超重/肥胖型PCOS 患者IVF/ICSI-ET 妊娠失敗危險因素分析及預測列線圖構(gòu)建

趙冉冉，孫桂麗

廣西醫(yī)科大學第三附屬醫(yī)院（南寧市第二人民醫(yī)院）臨床營養(yǎng)科，南寧 530031

排卵功能障礙是多囊卵巢綜合癥（PCOS）患者不孕的主要原因［1-2］。PCOS 患者約占排卵性不孕女性的80%［3］。PCOS 是一種具有多種臨床表型的異質(zhì)性綜合征，包括高雄激素血癥、月經(jīng)紊亂和多囊卵巢形態(tài)學改變。PCOS 可能是一種復雜的多基因疾病，具有強烈的表觀遺傳和環(huán)境因素的影響［2］。PCOS常與肥胖、胰島素抵抗、肥胖、代謝紊亂和心血管危險因素相關(guān)［4］。改變生活方式和個體化飲食干預被認為是肥胖型PCOS 患者一線治療方式［4］。體外受精—胚胎移植（in vitro fertilization and embryo transfer，IVF-ET）是治療無排卵性不孕和提高PCOS患者妊娠率的重要方法。PCOS 患者在調(diào)整母體特征因素的差異后，不良妊娠結(jié)局（包括流產(chǎn)和早產(chǎn)）的風險較高［5］，但其具體作用機制尚不明確?；诖?，我們收集了131 例超重/肥胖型PCOS 患者體成分特征變量、實驗室檢查特征變量及臨床病例變量資料，構(gòu)建超重/肥胖型PCOS 患者IVF/ICSI-ET 妊娠失敗風險列線圖（列線圖模型），并評估該該列線圖模型的性能，旨在為臨床醫(yī)生為行IVF/ICSI-ET助孕的PCOS患者選擇最佳的治療方案提供幫助。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2018 年1 月至2022 年9 月在南寧市第二人民醫(yī)院臨床營養(yǎng)科就診并在生殖中心首次行IVF/ICSI-ET 助孕的PCOS 患者261 例，年齡21～46 歲。排除標準：處于妊娠期或哺乳期者；患有嚴重的肝、腎、消化道、心腦血管疾病及糖尿病等內(nèi)分泌代謝性疾病患者；患有傳染性疾病、精神性疾病和惡性腫瘤等慢性消耗性疾病患者；患有傳染性疾病、精神性疾病和惡性腫瘤等慢性消耗性疾病患者。261 例患者中優(yōu)質(zhì)胚胎率為51.12%，凍結(jié)所有循環(huán)率、周期取消率、植入率、hCG + 率、臨床妊娠率、異位妊娠率、早期流產(chǎn)率和活產(chǎn)率分別為44.83%、49.80%、29.64%、46.56、45.04%、1.53% 、6.87%和35.88%。最終完成胚胎移植周期患者為131 例，將其納入后續(xù)分析。本研究已獲得南寧市第二人民醫(yī)院倫理委員會批準。

1.2 超重/肥胖型PCOS 患者IVF/ICSI-ET 妊娠失敗的危險因素分析

1.2.1 資料收集方法 收集131 例患者的體成分特征變量、實驗室檢查特征變量及臨床病例資料變量等83個特征變量和1個結(jié)局變量。體成分特征變量基礎(chǔ)體格部分為：身高、體重、身體質(zhì)量指數(shù)、體脂率、基礎(chǔ)代謝率、腰臀比、上臂肌圍、全身相位角、頸圍、胸圍、腹圍、臀圍、右臂圍、左臂圍、右大腿圍和左大腿圍。體成分特征變量身體水分部分為身體總水分、軀干細胞內(nèi)水分含量、全身細胞外水分含量、軀干水分含量、右上肢細胞內(nèi)水分含量、左上肢細胞內(nèi)水分含量、軀干細胞內(nèi)水分含量、右下肢細胞內(nèi)水分含量、左下肢細胞內(nèi)水分含量、右上肢細胞外水分含量、左上肢細胞外水分含量、軀干細胞外水分含量、右下肢細胞外水分含量、左下肢細胞外水分含量、細胞外水分/全身總水分、右上肢細胞外水分率、左上肢細胞外水分率 軀干細胞外水分率、右下肢細胞外水分率、左下肢細胞外水分率、右上肢水分含量、左上肢水分含量、右下肢水分含量、左下肢水分含量和水合率。體成分特征變量蛋白質(zhì)、無機鹽和體脂部分為：身體總蛋白含量、身體總礦物質(zhì)、全身脂肪含量、全身肌肉量、去脂體重、骨骼肌、右上肢去脂體重、左上肢去脂體重、軀干去脂體重、右下肢去脂體重、左下肢去脂體重、右上肢脂肪含量、左上肢脂肪含量、軀干脂肪含量、右下肢脂肪含量、左下肢脂肪含量、內(nèi)臟脂肪面積、全身細胞量和骨礦物質(zhì)含量。實驗室檢查特征變量肝腎功能為：總膽紅素（TBIL）、直接膽紅素（DBIL）、間接膽紅素（IBIL）、總蛋白（TP）、白蛋白（Alb）、谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）、尿素（Urea）、肌酐（Cre）和尿酸（UA）。實驗室檢查特征變量生殖指標為：雌二醇（E2）、卵泡刺激素（FSH）、促黃體生成素（LH）、孕酮（P）、抗繆勒管激素（AMH）、Gn 啟動劑量、Gn 總劑量、Gn 使用時間和不孕年限。診斷特征變量：胰島素抵抗和地中海貧血。還包括年齡特征變量。肝功能、腎功能和體成分指標選擇患者進行胚胎移植之前最后一次檢測數(shù)據(jù)。結(jié)局變量是一個二分類變量，臨床妊娠失敗和臨床妊娠成功。

1.2.2 超重/肥胖型PCOS 患者IVF/ICSI-ET 妊娠失敗的危險因素分析方法 將131 例患者按7：3 的比例切分為訓練集91 例和驗證集40 例?；谧钚〗^對收縮和選擇算子（LASSO）Logistic 回歸，使用訓練集篩選臨床妊娠失敗的獨立危險因素，LASSO 回歸模型中最佳懲罰系數(shù)（λ）的識別通過10倍交叉驗證選擇非零系數(shù)。

1.3 列線圖模型構(gòu)建及效能評價

1.3.1 列線圖模型構(gòu)建方法 將“1.2.2 中”危險因素納入后，構(gòu)建列線圖模型。交叉驗證誤差最小時擬合的模型是正則化最準確模型，因此選擇交叉驗證誤差最小時的預測因子構(gòu)建列線圖列線圖模型。應用rms 包繪制列線圖，將每個變量的數(shù)值對應列線圖的評分欄（Points）進行評分，再將所有變量的分數(shù)相加即可得出總得分（Total points），總分越高表明妊娠失敗的風險越高。

1.3.2 列線圖模型的效能評價 繪制受試者工作特征曲線（ROC），以曲線下面積（AUC）評估列線圖模型對超重、肥胖型PCOS 患者妊娠失敗的預測能力。AUC＜0.5 為模型無預測能力、0.5～0.7 為模型預測能力較低、＞0.7 為模型預測能力較高。通過比較預測概率和實際概率的校準曲線來評估列線圖模型的校準度。采用Hosmer-Lemeshow 擬合優(yōu)度檢驗進行模型擬合，P＞0.05表示預測值與真實值之間并無非常明顯的差異，模型擬合效果好。對模型進行1000 次bootstrap 重采樣，內(nèi)部驗證并繪制校準曲線，以評估模型的預測準確性。建立決策曲線，在臨床合理的閾值概率范圍（妊娠失敗的閾值范圍50%～80%）內(nèi)評估列線圖模型的臨床應用價值。

1.4 統(tǒng)計學方法 采用R語言（Version 4.0.3）軟件包進行數(shù)據(jù)處理。呈正態(tài)分布的計量資料用±s表示，組間比較采用t檢驗；非正態(tài)分布的計量資料用M（P25， P75）表示，組間比較采用Wilcoxon 秩和檢驗；計數(shù)資料用絕對數(shù)表示，當T≥5且N≥40時，組間比較用χ2檢驗；當1＜T＜5 且N≥40 時，組間比較用矯正χ2檢驗；當T≤1 或N＜40 時，組間比較用Fisher確切概率法。P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 超重/肥胖型PCOS 患者IVF/ICSI-ET 妊娠失敗的獨立危險因素 驗證集和訓練集的體成分特征變量、實驗室檢查特征變量和結(jié)局變量見表1～5，訓練集和驗證集患者身體質(zhì)量指數(shù)分別為27.90（26.10， 30.10）、28.30（26.75， 29.92）kg/m2，基礎(chǔ)代謝率分別為1 276（1 225， 1 358.50）、1 262（1 220.75，1 323.75）%，腰臀比分別為0.90（0.87，0.92）、0.89（0.87， 0.94）；訓練集、驗證集身體總水分分別為30.80（29.00， 33.55）、30.30（29.08，32.38）L，全身細胞外水分含量分別為11.90（11.10， 12.90）、11.65（10.97， 12.5）L，右上肢細胞內(nèi)水分含量分別為1.06（0.98， 1.17）、1.05（0.98， 1.13）L，右上肢細胞外水分含量分別為0.64（0.59， 0.70）、0.65（0.59， 0.69），細胞外水分/全身總水分分別為0.38（0.38， 0.39）、0.38（0.38，0.38），右上肢細胞外水分率分別為0.38（0.38，0.38）、0.38（0.38， 0.38），右上肢水分含量分別為1.70（1.57， 1.87）、1.71（1.56， 1.81）L，水合率分別為73.4（73.2， 73.5）、73.4（73.3， 73.53）；訓練集和驗證集身體總礦物質(zhì)分別為3.03（2.70，3.23）、2.91（2.66， 3.07）kg，全身肌肉量分別為39.50（37.25， 43.10）、38.90（37.17， 41.68）kg，右上肢去脂體重分別為2.18（2.02， 2.41）、2.20（2.01， 2.34）kg，右上肢脂肪含量分別為1.90（1.50， 2.30）、2.00（1.60， 2.22）kg，左上肢脂肪含量分別為1.90（1.50， 2.30）、2.00（1.60， 2.22）kg，軀干脂肪含量12.65（11.30， 14.17）、13.20（11.62， 14.78）kg，左下肢脂肪含量分別為3.80（3.30， 4.35）、4.00（3.48， 4.32）kg，骨礦物質(zhì)含量2.50（2.26， 2.67）、2.41（2.16， 2.55）kg；訓練集和驗證集Gn 總劑量分別為（2 442.53 ± 747.87）、（2 440.62 ± 894.82）U；各指標間差異均無統(tǒng)計學意義驗證集、訓練集患者存在胰島素抵抗分別為16、8 例，存在地中海貧血分別為18、5 例，妊娠失敗分別為50、22 例（P均＞0.05）。當 LASSO 回歸模型的交叉驗證誤差最小時，λ 為0.06 862 465，超重/肥胖型PCOS 患者IVF/ICSI-ET 妊娠失敗的獨立危險因素有年齡、身體質(zhì)量指數(shù)、水合率和胰島素抵抗（λ 分別為-0.186、-0.947、-0.064、-0.290）。

表1 訓練集和驗證集體成分（基礎(chǔ)體格部分）特征變量（± s）

表1 訓練集和驗證集體成分（基礎(chǔ)體格部分）特征變量（± s）

組別訓練集驗證集身高（cm）156.88± 4.05 155.35± 4.37體質(zhì)量（kg）68.80 ±6.80 68.28 ±6.59體脂率（%）37.60 ±4.43 38.60 ±3.89上臂肌圍（cm）26.92 ±1.52 27.08 ±1.66全身相位角（°）5.41 ±0.47 5.56 ±0.52頸圍（cm）35.26 ±1.88 35.58 ±2.10胸圍（cm）94.98 ±4.53 95.33 ±4.80腹圍（cm）89.44 ±6.31 90.20 ±6.68臀圍（cm）100.10± 4.11 100.19± 3.96頸圍（cm）35.26 ±1.88 35.58 ±2.10胸圍（cm）94.98 ±4.53 95.33 ±4.80腹圍（cm）89.44 ±6.31 90.20 ±6.68臀圍（cm）100.10± 4.11 100.19± 3.96

表2 訓練集和驗證集體成分（身體水分部分）特征變量（± s）

表2 訓練集和驗證集體成分（身體水分部分）特征變量（± s）

組別訓練集驗證集軀干細胞內(nèi)水分含量（L）19.40 ±1.88 19.01 ±1.76軀干水分含量（L）15.04 ±1.40 14.86 ±1.35左上肢細胞內(nèi)水分含量（L）1.05 ±0.14 1.04 ±0.14軀干細胞內(nèi)水分含量（L）9.27 ±0.87 9.20 ±0.85右下肢細胞內(nèi)水分含量（L）3.11 ±0.35 3.03 ±0.32左下肢細胞內(nèi)水分含量（L）3.08 ±0.34 3.01 ±0.33左上肢細胞外水分含量（L）0.64 ±0.09 0.63 ±0.09軀干細胞外水分含量（L）5.77 ±0.54 5.66 ±0.52右下肢細胞外水分含量（L）1.92 ±0.23 1.85 ±0.21左下肢細胞外水分含量（L）1.92 ±0.23 1.86 ±0.22左上肢細胞外水分率0.38 ±0.00 0.38 ±0.00左上肢水分含量（L）1.70 ±0.23 1.68 ±0.23右下肢水分含量（L）5.03 ±0.57 4.87 ±0.53左下肢水分含量（L）5.00 ±0.57 4.86 ±0.54

表3 訓練集和驗證集體成分（蛋白質(zhì)、無機鹽和體脂部分）特征變量（± s）

表3 訓練集和驗證集體成分（蛋白質(zhì)、無機鹽和體脂部分）特征變量（± s）

組別訓練集驗證集身體總蛋白含量（kg）8.39 ±0.81 8.23 ±0.77全身脂肪含量（kg）25.99 ±4.66 26.46 ±4.35去脂體重（kg）42.81 ±4.17 41.82 ±3.91骨骼?。╧g）23.31 ±2.45 22.81 ±2.31左上肢去脂體重（kg）2.18 ±0.30 2.15 ±0.30軀干去脂體重（kg）19.30 ±1.79 19.08 ±1.74右下肢去脂體重（kg）6.46 ±0.73 6.26 ±0.68左下肢去脂體重（kg）6.42 ±0.73 6.24 ±0.69右下肢脂肪含量（kg）13.00 ±2.29 13.31 ±2.22內(nèi)臟脂肪面積（cm2）125.51 ±28.52 129.41 ±26.57全身細胞量（kg）27.80 ±2.68 27.24 ±2.54

表4 訓練集和驗證集體成分肝、腎功能特征變量［M50（M25，M75）］

表5 訓練集和驗證集體成分生殖指標和年齡特征變量［M50（M25，M75）］

2.3 列線圖模型構(gòu)建及性能 將年齡、BMI、水合率和胰島素抵抗納入后構(gòu)建的列線圖模型見圖1。在驗證集中的ROC 曲線下面積為0.934（95%CI為0.855～1.00），表明該列線圖模型的預測能力較好。校準曲線圖顯示列線圖模型的預測校準度較好。Hosmer-Lemeshow 擬合優(yōu)度檢驗表明預測值與真實值之間并無非常明顯的差異，列線圖模型擬合效果好（P＞0.05）。當妊娠失敗的閾值概率50%～80%時，使用列線圖預測妊娠失敗的臨床獲益38%～62%。

圖1 預測超重/肥胖型PCOS患者IVF/ICSI-ET妊娠失敗的列線圖模型圖

3 討論

本研究采用LASSO-Logistic 回歸構(gòu)建的列線圖列線圖模型具有良好的預測效能。在本研究構(gòu)建的列線圖列線圖模型中，年齡、BMI、水合率和胰島素抵抗是預測超重/肥胖型PCOS 患者IVF/ICSI-ET 妊娠失敗風險的重要因子，可以幫助臨床醫(yī)生為行IVF/ICSI-ET 助孕的PCOS 患者選擇治療方案提供參考依據(jù)。

本研究發(fā)現(xiàn)，年齡越大妊娠失敗的風險越大。隨著年齡的增加，女性卵巢儲備的功能下降、竇卵泡的數(shù)目減少、染色體畸變增加，不良妊娠的風險也會增加［6］。研究［7］發(fā)現(xiàn)，在冷凍—解凍胚胎移植中，隨著年齡的增長，38 歲及以上女性的臨床妊娠率和活產(chǎn)率逐漸下降，流產(chǎn)率逐漸上升，臨床妊娠率和生產(chǎn)率均顯著低于38 歲以下患者。本研究的列線圖顯示，當超重/肥胖PCOS 患者的年齡為38 歲時，其行IVF/ICSI-ET 助孕妊娠失敗的風險增加約5%。DEVESA 等［8］研究發(fā)現(xiàn)年齡超過44 歲的女性在體外受精移植過程中，無論獲卵數(shù)多少，其累計分娩率也不會有所改善。

BMI 是體成分指標，屬于本研究列線圖模型中的顯著因素。列線圖顯示，BMI值越大，其妊娠失敗的風險越高。PCOS 患者的肥胖率為50%～80%，肥胖嚴重影響女性的生殖功能，尤其是排卵障礙［9］。中心性肥胖（腹部脂肪堆積）也是育齡女性月經(jīng)改變的獨立危險因素，且似乎與高胰島素血癥和/或胰島素抵抗無關(guān)［10］。研究發(fā)現(xiàn)減重不僅可以緩解胰島素抵抗，還能提高接受IVF-ET 助孕的肥胖PCOS 不孕患者的臨床妊娠率，降低其流產(chǎn)的發(fā)生風險［9］。一項關(guān)于BMI 與IVF/ICSI 助孕后妊娠結(jié)局的研究［10］表明，高BMI（BMI≥25 kg/m2）與不良妊娠結(jié)局相關(guān)（臨床妊娠率和活產(chǎn)率降低，流產(chǎn)率升高）。在一篇納入21 篇文獻META 分析中，結(jié)果顯示肥胖會導致IVF-ET 后出現(xiàn)不良臨床結(jié)局，包括活產(chǎn)率降低［11］。除了PCOS 本身的卵巢功能異常外，肥胖女性的卵巢功能異常、卵母細胞質(zhì)量欠佳、胚胎發(fā)育和子宮環(huán)境受損也是可導致IVF/ICSI-ET 后出現(xiàn)不良結(jié)局的原因，但是影響機制目前尚不明確［12］。也有研究［13］發(fā)現(xiàn)肥胖與IVF 的妊娠結(jié)局無關(guān)。雖然BMI 與PCOS患者妊娠結(jié)局的研究結(jié)論不盡相同，但是大部分研究支持BMI 影響PCOS 的妊娠結(jié)局，并與臨床妊娠率呈負相關(guān)。

水合率也屬于體成分指標。本研究發(fā)現(xiàn)水合率值越大，超重/肥胖PCOS 患者IVF/ICSI-ET 妊娠失敗風險的越大。水合率是全身水分與瘦體重之比，常被用于評估運動員的無脂肪質(zhì)量特征［14］。一般人的水合率在68.6%～80.8%，血液透析患者的水合率較高。本研究提示，或許可以通過降低水合率，即增加瘦體重質(zhì)量或者減少水腫降低超重/肥胖型PCOS 患者的妊娠失敗風險。在相同體質(zhì)量的女性中，PCOS 患者的瘦體重較非PCOS 患者女性低，也是導致胰島素敏感性受損的原因［15］。全身水分或許可以通過炎癥介質(zhì)影響PCOS 患者的妊娠結(jié)局。一項探討PCOS 的炎癥標志物與肥胖和IVF 結(jié)局關(guān)系的研究［10］發(fā)現(xiàn)PCOS 是獨立于肥胖的慢性炎癥過程，炎癥可能會對IVF 的結(jié)局產(chǎn)生負面影響。GERONIKOLOU 等［16］將細胞外水分作為一種炎癥標志物，對比了PCOS 青春期女性和對照組ECW 的差異。PCOS 患者炎癥的起源可歸因于腹部過度肥胖或單純性肥胖［17］。全身水分和瘦體重作為水合率的相關(guān)變量，與PCOS 或PCOS 患者的妊娠結(jié)局存在一定關(guān)系。水合率是PCOS 未來值得深入研究的重要因子。BMI和水合率做為預測超重/肥胖PCOS患者妊娠失敗風險的重要體成分變量，對臨床醫(yī)生為患者制定治療方案有一定的參考依據(jù)。對于超重或者肥胖的PCOS 患者，臨床醫(yī)師應指導患者改善生活方式、飲食習慣，并進行適量的運動鍛煉后再行IVF/ICSI-ET 治療。

本研究發(fā)現(xiàn)PCOS 患者存在胰島素抵抗，其妊娠失敗的風險會增加。胰島素抵抗是PCOS 的重要特征，而且還是其代謝紊亂的主要因素。另外，研究［18］發(fā)現(xiàn)血糖正常的PCOS 患者的胰島素敏感性與糖尿病前期患者相似。研究［18］報道，胰島素抵抗可以減少PCOS 患者MII卵母細胞數(shù)量，從而增加輔助生殖技術(shù)周期數(shù)。但是，也有研究［11］發(fā)現(xiàn)胰島素抵抗對PCOS 患者IVF/ICSI 妊娠結(jié)局沒有影響。目前胰島素抵抗對PCOS 患者妊娠結(jié)局影響的結(jié)論尚不一致。

本研究采用了LASSO 回歸進行重要變量篩選，考慮了變量間的顯著相關(guān)性造成模型的過度擬合。構(gòu)建的列線圖列線圖模型的效能較高，具有一定的臨床應用價值。但是仍存在一定的局限性，本研究僅進行了內(nèi)部驗證，未進行外部驗證，外推效果可能受限。后續(xù)可能需要多中心大樣本的研究來進一步優(yōu)化列線圖模型。

綜上所述，年齡、BMI、水合率和胰島素抵抗是超重/肥胖型PCOS 患者IVF/ICSI-ET 臨床妊娠失敗的獨立危險因素，成功構(gòu)建列線圖模型，該列線圖模型的預測能力、校對度及擬合度均較好，臨床應用價值較高，可作為臨床個體化評估超重/肥胖型PCOS患者IVF/ICSI-ET臨床妊娠失敗風險的工具。