胚胎植入前遺傳學(xué)診斷技術(shù)專題

胚胎植入前遺傳學(xué)診斷技術(shù)專題生物探索者按自世首例試管兒誕生以，相繼出現(xiàn)了三代試管嬰兒技術(shù)。技術(shù)的發(fā)展以及現(xiàn)實(shí)需求使第三代試管嬰兒技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛患者受益越來越顯著然而，第三代試管嬰兒技術(shù)在臨床上應(yīng)用如何？面臨著哪些困境？在全面二孩時(shí)代，企業(yè)是如何推動(dòng)我國(guó)第三代試管嬰兒技術(shù)的發(fā)展？世界首例“試管嬰兒”于19月2日誕生于英國(guó)奧德海姆總醫(yī)院，我國(guó)首例試管嬰兒于19誕生于北過6例的試管嬰兒。自世界首例試管嬰兒誕生以來，相繼出現(xiàn)了三代試管嬰兒技術(shù)。技術(shù)的發(fā)展以及現(xiàn)實(shí)需求使第三代試管嬰兒技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，患者受益越來越顯著。然而，第三代試管嬰兒技術(shù)在臨床上應(yīng)用如何？面臨著那些困境？在全面二孩時(shí)代，企業(yè)是如何推動(dòng)我國(guó)第三代試管嬰兒技術(shù)的發(fā)展？概述三十多年來輔助生殖技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了常規(guī)的“試管嬰兒”（體外受精和胚胎移植、卵胞漿內(nèi)單精子顯微注射（I胚胎移植前基因（遺傳學(xué)）診斷，再到囊胚培養(yǎng)、卵子和精子冷凍、卵母細(xì)胞體外成熟技術(shù)等，這些技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)的一項(xiàng)重大成就，開創(chuàng)了胚胎研究和生殖控制的新紀(jì)元。試管嬰兒的三大時(shí)代試管嬰兒技術(shù)出現(xiàn)后經(jīng)歷不斷發(fā)展的過程，相繼出現(xiàn)三代試管嬰兒技術(shù)?！暗谝淮嚬軏雰骸币卜Q常規(guī)試管嬰兒技術(shù)，是為了解決女性因素導(dǎo)致的不孕問題，如輸卵管、內(nèi)分泌、宮腔問題等而誕生的。這種技術(shù)將精子與卵子放在體外共同培養(yǎng)，靠精子和卵子的自由結(jié)合來實(shí)現(xiàn)受精過程?！暗诙嚬軏雰骸笔菫榱私鉀Q由于男性因素導(dǎo)致的不育問題，它又稱卵母細(xì)胞胞漿內(nèi)單精子顯微注射，通過直接將精子注射入卵母細(xì)胞胞漿內(nèi)，來達(dá)到助孕目的。如果男方精子數(shù)量稀少或沒有足夠的活動(dòng)量，或即使有了足夠的活動(dòng)量，精子也不愿意與卵子結(jié)合，這種情況下第二代試管嬰兒技術(shù)可以大顯身手。“第三代試管嬰兒”也稱胚胎植入前遺傳學(xué)診斷指在胚胎移植前取胚胎的遺傳物質(zhì)進(jìn)行分析，診斷胚胎是否有異常，然后篩選健康胚胎移植。技術(shù)發(fā)展所需，現(xiàn)實(shí)所迫——PGD/應(yīng)運(yùn)而生201年中國(guó)人口協(xié)會(huì)發(fā)布的調(diào)查結(jié)果顯示，目前我國(guó)不孕不育患者已經(jīng)超過400萬占育齡人口的12.據(jù)“2009中國(guó)不孕不育現(xiàn)狀調(diào)研報(bào)告”：不孕不育的發(fā)病率達(dá)15，病因有上百種、治愈率僅34，試管嬰兒平均成功率為20-3不孕不育患者治療失敗約占66，而這些病因中有50以上的遺傳因素導(dǎo)致近年來隨著進(jìn)行輔助生殖助孕的患者越來越多，臨床發(fā)現(xiàn)在輔助生殖過程中部分高風(fēng)險(xiǎn)夫婦的胚胎易出現(xiàn)反復(fù)種植失敗或者不明原因流產(chǎn)的情況，試管嬰兒的總體活產(chǎn)率不到30而研究發(fā)現(xiàn)胚胎染色體異常時(shí)導(dǎo)致試管嬰兒失敗的主要原因。20《FertilityanSte復(fù)流產(chǎn)患者的胚胎進(jìn)行分析，顯示胚胎整倍體的概率僅占35%2tt》adS雜志上的研究對(duì)1極體和7份囊胚染色體檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)非整倍體率分別為65545，206《Fertilit》的年齡增加，胚胎整倍體概率顯著下降，超過3歲后，整倍體概率直線下降試管嬰兒活產(chǎn)率不到40單純的形態(tài)學(xué)評(píng)價(jià)已不足以實(shí)現(xiàn)真正選擇染色體核型正常的胚胎植入，因此，臨床上希望通過一定的技術(shù)手段能夠在胚胎植入前對(duì)胚胎進(jìn)行篩選，選擇健康的胚胎進(jìn)行植入，從而提高試管嬰兒的為PGD/GS術(shù)，針對(duì)單基因遺傳以及染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目異常的檢測(cè)，準(zhǔn)確率達(dá)99以上在臨床輔助生殖方面起到關(guān)鍵的指導(dǎo)作用。在國(guó)外，通過使用PG技術(shù)能夠?qū)⒒町a(chǎn)率提高至70%需PGD/來更好地實(shí)現(xiàn)健康生育試管嬰兒技術(shù)發(fā)展史GI配子輸卵管內(nèi)移植ZIT合子輸卵管內(nèi)移植法PZD法透明帶下注入法I母細(xì)胞胞漿內(nèi)單精子顯微注射PGD-ISH通過熒光原位雜交技術(shù)進(jìn)行胚胎植入前遺傳學(xué)診斷；PGD-合染色體篩查的胚胎植入前遺傳學(xué)診斷什么是PGD/GS第三代試管嬰兒技術(shù)主要分為兩個(gè)方向，第一個(gè)是胚胎植入前遺傳學(xué)診斷即PG第二是胚胎植入前染色體篩查即PG。PG是尋找特定染色體上的已知單基因疾病，PGS是以提高試管嬰兒植入率和活產(chǎn)率為目的的早期產(chǎn)前篩查方法PG側(cè)重于胚胎著床前的遺傳診斷經(jīng)過體外授精獲得胚胎檢測(cè)物質(zhì)主要是細(xì)胞期的個(gè)胚胎細(xì)胞或者囊胚期的3胚胎滋養(yǎng)層細(xì)胞。檢測(cè)用單細(xì)胞DN分析法，一是聚合酶鏈反（PC檢測(cè)男女性別和單基因遺傳病；另一種是熒光原位雜（FI檢測(cè)性別和染色體病PGD用于臨床檢測(cè)越來越廣泛，其主要應(yīng)用于單基因病遺傳病診斷染色體異常診斷等PG技術(shù)是通過一系列的分子技術(shù)手段，針對(duì)胚胎染色體的數(shù)目和結(jié)構(gòu)異常進(jìn)行檢測(cè)，從中篩選出在染色體水平正常的胚胎植入子宮，以期提高胚胎植入的成功率。整個(gè)試管嬰兒的流程以及胚胎植入前檢測(cè)點(diǎn)如下：PGD/展歷程（）PG的發(fā)展史PG可看作是最早期的產(chǎn)前診斷，是生殖醫(yī)學(xué)與遺傳學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物。PG為控制遺傳患兒的出生降低遺傳率探討出生缺陷發(fā)病機(jī)制等提供了重要途徑。19Edwa了PGD（PG的發(fā)展史PG已成功應(yīng)用2余年P(guān)GS針對(duì)染色體的異常篩查，晚于PG發(fā)展，屬于嶄新領(lǐng)域，但隨著新技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用PG檢測(cè)技術(shù)越來越多地應(yīng)用于相關(guān)研究和臨床檢測(cè)中。最早進(jìn)行PG檢測(cè)的熒光原位（熒光顯微鏡只能同時(shí)觀察部分探針的熒光信號(hào)，因此FIH能對(duì)有限的染色體進(jìn)行檢測(cè)。隨后，隨著全基因組擴(kuò)增技術(shù)的發(fā)展，CG技術(shù)更加全面的、將診斷范圍擴(kuò)展至全基因組范圍檢測(cè)，其原理主要是用不同熒光色標(biāo)記待檢測(cè)DNA和對(duì)照DN然后進(jìn)行雜交通過雙色熒光強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比分析信號(hào)。與FI比，其主要優(yōu)點(diǎn)是可以檢測(cè)所有染色體數(shù)目以及每條染色體各個(gè)位點(diǎn)遺傳物質(zhì)是否改變。但該技術(shù)在使用過程中需要對(duì)照DN并且根據(jù)熒光強(qiáng)度進(jìn)行樣本分析，其準(zhǔn)確性相對(duì)較低。最近，高通量測(cè)序的發(fā)展致使越來越多的研究使用二代測(cè)序技術(shù)進(jìn)行PG單細(xì)胞活檢分析。20研究人員利用高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)單細(xì)胞MD全基因組擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行低覆蓋度的全基因組測(cè)序，開展了人類胚胎細(xì)胞非整倍體篩查的臨床前研究發(fā)現(xiàn)在0.的測(cè)序深度和5.覆蓋度下可以有效進(jìn)行染色體非整倍體的確定，在進(jìn)行活檢囊胚滋養(yǎng)細(xì)胞測(cè)序的3個(gè)囊胚中62638為整倍體，32（12非整倍體（15目異常，10本檢測(cè)為非平衡易位5.樣本既是非整倍體又是結(jié)構(gòu)異常，其檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性與array完全吻合。越來越多的PG使用二代測(cè)序技術(shù)進(jìn)行胚胎活檢樣本檢測(cè)這說明隨著技術(shù)的不斷發(fā)展PG也得到越來越多的應(yīng)用PG為避免反復(fù)流產(chǎn)降低遺傳患兒的出生以及臨床體外輔助生殖有重大意義。PGD/測(cè)范圍（PG——單基因疾病診斷染色體異常檢測(cè)其他PGD主要應(yīng)用于單基因病、染色體連鎖遺傳和已知的染色體異常檢測(cè)，以及一些其他疾病等，其多應(yīng)用于具有明確遺傳缺陷的病人。較常見的單基因遺傳病有血友病、白化病、進(jìn)行性肌營(yíng)養(yǎng)不良、苯丙酮尿癥等。根據(jù)遺傳類型分為常染色體顯性遺傳、常染色體隱性遺傳、連鎖顯性遺傳、連鎖隱性遺傳和檢測(cè)方法也不同PG進(jìn)行單基因遺傳病的檢測(cè)方法主要是通過PC方法，20我國(guó)研究人員應(yīng)用熒光定量PC技術(shù)對(duì)地中海貧血進(jìn)行PG檢測(cè)，結(jié)果選擇非地中海貧血的胚胎移植到子宮，避免妊娠一個(gè)地中海貧血胎兒。209研究人員利用PG技術(shù)對(duì)杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良攜帶者進(jìn)行臨床治療阻止不良患兒的出生PG檢測(cè)技術(shù)可以診斷體外輔助生殖過程中染色體異常的胚胎，使這些異常胚胎避免植入，預(yù)防反復(fù)流產(chǎn)以及生出不健康的嬰兒。20國(guó)研究人員利用熒光原位雜交技術(shù)成功對(duì)例染色體微缺失患者進(jìn)行了PG，避免染色體微缺失胚胎植入，并順利分娩1健康女嬰。20，鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院生殖中心通過單核苷酸多態(tài)性微陣列技術(shù)對(duì)例平衡易位攜帶患者的PG試管嬰兒助孕治療，篩選染色體正常的胚胎進(jìn)行植入，并于20月成功分娩一健康女嬰這些實(shí)例說明PGD可以用于胚胎染色體異常檢測(cè)輔助體外生殖PG除了單基因遺傳病和染色體異常疾病診斷外也可用于HL分型檢測(cè)20研究人員針對(duì)中國(guó)人1種β地貧突變類型和8種常見的HLA-D型建立了穩(wěn)定的單細(xì)胞多重巢式PC檢測(cè)技術(shù)，可同時(shí)檢測(cè)β珠蛋白基因，與β珠蛋白基因緊密連鎖的ST基因及HLA-D對(duì)例已出生重型β地貧患兒的患者進(jìn)行了β地貧HL配型的PGD治療。全世界遺傳性疾病有40種，目前通過使用第三代試管嬰兒技術(shù)，能篩選甄別和檢測(cè)的遺傳性疾病達(dá)確定的多達(dá)7Add有腦硬化血管角質(zhì)瘤Fa上腺腦白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)不良先天性白內(nèi)障腎上腺發(fā)育不良小腦共濟(jì)失調(diào)血球蛋白血病(Br共濟(jì)失調(diào)血球蛋白血病瑞士型擴(kuò)散性腦硬化眼部白化病腓骨肌萎縮癥(Charcot-合征無脈絡(luò)膜癥Wiskot膜病變Alrt征色盲綠色系列型釉質(zhì)生長(zhǎng)不全成熟低下型膽囊纖維化和血友病釉質(zhì)生長(zhǎng)不全發(fā)育不良型腎源性尿崩癥遺傳性低色素性貧血尿崩癥神經(jīng)垂體型先天性角化不良低磷酸血性佝僂病外胚層發(fā)育不全無汗型魚鱗癬Ehlersanlos征第類型色素失節(jié)癥面生殖發(fā)育不全(Aarog征)Kal灶性皮膚發(fā)育不良Spinsa化病葡萄糖-酸脫氫酶缺乏癥Lesch-N糖原貯積第V)Lo(腎綜合癥性腺發(fā)育不全(x女性類型視網(wǎng)膜黃斑營(yíng)養(yǎng)不良慢性肉芽腫病Menks合癥血友病智力遲緩(FM血友病智力遲緩(FRA腦積中腦水管狹窄智力遲緩(MR小眼癥(并有多種畸形)(Le合癥感覺性聾癥(DNF型黏多糖貯積病II(He磷酸甘油酸激酶缺乏肌營(yíng)養(yǎng)不良(Bece)磷酸核糖焦磷