A combined clinical and specific genes' model to predict live birth for in vitro fertilization and embryo transfer patients
Creators
- 1. Peking University People's Hospital
- 2. Peking University
Description
Abstract Background: We aimed to develop an accurate model to predict live birth for patients receiving in vitro fertilization and embryo transfer (IVF-ET) treatment. Methods: This is a prospective nested case-control study. Women aged between 18 and 38 years, whose body mass index (BMI) were between the range of 18.5–24 kg/m 2 , who had an endometrium of ≥8 mm at the thickest were enrolled. All patients received IVF-ET treatment and were followed up until they had reproductive outcomes. Endometrial samples during the window of implantation (LH+ 6 to 9 days) were subjected to analyze specific endometrial receptivity genes' expression using real-time PCR (RT-PCR). Patients were divided into live birth group and non-live birth group based on IVF-ET outcomes. Clinical signatures relevant to live birth were collected, analyzed, and used to establish a predictive model for live birth by univariate analysis (clinical model). Specific endometrial receptivity genes' expression was analyzed, selected, and used to construct a predictive model for live birth by The Least Absolute Shrinkage and Selection Operator (LASSO) analysis (gene model). Finally, significant clinical factors and genes were used to construct a combined model for predicting live birth using multivariate logistical regression (combined model). Different models' Area Under Curve (AUC) were compared to identify the most predictive model. Results: Thirty-nine patients were enrolled in the study, twenty-four patients had live births, fifteen did not. In univariate analysis, the odds of live birth for women with ovulation dysfunction was 4 times higher than that for women with other IVF-ET indications (OR=4.0, 95% CI: 1.125−8.910, P=0.018). Age, body mass index, duration of infertility, primary infertility, repeated implantation failure, antral follicle counting, ovarian sensitivity index, anti-Mullerian hormone, controlled ovarian hyperstimulation protocol and duration, total dose of FSH/hMG, number of oocytes retrieved, regiment of endometrial preparation, endometrium thickness before embryo transfer, type of embryo transferred were not associated with live birth (P>0.05). Only ovulation dysfunction was used to construct the clinical model and its AUC was 0.688. In lasso analysis, GAST, GPX3, THBS2 were found to promote the risk of live birth. AUCs for GAST, GPX3, THBS2 reached to 0.736, 0.672, and 0.678, respectively. The gene model was established based on these three genes and its AUC was 0.772. Ovulation dysfunction, GAST, GPX3, and THBS2 were finally used to construct the combined model, reaching the highest AUC (AUC=0.842). Conclusions: Compared to the single model, the combined clinical (Ovulation dysfunction) and specific genes'(GAST, GPX3, THBS2) model was more accurate to predict live birth for IVF-ET patients.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
نبذة مختصرة: كنا نهدف إلى تطوير نموذج دقيق للتنبؤ بالولادة الحية للمرضى الذين يتلقون الإخصاب في المختبر وعلاج نقل الأجنة (IVF - ET). الأساليب: هذه دراسة حالة متداخلة محتملة. تم تسجيل النساء اللواتي تتراوح أعمارهن بين 18 و 38 عامًا، واللواتي كان مؤشر كتلة الجسم لديهن يتراوح بين 18.5–24 كجم/م 2 ، واللواتي كان بطانة الرحم لديهن أكبر من أو يساوي8 مم في السُمك. تلقى جميع المرضى علاج التلقيح الاصطناعي وتمت متابعتهم حتى حصلوا على نتائج إنجابية. تم إخضاع عينات بطانة الرحم أثناء نافذة الزرع (LH+ 6 إلى 9 أيام) لتحليل تعبير جينات استقبال بطانة الرحم المحددة باستخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل في الوقت الفعلي (RT - PCR). تم تقسيم المرضى إلى مجموعة ولادة حية ومجموعة ولادة غير حية بناءً على نتائج التلقيح الاصطناعي. تم جمع التوقيعات السريرية ذات الصلة بالولادة الحية وتحليلها واستخدامها لإنشاء نموذج تنبؤي للولادة الحية من خلال التحليل أحادي المتغير (النموذج السريري). تم تحليل تعبير جينات تقبّل بطانة الرحم المحددة واختياره واستخدامه لبناء نموذج تنبؤي للولادة الحية من خلال تحليل مشغل الانكماش المطلق والاختيار (LASSO) (نموذج الجينات). أخيرًا، تم استخدام عوامل وجينات سريرية مهمة لبناء نموذج مشترك للتنبؤ بالولادة الحية باستخدام الانحدار اللوجستي متعدد المتغيرات (النموذج المشترك). تمت مقارنة نماذج مختلفة من المنطقة تحت المنحنى (AUC) لتحديد النموذج الأكثر تنبؤًا. النتائج: تم تسجيل تسعة وثلاثين مريضًا في الدراسة، وأربعة وعشرين مريضًا ولدوا أحياء، وخمسة عشر مريضًا لم يولدوا. في التحليل أحادي المتغير، كانت احتمالات الولادة الحية للنساء المصابات بخلل وظيفي في الإباضة أعلى 4 مرات من النساء المصابات بمؤشرات IVF - ET الأخرى (OR=4.0، 95 ٪ CI: 1.125-8.910، P=0.018). العمر، مؤشر كتلة الجسم، مدة العقم، العقم الأولي، فشل الزرع المتكرر، عد جريبات الغار، مؤشر حساسية المبيض، الهرمون المضاد لمولر، بروتوكول ومدة فرط تحفيز المبيض الخاضع للرقابة، الجرعة الإجمالية من هرمون FSH/hMG، عدد البويضات المسترجعة، فوج تحضير بطانة الرحم، سمك بطانة الرحم قبل نقل الجنين، نوع الجنين المنقول لم يكن مرتبطًا بالولادة الحية (P>0.05). تم استخدام خلل الإباضة فقط لبناء النموذج السريري وكانت المساحة تحت المنحنى 0.688. في تحليل اللاسو، تم العثور على GAST، GPX3، THBS2 لتعزيز خطر الولادة الحية. وصلت AUCs لـ GAST و GPX3 و THBS2 إلى 0.736 و 0.672 و 0.678 على التوالي. تم إنشاء نموذج الجين بناءً على هذه الجينات الثلاثة وكانت المساحة تحت المنحنى 0.772. تم استخدام خلل الإباضة، GAST، GPX3، و THBS2 أخيرًا لبناء النموذج المدمج، ليصل إلى أعلى AUC (AUC=0.842). الاستنتاجات: مقارنة بالنموذج الفردي، كان النموذج السريري المشترك (ضعف الإباضة) والجينات المحددة (المعدة، GPX3، THBS2) أكثر دقة للتنبؤ بالولادة الحية لمرضى التلقيح الاصطناعي.Translated Description (French)
Résumé Contexte : Notre objectif était de développer un modèle précis pour prédire les naissances vivantes chez les patientes recevant un traitement de fécondation in vitro et de transfert d'embryons (FIV-ET). Méthodes : Il s'agit d'une étude cas-témoins nichée prospective. Des femmes âgées de 18 à 38 ans, dont l'indice de masse corporelle (IMC) se situait entre 18,5 et 24 kg/m 2 , qui avaient un endomètre ≥8 mm au plus épais ont été recrutées. Tous les patients ont reçu un traitement de FIV-ET et ont été suivis jusqu'à ce qu'ils obtiennent des résultats en matière de reproduction. Des échantillons endométriaux pendant la fenêtre d'implantation (LH+ 6 à 9 jours) ont été soumis à l'analyse de l'expression de gènes de réceptivité endométriale spécifiques par PCR en temps réel (RT-PCR). Les patients ont été divisés en groupe de naissance vivante et groupe de naissance non vivante en fonction des résultats de la FIV-ET. Les signatures cliniques pertinentes pour les naissances vivantes ont été collectées, analysées et utilisées pour établir un modèle prédictif des naissances vivantes par analyse univariée (modèle clinique). L'expression de gènes de réceptivité endométriale spécifiques a été analysée, sélectionnée et utilisée pour construire un modèle prédictif de naissance vivante par l'analyse LASSO (The Least Absolute Shrinkage and Selection Operator) (modèle génique). Enfin, des facteurs cliniques et des gènes significatifs ont été utilisés pour construire un modèle combiné pour prédire les naissances vivantes à l'aide d'une régression logistique multivariée (modèle combiné). L'aire sous la courbe (AUC) de différents modèles a été comparée pour identifier le modèle le plus prédictif. Résultats : Trente-neuf patients ont été recrutés dans l'étude, vingt-quatre patients ont eu des naissances vivantes, quinze ne l'ont pas fait. Dans l'analyse univariée, les chances de naissance vivante chez les femmes présentant un dysfonctionnement de l'ovulation étaient 4 fois plus élevées que chez les femmes présentant d'autres indications de FIV-ET (RC=4,0, IC à 95 % : 1,125−8,910, P=0,018). L'âge, l'indice de masse corporelle, la durée de l'infertilité, l'infertilité primaire, l'échec répété de l'implantation, le comptage des follicules antraux, l'indice de sensibilité ovarienne, l'hormone anti-Mullerienne, le protocole et la durée d'hyperstimulation ovarienne contrôlée, la dose totale de FSH/hMG, le nombre d'ovocytes récupérés, le régiment de préparation de l'endomètre, l'épaisseur de l'endomètre avant le transfert d'embryon, le type d'embryon transféré n'étaient pas associés à la naissance vivante (P>0,05). Seul le dysfonctionnement de l'ovulation a été utilisé pour construire le modèle clinique et son ASC était de 0,688. Dans l'analyse lasso, GAST, GPX3, THBS2 ont été trouvés pour favoriser le risque de naissance vivante. Les ASC pour GAST, GPX3, THBS2 ont atteint 0,736, 0,672 et 0,678, respectivement. Le modèle génique a été établi sur la base de ces trois gènes et son ASC était de 0,772. Le dysfonctionnement de l'ovulation, GAST, GPX3 et THBS2 ont finalement été utilisés pour construire le modèle combiné, atteignant l'ASC la plus élevée (AUC=0,842). Conclusions : Par rapport au modèle unique, le modèle clinique combiné (dysfonctionnement de l'ovulation) et les gènes spécifiques (GAST, GPX3, THBS2) était plus précis pour prédire la naissance vivante des patients FIV-ET.Translated Description (Spanish)
Resumen Antecedentes: Nuestro objetivo fue desarrollar un modelo preciso para predecir el nacimiento vivo de pacientes que reciben tratamiento de fertilización in vitro y transferencia de embriones (FIV-ET). Métodos: Este es un estudio prospectivo de casos y controles anidados. Se inscribieron mujeres de entre 18 y 38 años, cuyo índice de masa corporal (IMC) estaba entre el rango de 18,5-24 kg/m 2 , que tenían un endometrio ≥8 mm en el más grueso. Todos los pacientes recibieron tratamiento de FIV-ET y fueron seguidos hasta que tuvieron resultados reproductivos. Las muestras de endometrio durante la ventana de implantación (LH+ 6 a 9 días) se sometieron a análisis de expresión de genes de receptividad endometrial específicos mediante PCR en tiempo real (RT-PCR). Los pacientes se dividieron en grupo de nacidos vivos y grupo de nacidos no vivos en función de los resultados de FIV-ET. Las firmas clínicas relevantes para los nacidos vivos se recopilaron, analizaron y utilizaron para establecer un modelo predictivo para los nacidos vivos mediante análisis univariante (modelo clínico). La expresión de genes de receptividad endometrial específicos se analizó, seleccionó y utilizó para construir un modelo predictivo para nacidos vivos mediante el análisis del operador de selección y contracción menos absoluta (LASSO) (modelo génico). Finalmente, se utilizaron factores clínicos y genes significativos para construir un modelo combinado para predecir nacidos vivos utilizando regresión logística multivariada (modelo combinado). Se comparó el área bajo la curva (AUC) de diferentes modelos para identificar el modelo más predictivo. Resultados: Treinta y nueve pacientes se inscribieron en el estudio, veinticuatro pacientes tuvieron nacidos vivos y quince no. En el análisis univariado, las probabilidades de nacimiento vivo para las mujeres con disfunción de la ovulación fueron 4 veces mayores que para las mujeres con otras indicaciones de FIV-ET (OR=4,0, IC del 95%: 1,125-8,910, P=0,018). La edad, el índice de masa corporal, la duración de la infertilidad, la infertilidad primaria, el fracaso repetido de la implantación, el recuento de folículos antrales, el índice de sensibilidad ovárica, la hormona antimulleriana, el protocolo y la duración de la hiperestimulación ovárica controlada, la dosis total de FSH/hMG, el número de ovocitos recuperados, el régimen de preparación endometrial, el grosor del endometrio antes de la transferencia embrionaria, el tipo de embrión transferido no se asociaron con el nacimiento vivo (P>0,05). Solo se utilizó la disfunción de la ovulación para construir el modelo clínico y su AUC fue de 0,688. En el análisis de Lasso, se encontró que GAST, GPX3, THBS2 promovían el riesgo de nacidos vivos. Las AUC para GAST, GPX3, THBS2 alcanzaron 0.736, 0.672 y 0.678, respectivamente. El modelo genético se estableció en base a estos tres genes y su AUC fue de 0.772. La disfunción de la ovulación, GAST, GPX3 y THBS2 finalmente se utilizaron para construir el modelo combinado, alcanzando el AUC más alto (AUC=0.842). Conclusiones: En comparación con el modelo único, el modelo combinado de genes clínicos (disfunción de la ovulación) y específicos (GAST, GPX3, THBS2) fue más preciso para predecir el nacimiento vivo de pacientes con FIV-ET.Files
latest.pdf.pdf
Files
(663.6 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:e7f677a17d190c5c362f4094f8991f75
|
663.6 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- نموذج مشترك للجينات السريرية والنوعية للتنبؤ بالولادة الحية لمرضى الإخصاب في المختبر ونقل الأجنة
- Translated title (French)
- Un modèle clinique et de gènes spécifiques combinés pour prédire les naissances vivantes pour les patientes de fécondation in vitro et de transfert d'embryons
- Translated title (Spanish)
- Un modelo combinado de genes clínicos y específicos para predecir nacidos vivos para pacientes con fertilización in vitro y transferencia de embriones
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4361216194
- DOI
- 10.21203/rs.3.rs-2305813/v1
References
- https://openalex.org/W1994783605
- https://openalex.org/W2003004581
- https://openalex.org/W2015030153
- https://openalex.org/W2047672708
- https://openalex.org/W2069902854
- https://openalex.org/W2109177122
- https://openalex.org/W2148284355
- https://openalex.org/W2166502991
- https://openalex.org/W2170469659
- https://openalex.org/W2573240451
- https://openalex.org/W2917441328
- https://openalex.org/W3081692890
- https://openalex.org/W4205754343