多囊卵巢綜合征患者行拮抗劑方案發(fā)生卵巢過度刺激綜合征危險(xiǎn)因素分析及臨床預(yù)測(cè)模型的構(gòu)建

魏藝，凌秀鳳，趙純，李欣

(南京醫(yī)科大學(xué)附屬婦產(chǎn)醫(yī)院/南京市婦幼保健院生殖醫(yī)學(xué)中心,南京 210004)

因輔助生殖技術(shù)中促排卵藥物的使用,卵巢過度刺激綜合征(OHSS)成為一種常見的醫(yī)源性并發(fā)癥,其主要臨床表現(xiàn)為血雌二醇(E2)升高、多卵泡發(fā)育及卵巢增大,嚴(yán)重時(shí)可致漿膜腔積液、血管栓塞和腎衰竭,嚴(yán)重影響患者健康。多囊卵巢綜合征(PCOS)是育齡女性最常見的內(nèi)分泌異常,約占無排卵性不孕患者的70%[1]。PCOS存在一系列內(nèi)分泌異常如促性腺激素釋放激素(GnRH)分泌模式改變、雌孕激素負(fù)反饋異常、高雄、高胰島素血癥和肥胖等[2]。PCOS是OHSS發(fā)生的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[3],PCOS患者由于卵泡數(shù)量增多以及對(duì)于促性腺激素(Gn)的敏感性增加,其在促排卵過程中更易出現(xiàn)OHSS的傾向。近年來,促性腺激素釋放激素拮抗劑(GnRH-ant)方案因與激動(dòng)劑長(zhǎng)方案相比較,其卵巢刺激時(shí)間短、Gn用量低、可顯著降低OHSS發(fā)生率,在PCOS患者中得到廣泛應(yīng)用[4-5]。但仍有研究發(fā)現(xiàn),GnRH-ant方案的中重度OHSS發(fā)生率為1.2%～14.3%[4,6]。目前,治療OHSS的方法主要是對(duì)癥處理,缺乏確切有效的治療方案,所以有效預(yù)防是降低OHSS發(fā)生率的重要環(huán)節(jié)。因此,本研究擬分析PCOS患者行GnRH-ant促排卵過程中發(fā)生OHSS的影響因素,構(gòu)建其發(fā)生的預(yù)測(cè)模型,旨在早期識(shí)別有OHSS高危傾向的患者并采取干預(yù)措施。

資料和方法

一、研究對(duì)象

回顧性分析2015年1月至2022年12月于我院生殖醫(yī)學(xué)中心行IVF/ICSI治療的PCOS患者。

納入標(biāo)準(zhǔn):(1)年齡≤42周歲;(2)PCOS診斷根據(jù)2003年鹿特丹標(biāo)準(zhǔn)[7],以下3項(xiàng)中滿足2項(xiàng)即確診為PCOS:臨床表現(xiàn)為無排卵/稀發(fā)排卵;有高雄激素的臨床表現(xiàn)(或)和有高雄激素血癥;超聲檢查顯示卵巢有多囊樣改變,卵巢體積≥10 ml,和(或)一側(cè)或雙側(cè)卵巢有12個(gè)以上直徑2～9 mm的卵泡;(3)使用GnRH-ant方案促排卵。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)合并其他內(nèi)外科疾病者;(2)男女任一方存在染色體核型異常者;(3)供精或供卵者。

本研究共納入1 052個(gè)促排卵周期。

二、研究方法

1.促排卵方案-拮抗劑方案:在月經(jīng)周期第2～3天開始使用Gn(果納芬,雪蘭諾,默克,瑞士)150～225 U/d啟動(dòng)。根據(jù)基礎(chǔ)生殖激素水平及患者年齡、體質(zhì)量指數(shù)(BMI)、竇卵泡數(shù)(AFC)以及既往周期Gn用量,給予合適的Gn啟動(dòng)劑量,根據(jù)卵泡發(fā)育情況及激素水平調(diào)整Gn劑量。在優(yōu)勢(shì)卵泡直徑≥14 mm,或E2≥1 100 pmol/L,或LH≥10 U/L時(shí),開始每天皮下注射拮抗劑(思則凱,雪蘭諾,默克,瑞士)0.125～0.250 mg,直至絨毛膜促性腺激素(HCG)注射日。當(dāng)2～3個(gè)主導(dǎo)卵泡徑線≥18 mm并結(jié)合E2、LH、孕酮水平,于當(dāng)晚給予艾澤(雪蘭諾,默克,意大利)250 μg 扳機(jī),35～36 h后行超聲引導(dǎo)下取卵術(shù)。

2.OHSS診斷:根據(jù)Navot等[8]提出的標(biāo)準(zhǔn):(1)輕度OHSS表現(xiàn)為卵巢增大(≤5 cm),腹部不適;(2)中度OHSS表現(xiàn)為卵巢增大(>5 cm),惡心或胃腸道反應(yīng),腹部不適,實(shí)驗(yàn)室評(píng)估正常,輕度腹水,無臨床體征;(3)重度OHSS表現(xiàn)為卵巢增大,重度腹水,胸腔積液,血細(xì)胞比容升高(HCT>45%),白細(xì)胞計(jì)數(shù)升高(WBC>15 000個(gè)/μ1),肌酐升高,電解質(zhì)紊亂(低鈉血癥,高鉀血癥),肝功能異常。

3.觀察指標(biāo):一般情況、促排卵情況及各節(jié)點(diǎn)(基礎(chǔ)生殖激素水平、開始使用拮抗劑時(shí)、開始扳機(jī)時(shí))的激素水平,以及LH在以上3個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的變化。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

結(jié) 果

一、一般情況及促排卵過程中激素水平比較

本研究共納入1 052個(gè)促排卵周期,根據(jù)是否患有OHSS分為兩組:因OHSS住院治療的患者周期及符合全胚冷凍中中重度OHSS標(biāo)準(zhǔn)的患者周期為OHSS組(n=61),未發(fā)生OHSS及未因OHSS全胚冷凍的患者周期為非OHSS組(n=991)。

一般資料比較:兩組患者間平均年齡、基礎(chǔ)雌激素(bE2)、基礎(chǔ)孕酮比較均無顯著差異(P>0.05),OHSS組bLH、抗苗勒管激素(AMH)、AFC顯著高于非OHSS組(P<0.05),OHSS組BMI、基礎(chǔ)卵泡刺激素(bFSH)、AMH/AFC顯著低于非OHSS組(P<0.05)(表1)。

表1 兩組患者一般情況比較(-±s)

促排卵過程中激素水平比較:兩組患者間拮抗劑啟動(dòng)日孕酮、扳機(jī)日LH、拮抗劑啟動(dòng)日LH/基礎(chǔ)LH比較均無顯著差異(P>0.05);OHSS組拮抗劑啟動(dòng)日(LH、E2)、拮抗劑啟動(dòng)劑量、拮抗劑天數(shù)、拮抗劑總量、扳機(jī)日(E2、孕酮)均顯著高于非OHSS組(P<0.05);OHSS組Gn啟動(dòng)劑量、Gn天數(shù)、Gn總量、扳機(jī)日FSH、扳機(jī)日LH/拮抗劑啟動(dòng)日LH、扳機(jī)日LH/基礎(chǔ)LH均顯著低于非OHSS組(P<0.05)(表2)。

表2 兩組患者促排卵過程中生殖激素水平比較(-±s)

二、單因素Logistic回歸分析OHSS相關(guān)危險(xiǎn)因素

單因素Logistic回歸分析結(jié)果顯示,BMI、bLH、bFSH、AMH、AFC、Gn啟動(dòng)劑量、Gn天數(shù)、Gn總量、拮抗劑啟動(dòng)日(E2、LH)、拮抗劑啟動(dòng)劑量、拮抗劑天數(shù)、拮抗劑總量、扳機(jī)日(E2、孕酮、FSH)、扳機(jī)日LH/拮抗劑日LH、扳機(jī)日LH/bLH等18個(gè)因素與OHSS的發(fā)生顯著相關(guān)(P<0.05)(表3)。

表3 單因素Logistic回歸分析OHSS相關(guān)危險(xiǎn)因素

三、多因素Logistic回歸分析OHSS相關(guān)危險(xiǎn)因素

使用R軟件“MASS”包以發(fā)生OHSS為因變量,以25個(gè)指標(biāo)作為自變量,采用向后逐步回歸進(jìn)行變量篩選,共篩選出AFC、Gn啟動(dòng)劑量、Gn天數(shù)、拮抗劑啟動(dòng)日LH、拮抗劑啟動(dòng)日孕酮、拮抗劑總量、扳機(jī)日(E2、孕酮)8個(gè)預(yù)測(cè)變量。對(duì)上述8個(gè)變量進(jìn)行多因素Logistic回歸分析,結(jié)果顯示,AFC、Gn啟動(dòng)劑量、Gn天數(shù)、扳機(jī)日(E2、孕酮)為OHSS獨(dú)立危險(xiǎn)因素(P<0.05)(表4)。

表4 多因素Logistic回歸分析OHSS相關(guān)危險(xiǎn)因素

四、LASSO回歸分析OHSS相關(guān)危險(xiǎn)因素

鑒于自變量之間共線性的存在,為評(píng)估危險(xiǎn)因素篩選可靠性,利用R軟件“Corrplot”、“Glmnet”包對(duì)25個(gè)變量進(jìn)行LASSO回歸篩選危險(xiǎn)因素并進(jìn)行交叉驗(yàn)證,根據(jù)最優(yōu)λ值(λ=0.000 048)篩選出3個(gè)預(yù)測(cè)變量(AFC、扳機(jī)日E2及扳機(jī)日孕酮),納入LASSO模型(圖1)。

A:LASSO篩選路徑圖;B:LASSO模型交叉驗(yàn)證篩選最優(yōu)λ過程圖。圖1 LASSO回歸過程分析圖

五、3種模型的ROC曲線分析

采用R軟件“pROC”包繪制3種預(yù)測(cè)模型的ROC曲線,根據(jù)ROC曲線下面積(AUC)及95%置信區(qū)間(95%CI)以評(píng)價(jià)模型區(qū)分度。ROC曲線結(jié)果顯示,Logistic單因素模型[AUC=0.874,95%CI(0.834,0.914)],逐步回歸法模型[AUC=0.859,95%CI(0.816,0.902)],LASSO回歸模型[AUC=0.839,95%CI(0.791,0.887)]。根據(jù)約登指數(shù)(約登指數(shù)=敏感度+特異度)最大時(shí)選定閾值,其對(duì)應(yīng)的敏感性及特異性分別為,單因素模型的敏感性為73.0%,特異性為86.9%;逐步回歸法的敏感性為68.0%,特異性為91.8%;LASSO回歸的敏感性為64.3%,特異性為91.8%(圖2)。采用R軟件“Caret”包分別對(duì)3種模型重抽樣500次進(jìn)行內(nèi)部驗(yàn)證,結(jié)果顯示,內(nèi)部驗(yàn)證的C-index指數(shù)分別為0.830(Logistic單因素模型),0.848(逐步回歸法),0.835(LASSO回歸)。

圖2 3種模型預(yù)測(cè)OHSS發(fā)生的ROC曲線

六、3種模型的OHSS預(yù)測(cè)結(jié)果校準(zhǔn)度評(píng)價(jià)

采用R軟件“Resource Selection”、“Rms”包進(jìn)行Hosmer-Lemeshow擬合優(yōu)度檢驗(yàn)評(píng)價(jià)模型校準(zhǔn)度,并繪制OHSS校準(zhǔn)曲線。OHSS校準(zhǔn)曲線結(jié)果顯示,Logistic單因素(χ2=8.473,P=0.389),逐步回歸法(χ2=11.412,P=0.179),LASSO回歸(χ2=13.361,P=0.100),模型的擬合度均較好(P>0.05)(圖3)。

A:Logistic單因素模型;B:逐步回歸模型;C:LASSO回歸模型。圖3 OHSS校準(zhǔn)曲線

七、預(yù)測(cè)模型區(qū)分度及校準(zhǔn)度的綜合評(píng)價(jià)

采用R軟件“rms”包繪制Brier評(píng)分曲線以綜合評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)模型的區(qū)分度及校準(zhǔn)度,結(jié)果顯示,臨床預(yù)測(cè)模型的Brier評(píng)分Logistic單因素模型為0.047分,逐步回歸法模型為0.045分,LASSO回歸模型為0.043分,均<0.25分,表明模型的預(yù)測(cè)能力較好。

八、預(yù)測(cè)模型的臨床決策(DCA)曲線

采用R軟件“rmda”包繪制預(yù)測(cè)模型的DCA曲線,結(jié)果顯示,3種預(yù)測(cè)模型的DCA曲線均遠(yuǎn)離這兩條較為極端的參考線(全陰性,None,此時(shí)凈獲益為0;全陽性,All,此時(shí)凈獲益為斜率的負(fù)值)(圖4)。

圖4 預(yù)測(cè)模型的DCA曲線

九、LASSO回歸預(yù)測(cè)模型列線圖

將LASSO回歸篩選得到的3個(gè)因素利用R語言rms包中“l(fā)rm”函數(shù)建立Logistic回歸模型,使用“Plot”函數(shù)進(jìn)一步制得列線圖評(píng)分系統(tǒng)。AFC、扳機(jī)日E2及扳機(jī)日孕酮的具體分值均垂直對(duì)應(yīng)于第1行得分,AFC、扳機(jī)日E2及扳機(jī)日孕酮的評(píng)分得分相加,即可得到第5行的總得分,每例患者的總得分再垂直對(duì)應(yīng)于OHSS預(yù)測(cè)風(fēng)險(xiǎn),即可得到每個(gè)患者發(fā)生OHSS的概率(圖5)。

圖5 根據(jù)LASSO回歸模型預(yù)測(cè)OHSS的列線圖

討 論

PCOS患者是典型的高反應(yīng)人群,因其局部高雄環(huán)境放大胰島素樣生長(zhǎng)因子信號(hào),致其對(duì)外源性Gn的敏感性升高,從而使原本較多數(shù)量的卵泡進(jìn)一步募集,致大量卵泡發(fā)育,外周血E2顯著升高,誘使OHSS發(fā)生。血管生成因子家族的原型成員內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF),調(diào)節(jié)生理和病理血管生成,也在OHSS的病理生理學(xué)中起關(guān)鍵作用。卵巢刺激周期中給予HCG后,VEGF導(dǎo)致血管通透性增加,促使液體從血管床到血管外間隙的轉(zhuǎn)移,促使OHSS發(fā)生。PCOS患者卵巢及循環(huán)血管VEGF濃度升高與OHSS的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)升高相關(guān)[9]。

本研究針對(duì)患者基本情況、基礎(chǔ)內(nèi)分泌、用藥各階段激素水平、LH變化量及用藥方案等因素與是否發(fā)生OHSS行Logistic單因素回歸分析,得到18個(gè)與OHSS發(fā)生顯著相關(guān)的因素。另外,利用逐步回歸、LASSO回歸進(jìn)一步限制納入變量,分別構(gòu)建3種預(yù)測(cè)模型。3種分別為:Logistic單因素預(yù)測(cè)模型AUC=0.874,逐步回歸法預(yù)測(cè)模型AUC=0.859,LASSO回歸法預(yù)測(cè)模型AUC=0.839,模型預(yù)測(cè)能力均為中等。其中LASSO回歸篩選獲得的3個(gè)因素(AFC、扳機(jī)日E2及扳機(jī)日孕酮)較好地解釋了OHSS的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn),加入逐步回歸法篩選獲得的另外2個(gè)因素(Gn啟動(dòng)劑量、Gn天數(shù))可以稍提升模型效能,單因素分析獲得的其他因素如BMI、bLH及bFSH等與OHSS發(fā)生具有顯著相關(guān)性,但對(duì)模型效能的提升并不顯著。在內(nèi)部驗(yàn)證中,C-index指數(shù)分別為0.830、0.848、0.835,且校準(zhǔn)曲線中驗(yàn)證組的預(yù)測(cè)值和實(shí)際值基本一致,表明3種模型的評(píng)分系統(tǒng)均具有較好的穩(wěn)定性。擬合優(yōu)度檢驗(yàn),Brier評(píng)分,臨床決策曲線結(jié)果顯示,3種模型區(qū)分度、校準(zhǔn)度均相似;LASSO回歸模型的凈獲益稍遜于另外兩種,加入另外2個(gè)因素(Gn啟動(dòng)劑量、Gn天數(shù))分析后,凈獲益曲線與單因素模型相似。

PCOS患者下丘腦釋放的GnRH脈沖頻率改變,以致患者血清LH水平異常升高,同時(shí)早期出現(xiàn)LH峰的概率增加。Bosch等[10]研究發(fā)現(xiàn),PCOS患者行GnRH-ant方案時(shí)早發(fā)性LH峰的概率約26.92%。LH與E2合成密切相關(guān),其直接與卵泡膜細(xì)胞上的LH受體結(jié)合,刺激合成E2[11-12],由此誘發(fā)OHSS。因此,本研究納入拮抗劑治療3個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)(基礎(chǔ)水平、拮抗劑啟動(dòng)日、扳機(jī)啟動(dòng)日)的LH、E2水平進(jìn)行危險(xiǎn)因素篩選。Wang等[13]針對(duì)促排卵過程中血清LH變化幅度提出了新的結(jié)局預(yù)測(cè)指標(biāo),即扳機(jī)日與基礎(chǔ)LH的比值(扳機(jī)日LH/bLH)。因此,本研究同時(shí)納入拮抗劑啟動(dòng)日LH/bLH、扳機(jī)日LH/拮抗劑啟動(dòng)日LH、扳機(jī)日LH/bLH,分析LH變化與OHSS的相關(guān)性。本研究結(jié)果顯示,bLH、拮抗劑啟動(dòng)日LH、扳機(jī)日LH/拮抗劑啟動(dòng)日LH、扳機(jī)日LH/bLH均與OHSS的發(fā)生顯著相關(guān)(P<0.05),提示各階段LH水平,拮抗劑和HCG使用前后LH的變化量均與OHSS發(fā)生相關(guān)。

AMH、AFC是卵巢儲(chǔ)備標(biāo)志物,能夠?qū)ν庠葱訥n產(chǎn)生反應(yīng)[14-15]。血清AMH濃度反映了生長(zhǎng)卵泡的數(shù)量以及顆粒細(xì)胞產(chǎn)生AMH的能力。PCOS患者AMH水平升高,不僅是因?yàn)锳FC增多所致的累積效應(yīng),同時(shí)由于患者顆粒細(xì)胞合成分泌AMH的能力增強(qiáng)、單個(gè)卵泡產(chǎn)生AMH量增加。王馥新等[16]使用AMH/AFC比值代表平均每個(gè)卵泡產(chǎn)生AMH量,來反應(yīng)PCOS患者的卵巢反應(yīng)性。已有數(shù)篇研究證實(shí)了AMH、AFC、BMI對(duì)PCOS患者卵巢反應(yīng)性及發(fā)生OHSS的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)作用[17-20]。因此本研究納入AMH、AFC及AMH/AFC進(jìn)行危險(xiǎn)因素篩選,結(jié)果顯示,AMH、AFC均與OHSS相關(guān);AFC則為OHSS重要預(yù)測(cè)因素。同時(shí)扳機(jī)日E2、扳機(jī)日孕酮與OHSS風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)顯著相關(guān),其機(jī)制可能是卵泡晚期成熟卵泡增多致激素過度分泌。

本研究仍然存在以下局限:本研究屬于單中心回顧性研究,其預(yù)測(cè)模型還有待于多中心大樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證;AFC計(jì)數(shù)具有主觀性,未計(jì)入低于所用超聲檢查靈敏度極限的卵泡數(shù)目可能導(dǎo)致結(jié)果產(chǎn)生偏倚。

綜上所述,AFC、扳機(jī)日E2及扳機(jī)日孕酮為解釋OHSS發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的最重要的3個(gè)因素;Gn啟動(dòng)劑量、Gn天數(shù)也與預(yù)測(cè)OHSS發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)相關(guān);BMI、bLH、bFSH、AMH、Gn總量、拮抗劑啟動(dòng)日E2、拮抗劑啟動(dòng)日孕酮、拮抗劑啟動(dòng)劑量、拮抗劑天數(shù)、拮抗劑總量、扳機(jī)日FSH、扳機(jī)日LH/拮抗劑啟動(dòng)日LH及扳機(jī)日LH/bLH等與OHSS發(fā)生具有顯著相關(guān)性,但因?qū)δＰ托艿奶嵘⒉伙@著,所以可以不納入預(yù)測(cè)模型。