In-vitromaturatie (IVM) van humane eicellen

STAND VAN ZAKEN
K L I NI SCH E PR AK TI JK
In-vitromaturatie (IVM) van humane eicellen
INTRODUCTIE VAN EEN NIEUWE KUNSTMATIGE VOORTPLANTINGSTECHNIEK IN NEDERLAND
Dimitri Consten, Jan Peter de Bruin, Rob S.G.M. Bots, Carl J.C.M. Hamilton en Marcel F. Peeters
In-vitromaturatie (IVM) is een kunstmatige voortplantingstechniek. Hierbij oogst men zonder hormoonstimulatie
onrijpe eicellen, die gedurende ongeveer 30 uur in vitro worden gerijpt en vervolgens geïnsemineerd via in-vitrofertilisatie (ivf) of intracytoplasmatische sperma-injectie (ICSI).
De eerste IVM-zwangerschap werd in 1991 gerapporteerd. Inmiddels zijn wereldwijd naar schatting meer dan 1100
IVM-kinderen geboren.
IVM is door het ontbreken van hormoonstimulatie patiëntvriendelijk, goedkoop en veilig. Het risico van het ovarieel
hyperstimulatiesyndroom (OHSS) wordt geheel vermeden. IVM is daarmee met name aangewezen voor patiënten
met een verhoogd risico op het krijgen van OHSS, zoals patiënten met het polycysteus-ovariumsyndroom.
De laatste jaren is de efficiëntie van de IVM-methode toegenomen. In centra met ervaren behandelaars is het percentage levendgeborenen per cyclus bijna 15.
In-vitromanipulatie van eicellen en embryo’s kan theoretisch leiden tot verstoring van de ‘genetische imprinting’.
Bij grote landbouwhuisdieren houdt IVM mogelijk verband met een abnormaal hoog geboortegewicht, baringsproblemen en verhoogde morbiditeit (‘large offspring syndrome’). Bij mensen heeft men dit syndroom nog niet waargenomen. De groepen van onderzochte kinderen zijn echter klein en de follow-up is beperkt tot maximaal 2 jaar.
De introductie van IVM in Nederland, vooralsnog in het kader van wetenschappelijk onderzoek, is recent toe gestaan
door de Nederlandse Vereniging voor Obstetrie en Gynaecologie (NVOG) en de Vereniging van Klinisch Embryologen
(KLEM).
St. Elisabeth Ziekenhuis, Tilburg.
IVF-laboratorium: dr. D. Consten, klinisch
embryoloog; dr. M.F. Peeters, arts-microbioloog en
In-vitromaturatie (IVM) van humane eicellen is een relatief nieuwe kunstmatige voortplantingstechniek. Hierbij
oogst men onrijpe eicellen met transvaginale follikelaspiratie zonder dat voorafgaand hormoonstimulatie met
follikelstimulerend hormoon (FSH) plaatsvindt. Deze
onrijpe eicellen rijpen gedurende ongeveer 30 uur in vitro
in een daarvoor ontwikkeld medium, waarna ze worden
bevrucht via in-vitrofertilisatie (ivf) of intracytoplasmatische sperma-injectie (ICSI). Buiten Nederland gebruikt
men deze techniek steeds vaker, ook omdat er steeds
meer succes mee wordt behaald, zoals valt af te lezen aan
het zwangerschapscijfer. Wereldwijd zijn inmiddels meer
dan 1100 kinderen na IVM geboren. IVM lijkt een veelbelovende techniek, die voor bepaalde patiëntgroepen een
goed alternatief kan zijn voor conventionele ivf, waarbij
men wél gebruikmaakt van hormoonstimulatie.
klinisch embryoloog.
Afd. Gynaecologie en Obstetrie: dr. R.S.G.M. Bots,
DE ONTWIKKELINGSHISTORIE VAN IVM
gynaecoloog.
Jeroen Bosch Ziekenhuis, locatie Groot
Ziekengasthuis, afd. Gynaecologie en Obstetrie,
's-Hertogenbosch.
Dr. J.P. de Bruin en dr. C.J.C.M. Hamilton,
gynaecologen.
Contactpersoon: dr. J.P. de Bruin ([email protected]).
In 1935 stelden onderzoekers vast dat eicellen van het
konijn in vitro spontane rijping vertoonden en ook de
capaciteit bleken te hebben om bevrucht te worden.1 In
1965 werd hetzelfde fenomeen bij menselijke eicellen
gezien.2 Begin jaren tachtig werd ontdekt dat men normale embryo-ontwikkeling en zwangerschappen kon
laten ontstaan door onrijpe eicellen, die incidenteel bij
NED TIJDSCHR GENEESKD. 2009;153:B25.INDD
1
K L I NI SCH E PR AK TI JK
normale ivf werden gevonden, in vitro te incuberen en te
bevruchten.3
Men heeft sinds de jaren tachtig uitvoerig dierexperimenteel onderzoek gedaan naar IVM. In Nederland
gebeurde dat vooral bij runderen. Tegenwoordig wordt
IVM in de rundveehouderij op grote schaal toegepast.
In 1991 werd gerapporteerd over de eerste IVM-zwangerschap bij de mens, waarbij onrijpe eicellen waren geoogst
zonder voorafgaande hormoonstimulatie.4 In die tijd was
het zwangerschapscijfer van de techniek nog zeer laag.
Vanaf het begin van deze eeuw is hierin een gestage verbetering te zien en in de nabije toekomst lijkt het mogelijk
zwangerschapscijfers van conventionele ivf/ICSI te evenaren.5 Het gevolg is dat IVM op steeds grotere schaal
wordt toegepast in onder meer Scandinavië, Groot-Brittannië, Italië, Canada en Zuid-Korea.
EICELRIJPING
Tijdens de menselijke oögenese ontstaan primaire oöcyten, die tijdelijk hun celdeling beëindigen in de profase
van de eerste meiotische deling en die omringd door
granulosacellen hun tijd afwachten als primordiale follikels. Vanuit deze pool van primordiale follikels zal in de
loop van de tijd steeds een aantal follikels geactiveerd
worden tot verdere ontwikkeling. Aan het begin van elke
menstruatiecyclus ligt een aantal vroeg antrale follikels
klaar, die onder invloed van FSH verder groeien en rijpen.
Slechts één dominante follikel bereikt het preovulatoire
stadium. De rest van de antrale follikels verdwijnt door
atresie nadat de FSH-spiegel afneemt. Onder invloed van
luteïniserend hormoon (LH) vindt fi nale rijping plaats,
waarbij de eicel in de dominante follikel de meiotische
deling hervat tot aan de metafase van de tweede meiotische deling. Hierna volgt de ovulatie (figuur 1).
Door hormoonstimulatie met FSH bij ivf voorkomt men
atresie van de antrale follikels. Zo ontstaan meerdere
preovulatoire follikels en kan men meerdere metafase
II-eicellen oogsten. Bij IVM echter past men geen hormoonstimulatie toe en oogst men de eicellen vroeg in de
cyclus uit antrale follikels voordat atresie optreedt. Deze
eicellen, die zich meestal nog in metafase I bevinden,
hebben reeds hun uiteindelijke grootte bereikt, zijn in
staat tot fi nale rijping door hervatting van de meiose en
kunnen bevrucht worden. Dit proces start vanzelf zodra
de eicel uit zijn follikel wordt verwijderd. Het bereiken
van het metafase II-stadium neemt 24-38 uur in beslag.
Bij deze eicellen bestaat de kans dat de rijping van het
FIGUUR 1 Follikelontwikkeling en eicelrijping tijdens de menstruatiecyclus. Na de ovulatie blijft het restant van het follikel bestaan als corpus luteum en
vervolgens als corpus albicans.
2
NED TIJDSCHR GENEESKD. 2009;153:B25.INDD
VOOR- EN NADELEN VAN IVM
Het voordeel van de behandeling is dat meerdere oöcyten
worden verkregen zonder dat men hormoonstimulatie
hoeft toe te passen. Dit maakt de behandeling patiëntvriendelijker, veiliger en goedkoper dan conventionele
ivf. Er is geen risico van het ovarieel hyperstimulatiesyndroom (OHSS). Ernstig OHSS, dat mogelijk leidt tot
ascites, pleuravocht, orgaanfalen, diepveneuze trombose
of longembolie en zelfs tot sterfte, komt tot bij 2 van de
conventionele ivf-behandelingen voor. Met name patiënten met het polycysteus-ovariumsyndroom (PCOS)
lopen risico op het ontstaan van OHSS.7 Ook zijn nadelige langetermijneffecten van hormoonstimulatie nog
niet geheel uitgesloten.8
De nadelen van IVM zijn dat het technisch lastiger is om
eicellen te verkrijgen met transvaginale aspiratie van
kleine antrale follikels, dat IVM vooralsnog minder efficiënt is dan ivf en dat meer laboratoriumwerkzaamheden
nodig zijn. De veiligheid van IVM voor het nageslacht
vraagt nog nadere evaluatie.
INDICATIES
Met name patiënten met een verhoogd OHSS-risico,
zoals zij die PCOS hebben en zij die eerder OHSS kregen,
kunnen profiteren van IVM. Ook kan ‘escape‘-IVM als
escapetechniek worden toegepast wanneer men een ivfbehandeling moet staken tijdens de hormoonstimulatiefase wegens dreigend OHSS.9 Theoretisch is IVM geschikt
voor de gehele ivf/ICSI-populatie vanwege patiëntvriendelijkheid en eenvoud. Daarom heeft men IVM reeds
incidenteel toegepast bij ivf/ICSI wegens mannelijke subfertiliteit, bij eiceldonatie en vóór een oncologische
behandeling.
IVM IN DE PRAKTIJK
KLINIEK
Meestal kan men IVM uitvoeren zonder hormonale stimulatie van de ovaria. Een uitzondering vormen vrouwen
met een amenorroe waarbij de follikelontwikkeling stagneert. Bij deze groep worden na een onttrekkingsbloeding drie dagen 150 eenheden FSH toegediend. De
succeskans bij IVM blijkt duidelijk samen te hangen met
de juiste timing voor het oogsten van de eicellen.5 Het
moment van oogsten wordt bepaald door het eerste
echoscopische teken van dominantie: de groei van een
follikel naar 8-10 mm en een endometriumdikte van 5
mm. Bij patiënten met een regulaire cyclus valt dit
moment gemiddeld op cyclusdag 8, bij PCOS-patiënten
op cyclusdag 10. Bij PCOS lijkt een gift humaan choriongonadotrofine de succeskans positief te beïnvloeden,
doordat reeds in vivo de laatste rijping van de eicel wordt
geïnitieerd.10 De follikelaspiratie vindt poliklinisch plaats
met een transvaginale echogeleide benadering onder
lokale en/of systemische anesthesie. Bij patiënten met
een regulaire cyclus worden gemiddeld 6 eicellen geoogst,
bij PCOS-patiënten vaak meer dan 10.11 Aangezien er nog
geen functioneel corpus luteum aanwezig is, zal direct
daarna gestart worden met hormonale ondersteuning
van het endometrium met oestradiol- en progesterontabletten.
LABORATORIUM
Het verkregen follikelvocht wordt gefi lterd. De eicellen
worden van het fi lter afgespoeld en onder de microscoop
geïdentificeerd (figuur 2). Vervolgens worden ze overgebracht naar IVM-medium, waarin ze gedurende 24-48
uur worden geïncubeerd om te rijpen tot metafase II.
Succesvol gerijpte eicellen worden bevrucht via ICSI. Ivf
leidt tot minder succes, door een mogelijke verharding
van de zona pellucida van de eicel tijdens de langere
incubatietijd bij IVM, waardoor deze moeilijker doordringbaar is voor zaadcellen. De stappen daarna zijn
analoog aan die bij conventionele ivf/ICSI: de incubatieperiode wordt in ivf-medium voortgezet en de ontwikkeling en de kwaliteit van de embryo’s worden beoordeeld.
Twee tot drie dagen later worden geschikte embryo’s in
de baarmoeder geplaatst. Resterende embryo’s kan men
eventueel invriezen.
EFFICIËNTIE VAN IVM
Onder de ‘efficiëntie’ van IVM wordt verstaan hoe vaak
de behandeling leidt tot een doorgaande zwangerschap.
Anders dan bij ivf wordt het zwangerschapspercentage
bij IVM in het algemeen uitgedrukt per follikelaspiratie
en niet per gestarte cyclus, omdat de impact van het staken van een natuurlijke behandelingscyclus geringer is
dan die van het staken van een hormoongestimuleerde
cyclus. Andere uitkomstparameters zijn: het aantal
geoogste onrijpe eicellen, het eicelrijpingspercentage, het
bevruchtingspercentage en het percentage bevruchte
eicellen dat zich ontwikkelt tot een embryo.
In 2000 zijn de resultaten van meerdere centra wereldwijd samengevat. Eicelrijping vond plaats in circa 65
van de gevallen, bevruchting in circa 70 en deling tot
een embryo in circa 80.11 Hieruit kan men berekenen
dat wanneer 10 onrijpe eicellen worden geoogst 3-4
embryo’s kunnen worden verkregen. Wel was de gemiddelde embryokwaliteit, op basis van morfologische crite-
NED TIJDSCHR GENEESKD. 2009;153:B25.INDD
3
K L I NI SCH E PR AK TI JK
cytoplasma niet synchroon verloopt met de kernrijping,
waardoor de embryokwaliteit en implantatiekans verminderd kunnen zijn.6
K L I NI SCH E PR AK TI JK
FIGUUR 2 Eicel die is geoogst uit een antrale follikel, in de metafase van
meiose I, en die wordt omringd door een compacte laag cumuluscellen.
ria, lager dan bij ivf en werden vaker meer dan 2 embryo’s
in de baarmoeder geplaatst. Het percentage levendgeborenen per IVM-cyclus in deze centra naderde tot 15.5 Ter
vergelijking, in de Nederlandse centra is het percentage
voor doorgaande zwangerschap na ivf en maximaal 2
geplaatste embryo’s ongeveer 20. Het abortuspercentage
na IVM is hoog (30), maar houdt mogelijk verband met
het verhoogde miskraamrisico bij patiënten met PCOS.12
VEILIGHEID VAN IVM/FOLLOW-UP VAN KINDEREN
IVM zou een verhoogd risico kunnen geven op aangeboren afwijkingen of ontwikkelingsstoornissen. Theoretisch zouden deze kunnen worden veroorzaakt door het
gebruik van onrijpe eicellen of de verstoring van het proces van ‘genetische imprinting‘ tijdens de incubatieperiode. Genetische imprinting is het proces van activatie en
deactivatie van genen van maternale en paternale oorsprong die de groei van foetus en placenta reguleren en
op elkaar afstemmen. Bij sommige grote landbouwhuisdieren houdt IVM verband met het ‘large offspring syndrome‘ (LOS), waarbij het nageslacht na een verlengde
dracht met een hoog geboortegewicht ter wereld komt.
Dit leidt tot baringsproblemen en toegenomen morbiditeit.13 Uit de beschikbare literatuur kan echter niet worden geconcludeerd dat dit alleen een gevolg is van de
IVM-procedure. Ook hormoonstimulatie, verlenging van
de incubatieperiode en de ivf-procedure kunnen oorzakelijke factoren zijn. Aanpassing van de kweekmethoden
heeft geleid tot een sterke afname van LOS.14,15 Het is niet
bekend of verstoring van het proces van genetische
imprinting bij mensen kan leiden tot LOS.
4
Bij de introductie van IVM in Nederland heeft de veiligheid voor het nageslacht hoge prioriteit. Een adequate en
langdurige follow-up van IVM-kinderen is aangewezen.
Een internationaal gecentraliseerde registratie ontbreekt
nog, maar initiatieven daartoe worden ontplooid. Naar
schatting zijn wereldwijd ruim 1100 kinderen geboren na
IVM, 320 in Europa, 125 in Noord-Amerika en ruim 650
in Azië. De follow-up van ruim 300 kinderen is gepubliceerd. De zwangerschapsduur en geboortegewichten
bleken normaal, en het totale aantal congenitale afwijkingen bedroeg ongeveer 3, wat niet afwijkt van dat in
de algemene populatie.5 De follow-upperiode was vaak
beperkt tot de leeftijd van 1 jaar. Bij een minderheid van
de kinderen was follow-up tot 2-jarige leeftijd beschikbaar, waarbij de neurologische ontwikkeling normaal
bleek.16
In een recente studie zijn 55 kinderen bij wie de IVMtechniek gevolgd door ICSI was toegepast vergeleken met
gematchte controlepatiënten die waren geboren na ivf en
na ICSI. Deze drie groepen werden vergeleken met kinderen die geboren waren na natuurlijke conceptie. Het
relatieve risico voor aangeboren afwijkingen was 1,42
voor IVM, 1,21 voor ivf en 1,69 voor ICSI. Geen van deze
relatieve risico’s was statistisch significant. Er was geen
toename van het aantal en de ernst van obstetrische
complicaties. De auteurs concluderen dat er een mogelijk
verband is tussen kunstmatige voortplantingstechnieken
en congenitale afwijkingen, maar dat IVM hierin niet
verschilt van ivf en ICSI.17
De vooralsnog waargenomen kans op negatieve effecten
van IVM voor het nageslacht is niet groter dan die bij
andere kunstmatige voortplantingstechnieken. De gepubliceerde follow-up behelst echter nog slechts kleine
groepen en de follow-up is beperkt tot de leeftijd van 2
jaar.
IVM IN NEDERLAND?
Gezien de stijging van het zwangerschapscijfer bij IVM
en het feit dat de kans op congenitale afwijkingen wereldwijd niet verhoogd is, lijkt de tijd rijp om IVM in Nederland te introduceren. Naar aanleiding van een
▼ LEERPUNTEN ▼
• Bij in-vitrofertilisatie (ivf) worden rijpe eicellen geoogst na
hormoonstimulatie.
• In-vitromaturatie (IVM) van onrijpe, humane eicellen is een nieuwe kunstmatige voortplantingstechniek.
• Hierbij krijgt de vrouw geen hormoonstimulatie.
• IVM wordt nu in Nederland geïntroduceerd, vooralsnog alleen in het kader
van wetenschappelijk onderzoek.
NED TIJDSCHR GENEESKD. 2009;153:B25.INDD
mulatie onrijpe eicellen worden geoogst. Deze eicellen
worden in het laboratorium gedurende 24-38 uur gerijpt
en daarna via ICSI bevrucht. Bij IVM wordt het risico van
het ovarieel hyperstimulatiesyndroom vermeden, waardoor deze techniek een geschikt alternatief is voor
patiënten met het polycysteus-ovariumsyndroom. De
follow-up van enkele honderden IVM-kinderen wereldwijd is bekend en vooralsnog geruststellend. Recent hebben NVOG en KLEM het standpunt ingenomen dat IVM
in het kader van wetenschappelijk onderzoek in Nederland moet worden toegestaan.
Belangenconflict: geen gemeld. Financiële ondersteuning: geen gemeld.
Aanvaard op 31 maart 2008
TOT SLOT
Citeer als: Ned Tijdschr Geneeskd. 2009;153:B25
In-vitromaturatie (IVM) is een voor Nederland nieuwe
kunstmatige voortplantingstechniek. IVM is patiëntvriendelijk, doordat zonder voorafgaande hormoonsti-
> Meer op www.ntvg.nl/klinischepraktijk
●
LITERATUUR
1
Pincus G, Enzmann EV. Comparative behaviour of mammalian eggs in
11
2
3
Edwards RG. Maturation in vitro of human ovarian oocytes. Lancet.
12
in vitro fertilization are increased in women with polycystic ovaries and
Veeck LL, Wortham JW Jr, Witmyer J, Sandow BA, Acosta AA, Garcia JE,
reduced by pituitary desensitization with buserelin. Hum Reprod.
oocytes in a program of in vitro fertilization. Fertil Steril. 1983;39:594-602.
1993;8:959-64.
7
14
and birth weight in sheep after transfer of in vitro matured and in vitro
fertilized zygotes cultured in vitro or in vivo. J Reprod Fertil.
1996;107:175-81.
Jurema MW, Nogueira D. In vitro maturation of human oocytes for
15
10
Van Wagtendonk-de Leeuw AM, Mullaart E, de Roos APW, Merton JS,
Trounson A, Anderiesz C, Jones G. Maturation of human oocytes in vitro
den Daas JH, Kemp B, et al. Effects of different reproduction techniques:
and their developmental competence. Reproduction. 2001;121:51-75.
AI, MOET or IVP, on health and welfare of bovine offspring.
Theriogenology. 2000;53:575-97.
Delvigne A, Rozenberg S. Epidemiology and prevention of ovarian
16
Söderström-Anttila V, Salokorpi T, Pihlaja M, Serenius-Sirve S, Suikkari
2002;8:559-77.
AM. Obstetric and perinatal outcome and preliminary results of
Venn A, Watson L, Bruinsma F, Giles G, Healy D. Risk of cancer after use
development of children born after in vitro maturation of oocytes. Hum
Reprod. 2006;21:1508-13.
of fertility drugs with in vitro fertilisation. Lancet. 1999;354:1586-90.
9
Holm P, Walker SK, Seamark RF. Embryo viability, duration of gestation
oocyte program. Fertil Steril. 1991;55:109-13.
hyperstimulation syndrome (OHSS): a review. Hum Reprod Update.
8
Young LE, Sinclair KD, Wolmut I. Large offspring syndrome in cattle and
sheep. Rev Reprod. 1998;3:155-63.
nonstimulated cycles, their culture in vitro and their transfer in a donor
assisted reproduction. Fertil Steril. 2006;86:1277-91.
6
13
Cha KY, Koo JJ, Ko JJ, Choi DH, Han SY, Yoon TK. Pregnancy after in
vitro fertilization of human follicular oocytes collected from
5
Balen AH, Tan SL, MacDougall J, Jacobs HS. Miscarriage rates following
1965;2(7419):926-9.
et al. Maturation and fertilization of morphologically immature human
4
Picton HM. Oocyte maturation in vitro. Curr Opin Obstet Gynecol.
2002;14:295-302.
vivo and in vitro. J Exp Med. 1935;62:665-78.
Lim K, Lee W, Lim J. IVM after interruption of COH for the prevention
17
Buckett WM, Chian RC, Holzer H, Dean N, Usher R, Tan SL. Obstetric
of OHSS. Fertil Steril. 2005;84:S84-5.
outcomes and congenital abnormalities after in vitro maturation, in vitro
Chian RC, Buckett WM, Tulandi T, Tan SL. Prospective randomized
fertilization, and intracytoplasmic sperm injection. Obstet Gynecol.
study of human chorionic gonadotrophin priming before immature
2007;110:885-91.
oocyte retrieval from unstimulated women with polycystic ovarian
syndrome. Hum Reprod. 2000;15:165-70.
NED TIJDSCHR GENEESKD. 2009;153:B25.INDD
5
K L I NI SCH E PR AK TI JK
projectaanvraag voor een observationele studie naar
IVM achtten de Centrale Commissie Mensgebonden
Onderzoek en het ministerie van Volksgezondheid, Welzijn en Sport het wenselijk de beroepsgroep te consulteren. Door de werkgroep IVF van de Nederlandse
Vereniging van Obstetrie en Gynaecologie (NVOG) en
de Vereniging van Klinisch Embryologen (KLEM) werd
een adviesgroep samengesteld, die de beschikbare wetenschappelijke gegevens heeft geanalyseerd. Naar aanleiding van de uitkomsten van deze analyse hebben NVOG
en KLEM gezamenlijk besloten IVM toe te staan, vooralsnog in het kader van een goed te keuren onderzoeksprotocol met een adequate follow-up van het
nageslacht.