第三代试管婴儿自1990年诞生以来,从最初的只能筛查5-7对染色体发展成至今不仅可以对胚胎所有染色体(共23对)进行筛查,还可以深入到单基因进行了解。第三代试管就是对胚胎进行筛查,从而去达到优生优育的目的,可以很好的解决遗传病遗传风险。下面主要介绍PGD/PGS在国内外的现状、展望,及一些临床应用实例,大家粗略浏览就好,在文末给出了就医建议。
胚胎植入前遗传学检测主要包括胚胎植入前遗传学诊断(PGD)和筛查(PGS)是指在人工辅助生殖过程中,对胚胎进行种植前活检和遗传学分析,以选择无遗传学疾病的胚胎植入子宫,从而获得正常胎儿的诊断/筛查方法。
这2种技术建立在体外受精-胚胎移植(IVF-ET)基础之上,可直接筛除有问题的、不健康的胚胎,挑选正常的胚胎植入子宫,可阻断致病基因的纵向传递,降低反复流产率,提高患者的临床妊娠率,避免因引产给孕母带来的身心创伤。
第三代试管简单理解取男方的精子,女方的卵子,在体外受精形成几个胚胎,把不好的去掉,挑选正常的胚胎植入子宫,再怀孕直到生出小孩。其实早在1960年代,Edwards就提出了PGD的设想,一直到1990年Handyside团队才成功地进行了PGD,标志着其应用于辅助生殖临床的开始。而我国第一例PGD在2000年由中山大学附属第一医院庄广伦实验室完成。
PGD发展至今其诊断的疾病种类也在逐渐增加,从最初对单基因遗传病的诊断到染色体异常、人类肿瘤易感基因的分析、线粒体病、人类白细胞抗原(HLA)配型胚胎的检测等。而PGS又称“PGD-非整倍体筛查”,是指运用PGD相同的技术手段检测早期胚胎染色体数目和结构,Munné等在1993年第一次报道了对胚胎进行PGS。
研究发现随着女性年龄的增长,胚胎染色体异常的发生率逐年增高,胚胎中的染色体异常是造成IVF反复失败和早期流产的重要原因。因此PGS主要针对的人群为女方高龄、不明原因反复流产、IVF反复失败以及男性导致的不孕不育等。
单细胞全基因组扩增技术(NGS)是单细胞水平上对基因组进行测序的利器,学者们开始考虑将NGS应用于PGD/PGS;NGS的实现依赖于WGA技术的进步,好比手机改变了我们的生活,手机性能的提升依赖于CPU、内存、闪存、电池性能的进步;WGA技术发展至今分为多种子类型,临床上较为常用的是2种单细胞WGA技术,MDA和MALBAC;MDA在2002年首次被报道,部分程度上解决了扩增偏向的问题,实现了比PCR更均一的扩增。
在2012年的时候,哈佛大学谢晓亮在《Science》上发表了,单细胞全基因组扩增新技术MALBAC,即多次退火环状循环扩增技术。使得检测单细胞中较小的DNA序列变异变得更容易,分辨率提高,可以检测单基因突变,以及同时检测多个基因。缺点是偶然地假阳性结果的出现。
2014年9月世界上首例经MALBAC基因组扩增高通量测序,进行单基因遗传病筛查的试管婴儿,在北京大学第三医院诞生。
目前NGS技术具有数据准确度更高、实验重复性更好等优势,且随着其价格不断下降,其在PGD/PGS方面已经有了一定的应用,也是被认可的技术,只是方法学上仍在不断改进。
单细胞全基因扩增技术的不断进步,使得单基因遗传病和染色体病可以同时进行诊断,这对一个胚胎的筛选有了相对更为精准的结果,进而提高筛选后再植入的成功率。
近几年利用低通量全基因组测序以及针对致病基因进行目标区域靶向捕获的NGS应用于PGD/PGS的成功案例报道逐渐增多。Treff等运用NGS对多种单基因病如囊性纤维化、沃克华宝综合症等进行PGD,检测结果与传统方法相比可靠性达到100%。
姚元庆团队采用下一代测序技术分析单细胞水平的染色体拷贝变化,选择正常胚胎植入,于2014年9月顺利分娩健康女婴。2013年我国湘雅医院团队报道了采用NGS检测囊胚的PGS成功病例。
到目前为止,NGS应用于胚胎植入前非整倍体改变筛查中的价值已得到证实。这些成功案例均表明NGS技术应用于PGD/PGS已经比较成熟。但同时NGS在PGD/PGS中的应用还受到一定限制,例如暂时还不具备检测嵌合型的胚胎、单亲二倍体以及检测分辨率有限等,有待于测序技术的进一步完善,或者联合其他技术手段达到最佳的诊断。
一直以来,PGD/PGS活检的遗传物质都存在着争议,极体活检被认为仅能反映母方的遗传信息且影响诊断效率。此外,PGD/PGS是通过侵入性操作获得诊断结果,其对子代的影响还需要长期大样本的随访。因此,研发一种安全又有效的筛查技术十分必要。
以谢晓亮带领的研发团队,宣布了全球首例,接受无创胚胎染色体筛查(NICS)的试管婴儿,于无锡市妇幼保健院生殖中心健康诞生。无创PGS/PGD技术的出现,将彻底解决因为胚胎活检存在的安全争议,也意味着在不久的将来,可以更好的服务于临床。
正确的就医顺序是,先在当地医院初诊,再去大型区域生殖中心,或者考虑国外。还有,并不是所有不孕不育患者都需要做试管婴儿,临床上50%的患者经过常规治疗,就能自然怀孕妊娠。