生殖医生必知的植入前胚胎遗传学诊断/筛查

原创爱丁医生

导语：

近年来，随着分子生物学和辅助生殖技术的进步，植入前胚胎遗传学诊断（PGD）和植入前胚胎遗传学筛查（PGS）技术以前所未有的速度在全球快速发展。目前已经发展到什么地步了呢？可检测及诊断哪些疾病，有哪些适应症和争议呢？这篇文章，爱丁带大家深入了解PGD/PGS的历史和现状。

定义：

PGD/PGS大事记1990英国诞生了世界第1例PGD婴儿。当时有两对夫妻被认为有遗传肾上腺脑白质营养不良和X染色体相关的神经发育障碍的风险，通过对6-8细胞期进行Y染色体特异基因体外扩增后，成功诞下健康宝宝。［1］1990中信湘雅生殖与遗传专科医院建立了植入前胚胎遗传学诊断动物模型1993Munné等人在第1次报道了对胚胎进行移植前染色体检查，当时使用短的荧光原位杂交技术（FISH)(X,Y,18,13和21)。[2]1999中国大陆首例PGD在广州进行2000中山大学附属第一医院生殖中心1998年在国内首先开展(PGD)的研究和临床应用，并于2000年获得首例妊娠和分娩健康婴儿。2001美国FISH技术应用于胚胎植入前染色体异常检查。2003PGD技术获得我国国家卫生部的准入许可。20127月初，中山大学附属第一医院完成了中国首例通过PGD技术诞生的β-地中海贫血结合白细胞抗原系统(HLA)配型单胎，标志着“治疗性试管婴儿技术”在我国获得成功。20128月，全球首例接受全基因组测序技术筛查的试管宝宝在湖南健康出生，体重2.4公斤。2013华大基因和中信湘雅生殖与遗传专科医院联合宣布，成功将全基因组测序技术应用于体外受精获得的胚胎染色体异常分析。20159月，中信湘雅生殖与遗传专科医院诞生了两例“无癌宝宝”。201512月，哈佛大学谢晓亮教授、北京大学乔杰团队与亿康基因公司合作，首次在国际上建立了一种在早期胚胎阶段对各种单基因遗传疾病和染色体疾病同时进行精确诊断、以避免遗传病患儿出生的全新的植入前胚胎遗传学诊断方法MARSALA技术（高通量测序同时检测突变位点、染色体异常、以及连锁分析）。201512月，解放军总医院戴朴教授团队利用MALBAC联合PGD技术成功阻断GJB2基因突变致遗传性耳聋的垂直传递，实现了我国首例成功阻断重度遗传性耳聋第三代试管婴儿的诞生。20161月，我国首例应用核型定位（Karyomap）基因芯片技术进行“植入前单基因病诊断（PGD）”的试管婴儿诞生。此技术由上海集爱遗传与不育诊疗中心首次引入，并应用于临床。2016

2月，我国首例胚胎植入前遗传学诊断枫糖尿病基因健康双胎试管婴儿于解放军总医院诞生。

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PGS/PGD的区别

PGS是遗传学筛查，在胚胎植入之前，利用PGS对早期胚胎进行染色体数目和结构异常的检测，主要检测胚胎的染色体结构、数目的情况是否正常。

PGD是基因诊断，主要用于检查胚胎是否携带有遗传缺陷的基因。

这两种技术都可以直接筛除有问题的胚胎，从而淘汰不健康的胚胎，挑选正常的胚胎植入子宫，以期获得正常的妊娠，提高患者的临床妊娠率。

PGD/PGS适应证

PGD适应证

1、单基因遗传病和性连锁遗传病

2、染色体疾病，可以分为染色体数目异常和结构异常：例如47，XXX（克氏症）、Turner综合征（45，XO）等。

3、人类白细胞抗原(HLA)配型

4、线粒体疾病大约15%的线粒体或氧化磷酸化疾病是由母系遗传的线粒体引起的DNA（mtDNA）突变。因此，通过PGD，选择mtDNA突变比率低于发病阈值的胚胎，可以降低子代发生疾病的风险。

PGS适应证

PGS的主要指征包括不明原因的反复着床失败、不明原因反复流产、女方高龄等。虽然对PGS的应用目前学术界尚存争议，但是大多数学者主张摒弃卵裂期胚胎FISH进行PGS。已经有许多研究结果显示，通过PGS可以增加着床率、降低自然流产率、减少非整倍体胚胎妊娠以及提高辅助生殖技术的成功率；但是仍需要多中心大样本的研究进一步证实。[3]

PGD/PGS遗传诊断技术

遗传诊断技术包括PCR、FISH、基因芯片（array-CGH、array-SNP）、NGS技术。NGS技术在PGD和PGS领域中的应用正在逐步发展，NGS技术最大的优点还在于它不仅可以检测胚胎的非整倍性，而且可以检测单基因疾病。这是其他技术尚不能达到的。

PGD/PGS诊断的局限性

PGD、PGS在辅助生殖中的临床意义毋庸置疑,尤其在遗传病的检测方面，利远大于弊。但对于接受PGD、PGS治疗的夫妇在咨询时一定要告知：由于PGD、PGS的复杂属性，也存在误诊的情况。其中一些是由于技术本身的局限性引起的：

1.PCR及其相关技术主要适用于单基因病，但其检测位点有限，扩增效率低，易污染和等位基因脱扣（ADO）；

2、FISH不能检测全部的染色体，假阳性问题突出；

CGH无法检测平衡易位的胚胎，也不能区分数目改变的染色体单体型和三体型；

3、arrayCGH和SNParray,基因芯片制作难度大，成本高，且只能检测出已知的异常；

4、高通量测序技术后期需要进行大量的数据分析。

所以PGD、PGS的成功率并不是100％；而其他一些是由生物学特性引起，如胚胎的嵌合性以及人为因素造成的。

PGD/PGS的一些争议

1.安全性问题

PGD和PGS是通过对胚胎进行侵入性操作获得最终诊断，对子代需仍要长期大样本的随访。但目前对于后代长期安全性的研究数据基本没有。

2.有效性问题

2015年发表在HumReprod的研究对PGD全基因组测序的有效性进行了研究，发现对于高龄妊娠，复发性流产和多次胚胎移植失败的人群并没有明显获益。[4]

3.成本效益比问题

2015年发表在FertilSteril的文献比较了对于无法解释的RPL行IVF/PGS伴CCS与不行IVF/PGS的成本分析显示，IVF/PGS的成本贵100倍，却没有增加相应的活产率。[5]

4.胚胎的弃留等伦理问题

比如，对于X连锁的隐性遗传病进行性别筛选时，将有一半的健康男胚被丢弃，还有一半的女性携带者胚胎被保留；而对于常染色体隐性遗传病来说，杂合子胚胎是否进行移植也一直存在争议。

5.PGD的指征问题

比如一些家族性肿瘤(如家族性结肠息肉病、乳腺癌等)的易感性分析、HLA选型来救治已有的血液病患儿。

附：

一、卫计委妇幼保健服务司审批通过的13家第一批可以进行高通量基因测序植入前胚胎遗传学诊断临床应用地点工作的辅助生殖机构名单（截止2015年1月）

补充备注：

2016年8月苏大附一院生殖医学中心获批PGD/PGS资质