Introduction

Die Bedeutung des Endometriums für die Entstehung und Aufrechterhaltung einer Schwangerschaft ist eindeutig erwiesen. Es ist jedoch unklar, welche endometrialen Faktoren von Bedeutung sind (1). Eine histologische Untersuchung bei Paaren mit Kinderwunsch ist wenig sinnvoll, da eine Biopsie notwendig wäre. Bei der transvaginalen Ultraschalluntersuchung werden die Dicke des Endometriums, das Echomuster und die Perfusion des Endometriums beurteilt (2). Die Ultraschalluntersuchung der Endometriumdicke (EMT) wird am häufigsten durchgeführt, da dies die einfachste und am besten reproduzierbare Technik ist.

Die Bedeutung der Endometriumdicke wurde in zahlreichen Studien und Metaanalysen untersucht. Die Untersuchungen beschränken sich im Wesentlichen auf In-vitro-Fertilisationsbehandlungen (IVF) mit hochdosierter Stimulationstherapie und intrauterine Inseminationsbehandlungen (IUI) mit verschiedenen Stimulationsregimen der Eierstöcke.

Bei IVF-Behandlungen ist ein dünnes Endometrium mit einer geringeren Schwangerschaftsrate verbunden. Die klinische Schwangerschaftsrate ist mit einer geringeren Chance auf eine Schwangerschaft verbunden, wenn die Dicke des Endometriums ≤7 mm ist (OR 0,42, 95% CI: 0,27, 0,67) (3). Die Datenlage bezüglich einer dicken Gebärmutterschleimhaut ist nicht so eindeutig. In einer früheren Studie wurden geringere Schwangerschaftsraten bei Frauen mit einer Endometriumdicke von >14 mm beschrieben (4), während in anderen Studien keine geringeren oder sogar höhere Schwangerschaftsraten festgestellt wurden (5-7).

Bei Frauen, die sich einer IUI mit niedrig dosierter Stimulation unterziehen, scheint ein solcher Zusammenhang nicht zu bestehen. In einer kürzlich durchgeführten Metaanalyse mit IUI-Behandlungen in Kombination mit einer Gonadotropin-, Clomifencitrat- oder Aromatasehemmer-Stimulation gab es keine Hinweise auf einen Unterschied in der EMT zwischen Frauen, die schwanger wurden, und Frauen, die nicht schwanger wurden (MDrandom: 0,51, 95% CI: -0,05, 1,07) (8).

Da ovarielle Stimulationsbehandlungen eingesetzt wurden, können die Ergebnisse dieser Studien nicht auf die nicht-stimulierte Situation übertragen werden. Daher sind die Studienergebnisse nur bedingt für eine Fertilitätsuntersuchung bei Unfruchtbarkeit geeignet, um die Relevanz des Endometriums als Ursache der Sterilität zu beurteilen.

Auf dieser Grundlage untersuchten wir die Schwangerschaftsrate in Abhängigkeit von der Endometriumdicke anhand des Natural Cycle IVF (NC-IVF)-Modells, bei dem keine ovarielle Stimulation außer der Ovulationsinduktion mit humanem Choriongonadotropin, hCG, und einer Lutealphasen-Progesteron-Supplementierung verabreicht wurde.

Da strenge Ein- und Ausschlusskriterien wie der Transfer von nur einem Embryo definiert wurden und somit zahlreiche Confounder auf die Schwangerschaftsrate ausgeschlossen werden konnten, ist dies möglicherweise die erste Studie, die auch eine vorsichtige Abschätzung der Bedeutung der Endometriumdicke für ein Schwangerschaftsereignis in einem Spontanzyklus erlaubt.

Methoden

Studienpopulation und Teilnehmerinnen

Die retrospektive, beobachtende Single-Center-Studie wurde zwischen 2011 und 2016 durchgeführt. Es wurden insgesamt 225 Frauen im Alter von 18 bis 42 Jahren mit regelmäßigen Menstruationszyklen (24-32 Tage) und basalen FSH-Konzentrationen <10 IU/L untersucht, die sich einer ersten IVF-Zyklusbehandlung mit Transfer eines einzelnen Embryos unterzogen. Den Frauen wurden sowohl die NC-IVF als auch die konventionelle IVF angeboten, sie entschieden jedoch selbst, welche Therapie sie bevorzugten. Ausgeschlossen wurden Frauen ohne Transfer, mit Endometriose >rAFS II° (revised American Fertility Society) (diagnostiziert durch Laparoskopie oder klinische und Ultraschall-Analyse), mit Fibromen, diagnostiziert durch Ultraschall oder, falls der Ultraschall nicht schlüssig war, durch Hysteroskopie und mit Spermiengewinnung durch testikuläre Spermienextraktion (TESE).

NC-IVF-Patientinnen wurden mittels Ultraschall und Analyse der Konzentrationen von luteinisierendem Hormon (LH) und E2 überwacht. Wenn der Follikeldurchmesser mindestens 18 mm erreichte und eine E2-Konzentration von ≥800 pmol/L zu erwarten war, wurden 5000 IE hCG (Pregnyl®, MSD Merck Sharp & Dohme GmbH, Luzern, Schweiz) verabreicht, und die Patientinnen wurden 36 Stunden später zur Eizellentnahme angemeldet. Die EMT wurde zum Zeitpunkt der Eizellenentnahme von verschiedenen Ärzten und mit verschiedenen Ultraschallgeräten gemessen. Die Dicke des Endometriums wurde in unserer klinischen Routine in mm ohne Dezimalzahlen gemessen, da die intra- und interindividuellen Schwankungen eine genauere Messung nicht rechtfertigten. Die Follikel wurden ohne Anästhesie und ohne Analgesie mit einlumigen 19-G-Nadeln (220 mmHg) aspiriert, wie an anderer Stelle beschrieben (9). Nach der Aspiration wurden die Follikel dreimal mit je 2-5 ml heparinhaltigem Spülmedium (SynVitro® Flush, Origio, Berlin, Deutschland) gespült und aspiriert. Das Spülvolumen wurde entsprechend der Größe der Follikel angepasst. Die Befruchtung wurde in allen Fällen durch Standard-ICSI erreicht. Die Embryonen wurden am 2. oder 3. Tag nach der Aspiration transferiert, da eine Langzeitkultur mit nur einem Embryo nicht erforderlich war. Die Frauen erhielten eine Unterstützung der Lutealphase mit vaginalem mikronisiertem Progesteron. Die EMT zum Zeitpunkt der Follikelaspiration sowie die biochemischen und klinischen (definiert als Ultraschallnachweis einer Fruchtblase) Schwangerschaftsraten und die Lebendgeburtenrate wurden pro Embryotransfer analysiert.

Die Studie wurde in Übereinstimmung mit den Empfehlungen der lokalen Ethikkommission des IRB Internal Review Board, Inselspital Bern vom 12. Oktober 2012 (IRB 12-223) durchgeführt. Alle Probandinnen gaben ihr schriftliches, informiertes Einverständnis in Übereinstimmung mit der Deklaration von Helsinki.

Statistische Analyse

Die Endometriumdicke wurde zunächst als kategoriale Variable betrachtet und daher wurden die Frauen in zwei Endometriumdickengruppen eingeteilt (≤7 mm vs. >7 mm). Die Ausgangsmerkmale der Patientinnen wurden für die quantitativen Variablen mit dem t-Test oder, wenn die Normalitätsannahme nicht erfüllt war, mit dem nichtparametrischen Wilcoxon-Test verglichen. Für die qualitativen Variablen (Ursache der Unfruchtbarkeit) wurde der Chi-Quadrat-Test verwendet oder, wenn der Stichprobenumfang gering war, der exakte Test von Fisher.

Die klinische Schwangerschaft und die Lebensgeburtenrate wurden anhand einer logistischen Regression verglichen. Für jedes Ergebnis wurde zunächst der rohe (nicht bereinigte) Zusammenhang zwischen den EMT-Kategorien und dem Ergebnis untersucht. Anschließend wurde das Modell um potenzielle Störfaktoren bereinigt, indem das Alter der Frauen, der Tag der Follikelpunktion und der BMI in das Modell einbezogen wurden. Die Ursache der Unfruchtbarkeit wurde nicht berücksichtigt, da in einer anderen, noch nicht veröffentlichten Studie gezeigt wurde, dass die Ursache der Unfruchtbarkeit kein prognostischer Faktor bei NC-IVF ist. Die Endometriumdicke wurde dann als kontinuierliche Variable betrachtet, und ihr Einfluss auf die Schwangerschaft und die Lebendgeburt wurde mithilfe einer logistischen Regression weiter analysiert. Für jedes Ergebnis wurde zunächst der rohe (unbereinigte) und der bereinigte Zusammenhang zwischen EMT und dem Ergebnis bewertet, wobei die Endometriumdicke als linearer Term verwendet wurde. Anschließend untersuchten wir die Linearität der Auswirkung von EMT auf die Ergebnisse, indem wir ein rohes und bereinigtes quadratisches Regressionsmodell anpassten und prüften, ob die Hinzufügung eines quadratischen Terms die Anpassung des Modells signifikant erhöhte. Die Modelle wurden mithilfe von Likelihood-Ratio-Tests verglichen. Der P-Wert und das Konfidenzintervall der Modellparameter wurden unter Verwendung der normalen Approximation geschätzt.

Ergebnisse

Die AMH-Konzentrationen lagen insgesamt bei 12,0 pmol/l. Die klinische Schwangerschaftsrate und die Lebendgeburtenrate in Abhängigkeit von der Endometriumdicke sind in den Abbildungen 1 und 2 dargestellt. Die Endometriumdicke betrug bei 6 Frauen 6 mm, bei 21 Frauen 7 mm, bei 31 Frauen 8 mm, bei 17 Frauen 9 mm, bei 15 Frauen 10 mm, bei 9 Frauen 11 mm, bei 5 Frauen 12 mm und bei 1 Frau 16 mm.

Auch bei der Modellierung einer quadratischen Beziehung zwischen Endometriumdicke und Lebendgeburt zeigte sich ein Trend zu einer besseren Modellanpassung (p-Wert aus einem Modellvergleich = 0,08). Die rohen und bereinigten quadratischen Modelle deuten auf eine verringerte Schwangerschaftswahrscheinlichkeit für dünneres, aber auch für sehr dickes Endometrium hin (p-Wert für quadratische Beziehung: roh p = 0,066; bereinigt p = 0,093).

Diskussion

Hauptbefunde

In dieser Studie wurde erstmals der Zusammenhang zwischen Schwangerschaftsraten und Endometriumdicke in nicht stimulierten Menstruationszyklen mit frischem Embryotransfer beschrieben. Die Auswertung wurde um die wichtigsten Faktoren bereinigt, die die Chance auf eine Schwangerschaft (Alter) (10) und die EMT (Tag der Aspiration und BMI) (11) beeinflussen könnten.

Stärken und Grenzen

Um den Einfluss möglicher Einflussvariablen zu minimieren, wurde die Untersuchung mit 105 NC-IVF-Zyklen durchgeführt, bei denen – wie bei fast allen NC-IVF-Zyklen – nur ein Embryo transferiert wurde. Eine andere Anzahl von Embryonen hätte einen Vergleich der Schwangerschaftsraten nicht ermöglicht. Es ist jedoch zu beachten, dass wir erstens eine retrospektive Analyse durchgeführt haben und zweitens die strengen Ein- und Ausschlusskriterien zu einer begrenzten Teilnehmerzahl führten. Dies könnte ein Grund dafür sein, dass die Signifikanz nur für die Schwangerschafts-, nicht aber für die Lebendgeburtenrate erreicht wurde.

Die Dicke des Endometriums wurde von mehreren Ärzten mit unterschiedlichen Ultraschallgeräten analysiert. Deshalb und wegen der intra- und interindividuellen Schwankungen der Endometriummessungen wurde die EMT ohne Dezimalzahlen analysiert, was die Genauigkeit der Analyse beeinträchtigt haben könnte.

Wir definierten den Ultraschallnachweis einer Fruchtblase als klinische Schwangerschaft, was die hohe Fehlgeburtenrate erklären könnte. Die Fehlgeburtenrate konnte jedoch nicht einer bestimmten Endometriumdicke zugeordnet werden.

Interpretation

In allen bisher veröffentlichten Studien wurde die Assoziation der Endometriumdicke mit der Schwangerschaftsrate nur bei hochdosierten IVF-Stimulationen, kryokonservierten Embryonen (12) oder niedrigdosierten IUI-Stimulationen durchgeführt. Die IVF-Studien deuten auf einen Anstieg der Schwangerschaftsrate bei einer Endometriumdicke von >7 mm hin (3), während die IUI-Studien einen solchen Zusammenhang nicht nachweisen konnten (8). Unsere Studie bestätigte die reduzierte Schwangerschaftsrate bei gonadotropinstimulierten IVF-Therapien mit einer Endometriumdicke von ≤7 mm. Eine Erhöhung der Schwangerschaftsrate bei einer besonders dicken Gebärmutterschleimhaut von >11 mm (6), >13 mm (5) oder >14 mm (7), wie sie bei gonadotropinstimulierten IVF-Therapien nachgewiesen wurde, konnte jedoch nicht bestätigt werden. Im Gegenteil, wir beobachteten sogar eine Tendenz zu niedrigeren Schwangerschaftsraten bei Frauen mit besonders dickem Endometrium. Bei IUI-Behandlungen mit niedrig dosierter Gonadotropinstimulation wurde weder eine erhöhte noch eine verringerte Schwangerschaftsrate (8) gefunden.

Der Grund für die verringerten Schwangerschaftsraten bei Patientinnen mit gonadotropinstimulierten IVF-Therapien mit einer Endometriumdicke ≤ 7 mm im Vergleich zu einer Endometriumdicke >7 mm ist unklar. Es wurde spekuliert, dass die Sauerstoffkonzentration in der Basalschicht des Endometriums bei Patientinnen mit dünnem Endometrium erhöht ist, was sich nachteilig auf die Implantation des Embryos auswirken könnte (13). Es wurde weiter spekuliert, dass sich in vitro entwickelnde Embryonen besonders anfällig für diese höhere Sauerstoffbelastung sind (8).

Bei hormonstimulierten IUI-Behandlungen gibt es keine signifikante Korrelation zwischen der Endometriumdicke und der Schwangerschaftsrate (8). Als möglicher Grund dafür wurde diskutiert, dass sich Embryonen in vivo robuster entwickeln und weniger anfällig für hohe Sauerstoffbelastung sind (8). Diese Erklärung ist jedoch rein hypothetisch. Es könnte daher spekuliert werden, dass bei hormonstimulierten IUI-Behandlungen ein dünnes Endometrium mit niedrigeren Schwangerschaftsraten assoziiert ist, dass dieser Zusammenhang aber nicht nachgewiesen werden konnte. In der Meta-Analyse von Weiss et al. (8) zeigte sich in der primären Analyse ein signifikant dünneres Endometrium bei Frauen, die nicht schwanger wurden (MD: 0,48, 95% CI: 0,18, 0,77). Die Signifikanz ging erst verloren, als die Berechnung mit einem Modell mit zufälligen Effekten durchgeführt wurde (MD random: 0,51, 95% CI: -0,05, 1,07), das aufgrund der Heterogenität der Studien gewählt wurde. Dies wirft die Frage auf, ob eine dünne Gebärmutterschleimhaut auch mit niedrigeren Schwangerschaftsraten bei stimulierten IUI-Behandlungen verbunden ist; dieser Zusammenhang konnte jedoch aufgrund der Heterogenität der Studien nicht festgestellt werden.

Die Schwangerschaftsraten wurden auch bei modifizierten natürlichen Zyklen mit tiefgefrorenem Embryotransfer untersucht (12). Die mittlere Endometriumdicke unterschied sich nicht zwischen Patientinnen, die eine anhaltende Schwangerschaft erreichten, und solchen, bei denen dies nicht der Fall war. Allerdings betrug die Schwangerschaftsrate bei Frauen mit einer Endometriumdicke von <7 mm (n = 41) nur 9,8 %, während sie bei Frauen mit einer Endometriumdicke von ≥7 mm bei 21,0 % lag (12). Obwohl die Unterschiede nicht statistisch unterschiedlich waren, stützen diese Daten die Hypothese, dass die Schwangerschaftsraten bei Frauen mit dünnem Endometrium auch in nicht stimulierten Zyklen niedriger sind.

Eine niedrigere Schwangerschaftsrate bei dünnem Endometrium in nicht stimulierten Zyklen ist wahrscheinlich nicht biologisch plausibel. Es ist unwahrscheinlich, dass eine Tendenz zu einer dünnen Gebärmutterschleimhaut vererbt werden kann, wenn sie die Fruchtbarkeit signifikant beeinflusst. Es gibt natürlich zahlreiche Faktoren, die zu einer dünnen Gebärmutterschleimhaut führen oder die mit einer dünnen Gebärmutterschleimhaut verbunden sind und die Chancen auf eine Schwangerschaft verringern. Zu den wichtigsten Faktoren gehören mehrfache Kürettage (14) und die Bestrahlung der Gebärmutter (15). Diese Faktoren sind jedoch entweder iatrogen oder auf eine erworbene Pathologie zurückzuführen und können daher die in anderen Studien beschriebenen geringeren Schwangerschaftsraten bei dünnem Endometrium nicht erklären. In unserer Studie hatten sich nur 1/6 (16,7 %) der Frauen mit einer Endometriumdicke von 6 mm und 4/21 (19,0 %) mit einer Endometriumdicke von 7 mm einer Kürettage und keine einer Gebärmutterbestrahlung unterzogen. Demnach könnte eine Kürettage bei einigen wenigen Frauen ein Grund für ein dünnes Endometrium sein, aber nicht bei der Mehrheit.

Andererseits stellt sich die Frage, wie relevant eine reduzierte Schwangerschaftsrate bei dünnem Endometrium wirklich ist. Von den 6 nicht schwangeren Frauen in unserer Studie mit einer Endometriumdicke von 6 mm wurden 3 Frauen später schwanger. Die klinische Relevanz eines dünnen Endometriums ohne erkennbare Ursache wie z.B. multiple Kürettage etc. ist also fraglich.

Ist das Endometrium einer Patientin sehr dünn und könnte dies eine mögliche Ursache für die Unfruchtbarkeit sein, stellt sich die Frage nach möglichen Therapieoptionen. Eine Stimulation mit Östrogenen kann in einem Spontanzyklus kaum durchgeführt werden, da hohe Östrogenkonzentrationen die FSH-Freisetzung reduzieren und die Follikulogenese hemmen sowie die Funktion des Endometriums beeinträchtigen (16). Santamaria et al. (17) entwickelten eine Behandlung mit Stammzellen aus dem Knochenmark, die die Chancen auf eine Schwangerschaft bei refraktärem Asherman-Syndrom und Endometriumatrophie zu erhöhen scheint. Ob eine solch komplexe und noch experimentelle Therapie in Fällen mit physiologisch dünnem Endometrium sinnvoll ist, ist fraglich, da in solchen Fällen das Endometrium zwar dünner, aber vermutlich funktionell intakt ist.

Die Unterschiede in den Studien über die Wirkung eines dicken Endometriums auf die Schwangerschaftsrate sind widersprüchlich. In den gonadotropinstimulierten IVF-Studien scheint ein dickes Endometrium mit einer höheren Schwangerschaftsrate verbunden zu sein (5-7). Eine solche Abhängigkeit konnte jedoch bei hormonstimulierten IUI-Therapien nicht nachgewiesen werden (8). Wir fanden sogar eine Tendenz zu einer geringeren Schwangerschaftsrate. Es ist jedoch zu beachten, dass dieses Ergebnis auf einem statistischen Modell beruht, das nur eine sehr vage Tendenz zu einer niedrigeren Schwangerschaftsrate bei sehr dickem Endometrium liefert. Außerdem lässt sich die Dicke, die zu verminderten Schwangerschaftsraten führt, nicht definieren.

Die Unterschiede der Studien sind kaum erklärbar. Möglicherweise handelt es sich um physiologisch unterschiedliche Endometriumfunktionen und IVF-Aktivitätszustände, die einen Vergleich der verschiedenen Behandlungen nicht zulassen, da das Endometrium bei Gonadotropinstimulation wahrscheinlich stärker proliferiert und ödematös ist. Es ist auch möglich, dass die Unterschiede auf die geringe Zahl der Patientinnen in unserer Studie zurückzuführen sind, was als Schwäche unserer Studie angesehen werden kann. Da die Ein- und Ausschlusskriterien sehr streng waren, um eine möglichst homogene Patientenpopulation untersuchen zu können, ist die Patientenzahl begrenzt.

Zusammenfassend bestätigt die Studie, dass dünnes Endometrium auch mit niedrigeren Schwangerschaftsraten in nicht stimulierten Zyklen verbunden ist. Daher sollte eine dünne Gebärmutterschleimhaut als unabhängiger prognostischer Faktor für das Erreichen einer Schwangerschaft angesehen werden. Da die Schwangerschaftsrate bei Frauen mit dünnem Endometrium jedoch nicht gleich Null ist, sondern nur reduziert, sollte dünnes Endometrium nicht als Unfruchtbarkeit, sondern eher als fruchtbarkeitsmindernder Faktor angesehen werden.

Beiträge der Autoren

MvW hat die Studie konzipiert, die Daten analysiert und das Manuskript verfasst. MvW, MF, VM, PS und AK sammelten Daten. MF bereitete die Daten auf. MR und GG führten die Statistik durch. Alle Autoren trugen zur Datenerhebung, zur Interpretation der Ergebnisse und zur Überarbeitung des endgültigen Manuskripts bei.

Finanzierung

Die Studie wurde durch einen uneingeschränkten Forschungszuschuss des IBSA Institut Biochimique SA unterstützt.

Erklärung zu Interessenkonflikten

GG hat Beraterhonorare von MSD, Merck Serono, Glycotope, Ferring, IBSA, VitroLife, Finox, ReprodWissen GmBH und TEVA GmBH, ZIVA, Abbott, NMC Healthcare erhalten; hat Sprecherhonorare von Merck Serono, MSD, IBSA, VitroLife, ReprodWissen GmBH und Abbott erhalten.

Die übrigen Autoren erklären, dass die Forschung in Abwesenheit jeglicher kommerzieller oder finanzieller Beziehungen durchgeführt wurde, die als potenzieller Interessenkonflikt ausgelegt werden könnten.

Danksagungen

Wir möchten Dr. Elizabeth Kraemer für die sprachliche Überarbeitung und Korrektur des Manuskripts danken.