton et al., 1988) och minskad framgång vid behandling med assisterade reproduktionstekniker (Navot et al., 1987; Scott et al., 1989,1990; Tanbo et al., 1989; Toner et al., 1991; Khalifa et al., 1992; Pearlstone et al., 1992; Martin et al., 1996; Evers et al., 1998). Flera studier har visat att kvinnor med förhöjda FSH-koncentrationer, oberoende av ålder, har ett dåligt svar på äggstocksstimulering, vilket resulterar i lägre graviditetsfrekvens. Svårigheter i tolkningen av detta screeningtest har berott på bristande samsyn i definitionen av en förhöjd FSH-koncentration tillsammans med bristande kontroll av faktorer som kan förvirra sambandet mellan FSH-koncentration och graviditet. Dessutom kompliceras tolkningen av litteraturen av skillnader mellan de tester som används i enskilda laboratorier och en ändring av den andra internationella referenspreparationen (Second International Reference Preparation, IRP) från en standard för humant menopausalt gonadotrofin (HMG) till Världshälsoorganisationens andra internationella standard (IRP 78/549). För att omvandla ett FSH-värde (mIU/ml) från den andra IRP-HMG-standarden till den andra IRP 78/549-standarden, måste man multiplicera med 0,67. Omvänt, för att konvertera ett FSH-värde (mIU/ml) från 2:a IRP 78/549-standarden till 2:a IRP-HMG-standarden skulle man multiplicera med 1,49.

En av de första storskaliga studierna som utvärderade det prediktiva värdet av basalt FSH kategoriserade tröskelvärdena på följande sätt: lågt <15 mIU/ml; måttligt 15-24,9 mIU/ml; högt ≥25 mIU/ml (Scott et al., 1989). Denna studie visade en sjunkande graviditetsfrekvens när den basala FSH-koncentrationen ökade, med en måttlig minskning av graviditetsfrekvensen för kvinnor med ett FSH mellan 15 och 24,9 mIU/ml och en dramatisk minskning av graviditetsfrekvensen om FSH var ≥25 mIU/ml. Andra (Licciardi et al., 1995; Evers et al., 1998) har använt 17 mIU/ml som gränsvärde för att definiera en förhöjd basal FSH-koncentration. Om man omvandlar dessa siffror till den nya standarden 78/549 resulterar det i en betydligt lägre FSH-tröskel. Ett FSH-värde på 25 mIU/ml skulle motsvara 16,7 mIU/ml (Världshälsoorganisationens 78/549-standard), ett värde på 17 mIU/ml skulle motsvara 11,4 mIU/ml och ett värde på 15 mIU/ml skulle motsvara 10 mIU/ml.

I den här studien fastställdes FSH:s prediktiva värde vid olika koncentrationer i syfte att identifiera det optimala gränsvärdet. Cut-off-värdena definierades för att sammanfalla med dem som fastställts i litteraturen, med hänsyn till förändringen av referensstandarden. Den prediktiva förmågan hos ett måttligt förhöjt och förhöjt FSH dag 3 utvärderades, både oberoende av varandra och efter kontroll av förväxlingsfaktorer som diagnos, ålder och follikelrespons på gonadotrofiner.

Material och metoder

En journalgranskning genomfördes för 315 kvinnor som inledde en IVF-cykel under en tidsperiod från februari 1997 till november 1998 vid Division of Reproductive Endocrinology and Infertility of the University of Pennsylvania Medical Center. Eftersom de data som samlades in och analyserades erhölls under den vanliga patientvården och inte påverkade patientens behandling eller sekretess är granskning av kommittén för användning av mänskliga ämnen undantagen vid vår institution.

Totalt 293 försökspersoner (94 %) ingick, vars journaler var fullständiga. Koncentrationer av FSH på cykeldag 3 mättes hos alla patienter under en spontan cykel. Alla FSH-koncentrationer från de föregående 12 månaderna granskades, och det högsta registrerade värdet användes som FSH-koncentration i denna studie. Annan information som samlades in var: patientens ålder, etiologi för infertilitet, använd medicinering, antal använda ampuller, dag för administrering av humant choriongonadotrofin, östradiolkoncentrationen på dagen för administrering av humant choriongonadotrofin (HCG), endometrialtjocklek, om intracytoplasmatisk spermieinjektion (ICSI) utfördes, antal oocyter som hämtades, antal embryon som överfördes och om graviditet uppnåddes eller inte. Alla patienter, oavsett ålder eller FSH-koncentration, genomgick stimulering.

Stimuleringsprotokoll

Ovulationsinduktion påbörjades med antingen en lutealfas eller ett flare-protokoll. Hos patienter som genomgick protokollet för lutealfasen påbörjades leuprolidacetat (Lupron; TAP Pharmaceuticals, Deerfield, IL, USA) i en dos av 10 U (0,5 mg) dagligen, 7-8 dagar efter LH-höjningen. Efter uttagsblödningen genomgick patienten baslinjemätningar av ultraljud, östradiol och LH för att bekräfta ovarieundertryckning. Cykeln tilläts fortsätta om östradiol var <50 pg/ml (omvandlingsfaktor till SI-enheter, 3,67), LH var undertryckt och ultraljudet visade avsaknad av cystor. När gonadotrofiner hade påbörjats sänktes dosen Lupron till 5 enheter (0,25 mg) dagligen. Mediciner som användes av patienterna var: rekombinant (rFSH, Gonal-F; Serono, Norwell, MA, USA), urin-FSH (uFSH, Metrodin; Serono) eller höggradigt renat (hp) FSH (Fertinex; Serono).

Patienter som använde sig av flare-protokollet startade 5 enheter (0,25 mg) Lupron dagligen på cykeldag 1 med baslinje ultraljud och blodprov enligt ovan. Om allt var normalt började patienterna med gonadotrofiner på cykeldag 2.

Patienterna togs tillbaka på cykeldag 5-7 för ultraljud, östradiol- och LH-mätningar. Baserat på resultaten av ovanstående tester justerades läkemedelsdosen vid behov. HCG, 10 000 U (Profasi; Serono), administrerades när de ledande folliklarna var >20-22 mm i genomsnittlig diameter med en lämplig östradiolkoncentration på ~200 pg/ml per mogen follikel. Ultraljudsstyrd oocytutvinning utfördes 36 timmar efter HCG-administrationen, och embryoöverföring utfördes den tredje dagen efter utvinningen. Den luteala fasen stöddes med progesteron i olja, 50 mg i.m. dagligen, med början natten efter oocytuttagningen, och fortsatte tills ett negativt graviditetstest erhölls eller till graviditetsvecka 10. Ett serum HCG-test erhölls 14 dagar efter embryoöverföring.

Definition av utfall

Graviditet definierades med hjälp av standard SART-definitioner. En graviditet klassificerades som en kemisk graviditet om den initiala HCG-koncentrationen översteg 5 mIU/ml, men ingen säck påvisades på ultraljud. En levande födelse definierades som en graviditet som resulterade i att ett livskraftigt barn föddes. En ektopisk graviditet definierades som en graviditet som uppstod utanför endometriehålan, och en spontan abort definierades som en graviditet som förlorades före graviditetsvecka 20.

För att utvärdera det prediktiva värdet av olika åldrar och FSH-värden delades uppgifterna in i ålderskategorier enligt följande: <35, 35-40 och >40 år och FSH-kategorierna normal (<10 mIU/ml, omvandlingsfaktor till SI-enheter, 1,00), måttligt förhöjd (10-11,4 mIU/ml), förhöjd (>11,4 mIU/ml) och markant förhöjd (>16,7 mIU/ml). Dessa kategorier valdes för att återspegla koncentrationer av FSH som visat sig vara prediktiva i andra studier, med justering för de referenspreparat som används i respektive analys (Scott et al., 1989; Licciardi et al., 1995; Evers et al., 1998).

Dataanalys

Deskriptoriska analyser genomfördes först i den totala valbara kohorten för att undersöka grundsammanslutningar och för att bedöma om fördelningarna av kontinuerliga variabler överensstämde med det normalitetsantagande som krävs för parametriska statistiska tester. Sambanden mellan levande födda och FSH-värde och mellan levande födda och andra variabler bedömdes med hjälp av oddskvoter (OR) som beräknades med hjälp av STATA-programvaran (College Park, TX, USA). En variabel ansågs vara en signifikant prediktor för graviditet om det 95-procentiga konfidensintervallet för OR inte omfattade 1,0. Känslighet, specificitet och prediktiva värden beräknades. Flera 2×2-tabeller användes för att få fram de procentuella värdena för sensitivitet, specificitet och positiva och negativa prediktiva värden, där sjukdom definierades som att inte uppnå en levande födsel. Separata tabeller konstruerades för att utvärdera känsligheten och det prediktiva värdet av en FSH-koncentration vid det gränsvärde som användes i denna studie. Testegenskaperna för ett förhöjt FSH-värde beräknades med hjälp av varje brytpunkt (>10,0 och >11,4) i hela populationen. För att bedöma nyttan av att använda ett FSH-gränsvärde på >10, om man antar att ett förhöjt FSH-värde är prediktivt, utvärderades också testegenskaperna för ett FSH-värde på >10,0, med undantag för kvinnor med ett förhöjt FSH-värde (>11,4). Alla beräkningar utfördes på hela urvalet och i undergrupper stratifierade efter ålder och FSH-koncentration.

Både ojusterade och stratifierade analyser utfördes också för att identifiera potentiella förväxlingsvariabler till utfallet att uppnå en levande födsel. Multivariabel logistisk regression användes sedan för att skatta OR för sambandet mellan FSH-värde (över en given brytpunkt) och graviditet, justerat för alla potentiella förväxlingsfaktorer. Variabler inkluderades i den logistiska regressionsmodellen om: (i) de var biologiskt rimliga, (ii) de uppvisade ett P < 0,20 för sambandet med utfallet i de ojusterade analyserna, eller (iii) justering för den givna variabeln förändrade OR för sambandet mellan FSH och graviditet med 10 % (Mickey och Greenland, 1989; Maldonado och Greenland, 1993). P < 0,05 ansågs vara statistiskt signifikant med hjälp av tvåsvansade tester. Data presenteras som medelvärde ± SD om inget annat anges.

Laboratorieförfaranden

FSH-koncentrationen bestämdes med hjälp av Bayer Technicon Immuno 1 System, en heterogen sandwichmagnetisk separationsanalys med en känslighet på 0,1 mIU/ml. Det är standardiserat mot Världshälsoorganisationens (WHO) andra internationella standard (IRP 78/549). Det normala FSH-värdet för en kvinna i reproduktiv ålder i follikelfasen är 1,5-11,4 mIU/ml med denna analys. Koefficienten inom testet (SD inom körning; mIU/ml) är 0,13 vid ett FSH-värde på 5,5, 0,22 vid ett FSH-värde på 12,3 och 0,49 vid ett FSH-värde på 30,3. Koefficienten mellan analyser (total SD; mIU/ml) är 0,18 vid ett FSH på 5,5, 0,34 vid ett FSH på 12,3 och 0,85 vid ett FSH på 30,3.

Resultat

Varje försöksperson hade i genomsnitt ett till sex FSH-värden som registrerats i journalen under de 12 månaderna före inledandet av IVF-cykeln. Baserat på det maximala FSH-värdet delades kohorten av 293 patienter in i FSH-kategorier enligt följande: normal: FSH <10 mIU/ml (genomsnittligt FSH-värde 7,0 ± 1,5, n = 245), måttligt förhöjt: FSH 10-11,4 mIU/ml (genomsnittligt FSH-värde 10,7 ± 0,4, n = 24), och förhöjt: FSH >11,4 mIU/ml (medelvärde FSH 16,2 ± 5,3, n = 24). Det fanns endast sju försökspersoner med ett FSH >16,7 mIU/ml, så dessa försökspersoner ingick i gruppen >11,4 mIU/ml. Den genomsnittliga FSH-koncentrationen i varje grupp var signifikant annorlunda (P < 0,001). Medelåldern i varje FSH-grupp var likartad (normal, 35,0 ± 4,5; måttligt förhöjd, 36,0 ± 2,8; förhöjd, 36,0 ± 4,2). Andelen patienter <35, 35-40 och >40 år var likartad i alla FSH-grupper med undantag för en tendens till en större andel kvinnor >40 år i den förhöjda FSH-gruppen (30,4 %) jämfört med den måttligt förhöjda (12 %) och den normala FSH-gruppen (17,6 %). Det fanns ingen signifikant skillnad i andelen patienter som inte hade några tidigare IVF-cykler jämfört med dem som hade minst en tidigare cykel mellan FSH-grupperna. Svaret på stimulering, stratifierat efter ålder och FSH, anges i tabell I.

Det fanns totalt 104 graviditeter hos de 293 studerade patienterna. Sjuttiosex av dessa graviditeter resulterade i en levande födelse, två var ektopiska graviditeter, 13 resulterade i spontan abort och 13 var biokemiska graviditeter. Den totala graviditetsfrekvensen (mätt som förhöjt HCG; HCG+) per påbörjad cykel var 35,5 %. Den totala HCG+-frekvensen och antalet levande födslar stratifierade efter både ålder och FSH-värde presenteras i tabell II. Den totala HCG+-frekvensen och antalet levande födda barn efter ålder (alla FSH-grupper kombinerade) var: ålder <35 år: 46,9 % och 34,4 %; ålder 35-40 år: 30,5 och 23,7 %; ålder >40 år: 11,8 och 2,9 %. Den totala HCG+-frekvensen och antalet levande födslar efter FSH (alla åldersgrupper tillsammans) var: FSH <10 mIU/ml: 37,1 och 28,2 %; FSH 10-11,4 mIU/ml: 37,5 och 29,2 %; FSH >11,4 mIU/ml: 16,7 och 0 %.

I patienter <35 år var cykelavbrottsfrekvensen högre för dem med förhöjt FSH jämfört med dem med lågt FSH (33,3 jämfört med 7,3 %; P < 0,004). Avbrottsfrekvensen hos kvinnor >40 år med ett högt FSH var betydligt högre än hos kvinnor med ett lågt FSH (71,4 jämfört med 14,3 %; P < 0,005). I varje åldersgrupp fanns det en icke statistiskt signifikant trend mot en minskad spontan abortfrekvens för kvinnor med lågt FSH jämfört med kvinnor med förhöjt FSH: ålder <35 år: 10,1 % spontan abortfrekvens med normalt FSH jämfört med 22,2 % spontan abortfrekvens med högt FSH; ålder 35-39 år: 6,4 % jämfört med 12,5 % och ålder ≥40 år: 7,1 jämfört med 14,3 %.

Känslighet, specificitet, positiva och negativa prediktiva värden för ett måttligt förhöjt FSH-värde (10-11,4 mIU/ml), ett förhöjt FSH-värde (>11,4 mIU/ml) hos alla kvinnor och för ett FSH-värde >10 mIU/ml, med uteslutande av kvinnor med ett värde >11,4 mIU/ml, presenteras i tabell III. Uppgifterna presenteras totalt och stratifierade efter ålder. Känsligheten hos ett måttligt förhöjt och förhöjt FSH-värde för att förutsäga IVF-svikt är låg för alla åldersgrupper (6,7-19,5 %). Specificiteten för måttligt förhöjda och förhöjda FSH-koncentrationer är hög för alla åldersgrupper och varierar mellan 90,1 och 100 %. Det positiva prediktiva värdet av en måttligt förhöjd FSH-koncentration varierar mellan 60 och 100 %. Det positiva prediktiva värdet av en förhöjd FSH-koncentration var 100 %.

Signifikanta prediktorer för graviditet hos kvinnor med en måttligt förhöjd och en förhöjd FSH-koncentration anges i tabell IV. Variablerna listas om de var prediktiva i hela kohorten (utan kontroll av förväxlingsvariabler) och efter multipel logistisk regression för att kontrollera förväxlingsvariabler. Varken specifik infertilitetsdiagnos eller användning av ICSI var prediktiva för graviditetsutfallet. Ett måttligt förhöjt FSH var inte prediktivt för utfallet vare sig i den ojusterade eller justerade analysen. Ett förhöjt FSH var prediktivt både i den ojusterade och justerade analysen. Svaret på stimulering (antal hämtade oocyter, maximal östradiolkoncentration) var prediktivt för graviditet i den ojusterade analysen hos både kvinnor med måttligt förhöjt och förhöjt FSH-värde. Endast ett högt FSH-värde (>11,4 mIU/ml) och ålder var prediktiva för utfallet efter kontroll för förväxlingsfaktorer.

Diskussion

Förmågan hos en FSH-koncentration på cykeldag 3 att förutsäga IVF-utfallet kan bedömas på två olika sätt: kliniskt och statistiskt. Det konstaterades att med båda kriterierna var det endast en förhöjd basal FSH >11,4 mIU/ml, enligt WHO 78/549-standarden, som var signifikant förknippad med dålig prognos vid IVF. Ett måttligt förhöjt FSH (10-11,4 mIU/ml) var inte signifikant förknippat med dålig prognos vid IVF och hade begränsad prediktiv förmåga.

Kliniskt används ett basalt FSH dag 3 vanligen som ett screeningverktyg för att bedöma prognosen för att uppnå en levande födsel med IVF. I det här fallet använder en kliniker ett FSH-värde före äggstocksstimulering, utan kännedom om svaret på gonadotropinstimulering. Prognosen baseras således enbart på FSH-koncentrationen. Ett screeningtest som används för att identifiera dem med dålig prognos skulle optimalt identifiera fertila patienter (hög specificitet) samt infertila patienter (hög känslighet) (Barnhart och Osheroff, 1998). Screeningtest offrar dock ofta antingen känslighet eller specificitet för att maximera det andra (Barnhart och Osheroff, 1999). De data som presenteras här bekräftar att en dag 3 FSH har en hög specificitet men en dålig sensitivitet (Barnhart och Osheroff, 1998). Specifikt visades att ett förhöjt FSH hade den högsta sensitiviteten hos kvinnor >35 år. Denna sensitivitet var dock endast 11,3 %. Omvänt bekräftades att FSH är ett mycket specifikt screeningtest, eftersom >90,1 % av de kvinnor som uppnådde en levande födsel inte hade ett förhöjt FSH. I vår serie uppnådde ingen kvinna med ett FSH >11,4 mIU/ml en levande födsel. Omvänt förutsade ett FSH på 10-11,4 mIU/ml inte att IVF misslyckades hos upp till 37 % av patienterna. Baserat på dessa data används FSH som ett screeningtest bäst för att ge prognostisk information för en patient som genomgår IVF för första gången med hjälp av en hög cut-off koncentration (>11,4 mIU).

Syftet med denna artikel var att utvärdera användbarheten av ett måttligt förhöjt FSH-värde och ett förhöjt FSH-värde bortom de traditionella 2×2-tabellerna. Detta uppnåddes med hjälp av logistisk regression, där man bedömde sambandet mellan en förhöjd FSH-koncentration och förmågan att uppnå en levande födsel. Användningen av multivariat analys möjliggör en statistisk utvärdering av sambandet mellan ett förhöjt FSH-värde och IVF- framgång, samtidigt som hänsyn tas till andra faktorer som kan påverka resultatet. De uppgifter som presenteras här visar att utan kontroll av förväxlingsvariabler är många faktorer statistiskt förknippade med sannolikheten att uppnå graviditet, bland annat: en FSH >11,4 mIU/ml, ålder, maximal östradiolkoncentration, stimuleringens längd och antalet hämtade oocyter. Därför kan var och en av dem fungera som en oberoende prediktor för graviditetsresultatet. Många av dessa variabler är inbördes relaterade och beroende av varandra. Kontroll för dessa faktorer med logistisk regression visar att en måttligt förhöjd FSH (>10 mIU/ml) inte är signifikant förknippad med misslyckande att uppnå en levande födsel efter IVF. Endast ett förhöjt FSH (>11,4 mIU/ml) och ålder är signifikant förknippade med utebliven levande födsel efter IVF. Utan kontroll för dessa variabler kunde uppgifterna ha varit missvisande och skulle ha varit föremål för många av de bias som begränsar andra manuskript som utvärderar användbarheten av FSH som en prediktor för behandlingsresultat. De aktuella uppgifterna stämmer överens med nyligen genomförda studier (Bancsi et al., 2000) men står i kontrast till resultaten från andra som har visat att ålder förutsäger graviditet i högre grad än FSH (Sharif et al., 1998). Medan ett förhöjt FSH (>11,4 mIU/ml) alltså är en oberoende prediktor för graviditet, kan dålig prognos också identifieras på grundval av ålder och/eller tidigare stimuleringssvar. Med andra ord, om information om dessa faktorer är känd för klinikern är den ytterligare information som erhålls med ett dag 3 FSH begränsad.

En viktig aspekt av den aktuella studien är att inte bara FSH-värdet strax före IVF-cykeln bedömdes, utan att alla FSH-värden vid baslinjen erhölls under de föregående 12 månaderna. Det högsta FSH-värdet som registrerades användes för analysen. En stor variation i värdena under denna tidsperiod noterades. Det högsta värdet var mer förutsägande för resultatet än FSH-värdet omedelbart före IVF-cykeln (data visas inte). Detta stämmer överens med en tidigare studie som visar att chansen till graviditet efter en IVF-cykel minskar dramatiskt hos patienter med någon tidigare historia av en förhöjd FSH-koncentration dag 3 (Martin et al., 1996).

Slutsatsen är att det är problematiskt att jämföra resultaten av studier som utvärderar det prediktiva värdet av FSH. Det finns skillnader i analyser, tekniker och referenspreparat, t.ex. förändringen i Second IRP från den äldre HMG-standarden till den nyare 78/549-standarden. Ett FSH på 10 mIU/ml (78/549-standard) motsvarar till exempel 15 mIU/ml (HMG-standard) och ett FSH på 11,4 mIU/ml (78/549-standard) motsvarar 17 mIU/ml (HMG-standard). De data som presenteras här visar att FSH dag 3 endast är prediktivt för IVF-svikt när det är förhöjt (>11,4 mIU/ml, WHO 2nd IRP 78/549 standard). En måttligt förhöjd FSH-koncentration (10-11,4 mIU/ml) har ingen oberoende prediktiv förmåga. Dessutom förväxlas en stor del av det prediktiva värdet av ett förhöjt FSH-värde med andra variabler som påverkar IVF- framgång, t.ex. ålder, infertilitetsdiagnos och svar på stimulering med gonadotrofiner. Den dåliga prognos som en förhöjd FSH ger hos yngre kvinnor (<35 år) kan övervinnas genom att maximera stimuleringsprotokollet.