Association analysis of endometrial microbiome characteristics in RIF patients with subsequent transplantation outcomes

doi:10.11958/20252693

Abstract

Abstract:

Objective To explore the correlation between the characteristics of the endometrial microbiome in patients with recurrent implantation failure (RIF) and the subsequent transplantation outcomes. Methods A total of 438 RIF patients underwent embryo transfer again in our hospital were retrospective selection. According to the pregnancy status of the patients 8 weeks after embryo transfer, patients were divided into the pregnancy group (n=85) and the non-pregnancy group (n=353). The clinical data, characteristics and composition diversity of the endometrial microbiome were compared between the two groups. Binary Logistic regression was used to analyze the influencing factors, and the receiver operating characteristic (ROC) was employed to predict the efficacy of the influencing factors. The interaction between the above-mentioned risk factors and Shannon index in the subsequent transplantation outcomes of RIF patients was further analyzed. Results The levels of basal estradiol (E2), fasting insulin (Fins), total cholesterol (TC) and triglycerides (TG) were significantly higher in the non-pregnant group than those in the pregnant group (P<0.05). Meanwhile, there were significant differences in the composition of endometrial microorganisms between the two groups (P<0.05). Among them, the abundance of Fusobacterium phylum, the abundance of Bacillus genus and the α -diversity (Chao1, Shannon, Simpson) index all showed significant differences (all P<0.05). Binary Logistic regression multivariate analysis showed that the abundance of Fusobacterium phylum increased (OR=1.628, 95%CI: 1.416-1.841), the abundance of Bacillus genus decreased (OR=0.725, 95%CI: 0.557-0.934) and E2 increased (OR=1.654, 95%CI: 1.343-1.965). The elevated insulin (OR=1.691, 95%CI: 1.393-1.980) and decreased Shannon index (OR=0.388, 95%CI: 0.075-0.697) were independent risk factors for failure after subsequent transplantation. ROC curve analysis showed that the area under the curve (AUC) of the Shannon index was 0.836 (95%CI: 0.782-0.890), with the highest predictive efficacy. There was significant interaction among the subgroups of Fusobacteria, Bacillus genus, E2 and insulin in Shannon index on the subsequent transplantation outcomes of patients with RIF. Conclusion The independent risk factors for subsequent transplantation failure in RIF patients can be used as sensitive indicators to predict the subsequent transplantation outcomes of RIF patients, and Shannon index has a higher clinical predictive value.

Key words: endometrium, microbiota, embryo transfer, pregnancy outcome, recurrent implantation failure

CLC Number:

R321.3

Figures/Tables 10

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组别			n	不孕年限/年			不孕类型						自然流产史			女方吸烟			女方饮酒		年龄/岁						不孕时间/年			流产次数/次
组别			n	不孕年限/年			原发			继发			自然流产史			女方吸烟			女方饮酒		男			女			不孕时间/年			流产次数/次
妊娠组			85	3.27±2.56			45（52.9）			40（47.1）			8（9.4）			2（2.4）			0（0.0）		30.66±1.43			29.01±1.65			2.21±0.42			1.33±0.22
未妊娠组			353	2.87±1.98			193（54.7）			160（45.3）			45（12.8）			5（1.4）			5（1.4）		31.09±2.13			28.69±1.57			2.26±0.39			1.36±0.18
t或χ²				1.573			0.083						0.717			0.019			0.588^▲		1.767			1.670			1.045			1.318
组别	BMI/ （kg/m²）				FSH/ （mIU/L）			LH/ （mIU/L）			E2/ （pmol/L）				P/ （nmol/L）			FPG/ （mmol/L）				Fins/ （mU/L）			Alb/ （g/L）			TC/ （mmol/L）			TG/ （mmol/L）
妊娠组	21.30±1.28				6.83±0.71			4.34±0.93			137.02±35.08				1.56±0.32			5.24±0.18				8.59±0.94			46.65±1.33			4.31±0.36			0.91±0.11
未妊娠组	22.13±2.40				6.79±0.96			4.21±0.82			156.53±20.50				1.65±0.43			5.26±0.13				11.00±3.04			46.35±1.74			4.67±0.48			1.25±0.13
t	0.051				0.718			0.202			4.929^＊＊				0.071			0.241				12.601^＊＊			0.138			7.715^＊＊			24.651^＊＊
组别		HDL-C/ （mmol/L）				获卵数/个			MII/ 个			受精数/ 个		2PN/ 个			移植日内膜厚度/mm			内膜准备方式						胚胎体外培养天数						优质囊胚
组别		HDL-C/ （mmol/L）				获卵数/个			MII/ 个			受精数/ 个		2PN/ 个			移植日内膜厚度/mm			人工周期			自然周期			5 d			6 d			优质囊胚
妊娠组		1.38±0.14				11.25±2.36			9.58±2.04			7.62±1.83		5.49±1.42			10.66±0.59			69（81.2）			16（18.8）			61（71.8）			24（28.2）			75（88.2）
未妊娠组		1.35±0.13				10.87±2.18			9.36±1.87			7.41±1.62		5.30±1.26			10.51±1.04			284（80.5）			69（19.6）			233（66.0）			120（34.0）			319（90.4）
t或χ²		0.061				1.419			0.956			1.045		1.217			0.201			0.023						1.030						0.345

组别			n	不孕年限/年			不孕类型						自然流产史			女方吸烟			女方饮酒		年龄/岁						不孕时间/年			流产次数/次
组别			n	不孕年限/年			原发			继发			自然流产史			女方吸烟			女方饮酒		男			女			不孕时间/年			流产次数/次
妊娠组			85	3.27±2.56			45（52.9）			40（47.1）			8（9.4）			2（2.4）			0（0.0）		30.66±1.43			29.01±1.65			2.21±0.42			1.33±0.22
未妊娠组			353	2.87±1.98			193（54.7）			160（45.3）			45（12.8）			5（1.4）			5（1.4）		31.09±2.13			28.69±1.57			2.26±0.39			1.36±0.18
t或χ²				1.573			0.083						0.717			0.019			0.588^▲		1.767			1.670			1.045			1.318
组别	BMI/ （kg/m²）				FSH/ （mIU/L）			LH/ （mIU/L）			E2/ （pmol/L）				P/ （nmol/L）			FPG/ （mmol/L）				Fins/ （mU/L）			Alb/ （g/L）			TC/ （mmol/L）			TG/ （mmol/L）
妊娠组	21.30±1.28				6.83±0.71			4.34±0.93			137.02±35.08				1.56±0.32			5.24±0.18				8.59±0.94			46.65±1.33			4.31±0.36			0.91±0.11
未妊娠组	22.13±2.40				6.79±0.96			4.21±0.82			156.53±20.50				1.65±0.43			5.26±0.13				11.00±3.04			46.35±1.74			4.67±0.48			1.25±0.13
t	0.051				0.718			0.202			4.929^＊＊				0.071			0.241				12.601^＊＊			0.138			7.715^＊＊			24.651^＊＊
组别		HDL-C/ （mmol/L）				获卵数/个			MII/ 个			受精数/ 个		2PN/ 个			移植日内膜厚度/mm			内膜准备方式						胚胎体外培养天数						优质囊胚
组别		HDL-C/ （mmol/L）				获卵数/个			MII/ 个			受精数/ 个		2PN/ 个			移植日内膜厚度/mm			人工周期			自然周期			5 d			6 d			优质囊胚
妊娠组		1.38±0.14				11.25±2.36			9.58±2.04			7.62±1.83		5.49±1.42			10.66±0.59			69（81.2）			16（18.8）			61（71.8）			24（28.2）			75（88.2）
未妊娠组		1.35±0.13				10.87±2.18			9.36±1.87			7.41±1.62		5.30±1.26			10.51±1.04			284（80.5）			69（19.6）			233（66.0）			120（34.0）			319（90.4）
t或χ²		0.061				1.419			0.956			1.045		1.217			0.201			0.023						1.030						0.345

组别	n		厚壁菌门		变形菌门		拟杆菌门		放线菌门		蓝藻门
妊娠组	85		0.592（0.569，0.615）		0.267（0.203，0.331）		0.093（0.085，0.101）		0.046（0.033，0.059）		0.027（0.025，0.029）
未妊娠组	353		0.496（0.471，0.521）		0.304（0.283，0.325）		0.056（0.049，0.063）		0.087（0.082，0.92）		0.079（0.075，0.083）
Z			1.637		1.215		1.502		1.294		1.633
组别		梭杆菌门		弯曲杆菌门		脱硫菌门		疣微菌门		其他细菌门
妊娠组		0.006（0.003，0.009）		0.018（0.017，0.019）		0.009（0.008，0.010）		0.003（0.002，0.004）		0.007（0.006，0.008）
未妊娠组		0.031（0.029，0.033）		0.032（0.023，0.041）		0.007（0.006，0.008）		0.009（0.008，0.010）		0.004（0.003，0.005）
Z		2.518^＊		1.217		1.352		1.691		0.544

组别	n		厚壁菌门		变形菌门		拟杆菌门		放线菌门		蓝藻门
妊娠组	85		0.592（0.569，0.615）		0.267（0.203，0.331）		0.093（0.085，0.101）		0.046（0.033，0.059）		0.027（0.025，0.029）
未妊娠组	353		0.496（0.471，0.521）		0.304（0.283，0.325）		0.056（0.049，0.063）		0.087（0.082，0.92）		0.079（0.075，0.083）
Z			1.637		1.215		1.502		1.294		1.633
组别		梭杆菌门		弯曲杆菌门		脱硫菌门		疣微菌门		其他细菌门
妊娠组		0.006（0.003，0.009）		0.018（0.017，0.019）		0.009（0.008，0.010）		0.003（0.002，0.004）		0.007（0.006，0.008）
未妊娠组		0.031（0.029，0.033）		0.032（0.023，0.041）		0.007（0.006，0.008）		0.009（0.008，0.010）		0.004（0.003，0.005）
Z		2.518^＊		1.217		1.352		1.691		0.544

组别	n		乳酸杆菌属		假单胞菌属		未分类细菌属		芽孢杆菌属		拟杆菌属
妊娠组	85		0.154（0.133，0.175）		0.147（0.135，0.159）		0.043（0.041，0.045）		0.044（0.042，0.046）		0.017（0.016，0.018）
未妊娠组	353		0.241（0.217，0.265）		0.182（0.163，0.201）		0.041（0.039，0.043）		0.019（0.018，0.020）		0.032（0.030，0.034）
Z			1.528		0.134		0.622		3.574^＊＊		0.638
组别		粪杆菌属		加德纳菌属		普雷沃氏菌属		Hungatella		其他细菌属
妊娠组		0.023（0.022，0.024）		0.034（0.032，0.036）		0.060（0.059，0.061）		0.014（0.013，0.015）		0.384（0.355，0.413）
未妊娠组		0.022（0.020，0.026）		0.008（0.007，0.009）		0.016（0.015，0.017）		0.018（0.017，0.019）		0.405（0.367，0.443）
Z		0.981		1.425		1.189		0.937		1.256