胚胎植入前遗传学诊断
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胚胎移植前遗传学诊断 PGD胚胎移植前遗传学诊断(PGD)起源于90年代初,是未来父母防止胚胎受到异常基因或染色体影响的一种措施.根据未来父母的个人需求,有各种可用的胚胎移植前遗传学诊断方式.通过对试管婴儿周期中的卵子或胚胎进行基因测试,经过分析并且诊断为正常的胚胎将被移植到母亲的子宫,在那里,胚胎有希望着床并诞生出一个健康的孩子来。
目前,我们能够对多种遗传学状况进行胚胎移植前遗传学诊断,包括对单基因异常或染色体异常的诊断.玉兰生殖遗传研究所自1990年PGD技术问世以来,就一直实施胚胎移植前遗传学诊断。
我们是极体剥离技术的开创者,并且是世界上提供PGD服务最活跃的医疗中心之一.我们的工作人员在胚胎移植前遗传学诊断的技术领域有深厚的经验。
PGD怎样才能使患者收益?胚胎移植前遗传学诊断可以大大减少您的婴儿受到异常染色体与特定遗传病影响的机会。
使用PGD技术,我们可以测试出许多种不同的疾病,包括非整倍体,单基因病和染色体易位。
许多夫妇因非整倍体的问题而请求胚胎移植前遗传学诊断,如,唐氏综合症,第18对染色体三体症,第13对染色体三体症和特纳综合症。
这些疾病通常不会在家族中出现(即非家族遗传而来)。
然而,高达60%的早期流产是由于非整倍体引起的,非整倍性出现的风险随着女性的年龄增加而提高.实施非整倍体PGD 可以增加夫妇怀孕的机会,减少流产风险,增加他们将健康的试管婴儿的孩子带回家的整体机率。
其他夫妇因特定遗传病而请求胚胎移植前遗传学诊断,这类遗传病可能会在他们的家族中出现,如泰伊-萨克斯二氏病,囊肿性纤维化,肌肉萎缩症,X染色体易损综合症或脊髓性肌萎缩.我们的中心拥有对许多种单基因疾病进行测试的丰富经验,其中包括对罕见的遗传综合症的测试。
对于个人携带染色体易位的病人,胚胎移植前遗传学诊断可用于测试其卵和胚胎得知其具体的易位情况。
这大大降低流产和与不平衡的染色体易位相关联的新生儿出生缺陷和智力迟钝的风险。
应用二代测序技术进行胚胎植入前遗传学筛查及诊断的基本原理LI Li-li;SUN Nan;ZHANG Wen-xin【摘要】辅助生殖技术的发展已帮助越来越多不孕不育的夫妇解决生育难题,而胚胎植入前遗传学筛查(PGS)及胚胎植入前遗传学诊断(PGD)进一步排除了存在遗传缺陷的胚胎,并选择健康胚胎进行植入,从而极大降低了新生儿患遗传性疾病的概率.这两项技术最初采用基于分子杂交或聚合酶链式反应(PCR)的检测方法,随后微阵列技术也被应用其中.随着人类基因组计划的完成,DNA测序技术进入高速发展的阶段,二代测序(NGS)采用鸟枪法为基本测序策略,结合生物信息学工具,以高通量、较低成本、检测项目覆盖面广、自动化程度高、可检测未知片段等优势,正不断扩大在PGS/PGD中的应用,同时也对辅助生殖技术产生了深远的影响.【期刊名称】《中国医学装备》【年(卷),期】2019(016)007【总页数】8页(P7-14)【关键词】二代测序技术;胚胎植入前遗传学筛查;胚胎植入前遗传学诊断【作者】LI Li-li;SUN Nan;ZHANG Wen-xin【作者单位】;;【正文语种】中文【中图分类】R394-3遗传学和基因组学的快速发展对人类生命健康及繁衍的影响日益深远,对多种常见和罕见疾病的研究有助于对应预防、检测及治疗方法的开发,从而提高患者及其家人的生活质量。
在不孕不育等问题日益严峻的情况下,辅助生殖技术(assisted reproductive technology,ART)应运而生并被采用于个性化的生育治疗策略,帮助受生育难题困扰的家庭。
其中,植入前遗传学筛查(preimplantation genetic screening,PGS)主要针对高龄、反复助孕失败、反复自然流产等患者,进行植入前胚胎的染色体畸变检测,用于筛查和丢弃染色体畸变的胚胎,保证受孕者所植入的胚胎具有正常染色体组的同时,解决因胚胎染色体畸变而导致的植入失败和反复流产现象,并提高妊娠率[1-2];植入前遗传学诊断(preimplantation genetic diagnosis,PGD)则主要针对父母本已患有明确遗传病或携带其致病基因,在种植前对胚胎进行相应遗传学诊断,主要包括单基因遗传病和染色体病(如罗氏易位、平衡易位等),通过选择无致病因素的胚胎进行植入,以提高生育健康婴儿的概率[3]。
胚胎植入前遗传学诊断/筛查技术专家共识随着辅助生殖技术临床开展规模的日益扩大,以及细胞及分子遗传学诊断技术的快速发展,胚胎植入前遗传学诊断(preimplantation genetic diagnosis,PGD)和植入前遗传学筛查(preimplantation genetic screening,PGS)技术迎来了快速的增长和发展。
为使该项技术更加规范且有效地实施,经中国妇幼保健协会生育保健专业委员会、中国医师协会生殖医学专业委员会、中国医师协会医学遗传学分会、中国遗传学会遗传咨询分会和中国妇幼健康研究会生殖内分泌专业委员会专家讨论,结合国际发展动态和国内临床应用的实际情况,达成以下临床和实验室专家共识。
第一部分PGD/PGS的临床流程与质控1 适应证和禁忌证1.1 PGD的适应证1.1.1 染色体异常夫妇任一方或双方携带染色体结构异常,包括相互易位、罗氏易位、倒位、复杂易位、致病性微缺失或微重复等。
1.1.2 单基因遗传病具有生育常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传、X连锁隐性遗传、X 连锁显性遗传、Y连锁遗传等遗传病子代高风险的夫妇,且家族中的致病基因突变诊断明确或致病基因连锁标记明确。
1.1.3 具有遗传易感性的严重疾病夫妇任一方或双方携带有严重疾病的遗传易感基因的致病突变,如遗传性乳腺癌的BRCA1、BRCA2致病突变。
1.1.4 人类白细胞抗原(human leukocyte antigen,HLA)配型曾生育过需要进行骨髓移植治疗的严重血液系统疾病患儿的夫妇,可以通过PGD选择生育一个和先前患儿HLA配型相同的同胞,通过从新生儿脐带血中采集造血干细胞进行移植,救治患病同胞。
1.2 PGS的适应证近期高通量遗传检测技术(PGS 2.0版)的研究和发展,对PGS的临床意义提出了新的质疑,包括不同程度和部位胚胎染色体异常嵌合型的存在、临床检测技术的精准性、对移植胚胎的选择和放弃的标准、PGS的活产率计算方式及其应用价值等,提示PGS的循证证据尚需进一步的研究和验证,其指征也面临修正和更新。
胚胎植入前遗传学诊断(Preimplantation Genetic Diagnosis ,PGD)一、定义胚胎种植前遗传学诊断(PGD)就是指在体外受精过程中,对具有遗传风险患者得胚胎进行种植前活检与遗传学分析,以选择无遗传学疾病得胚胎植入宫腔,从而获得正常胎儿得诊断方法,可有效地防止有遗传疾病患儿得出生。
植入前遗传学诊断就是随着人类辅助生殖技术,即“试管婴儿”技术发展而开展起来得一种新技术,它就是产前诊断得延伸,遗传学诊断得又一更有希望得新技术。
二、意义(一) 对高龄孕妇与高危妇女进行PGD可以有效地避免遗传病患儿得出生。
(二) 可以有效地避免传统得产前诊断技术,对异常胚胎进行治疗性流产,避免中期妊娠遗传诊断及终止妊娠所致得危险及痛苦。
(三) PGD技术得产生与完善可以排除遗传病携带者胚胎,阻断致病基因得纵向传递,从而降低人类遗传负荷。
三、适应征理论上只要有足够得序列信息,PGD能针对任何遗传条件进行诊断,即凡就是能够被诊断得遗传病都可以通过PGD来防止其患儿出生。
进行PGD得主要对象就是可能有遗传异常或高危遗传因素,需要产前诊断得病例,尤其就是可能同时具有两种以上不同得遗传异常情况。
PGD现已用于一些单基因缺陷得特殊诊断,包括Duchenne型肌营养不良、脆性X综合征、黑朦性白痴(Tay Sachsdiseade)、囊性纤维病(cysticfibrosis)、Rh血型、甲型血友病、镰型细胞贫血与地中海贫血、进行性营养不良、新生儿溶血、21抗蛋白缺乏症,、粘多糖贮积症(MPS)、韦霍二氏脊髓性肌萎缩(Werding Hoffman disease),还有染色体异常如Down’S综合征、18三体,罗氏易位等。
四、植入前遗传学诊断得取材可从胚胎着床前各个阶段活检取样,获取其遗传物质信息进行诊断。
目前多采用激光打孔、机械切割或Tyrode酸化打孔后吸出细胞得方法取材。
(一)极体极体细胞可以使用第一极体或第二极体,它们在胚胎发育与合子形成中就是非必须得,因而不影响卵子受精与正常发育,且不会引起伦理学上得争议。
高中选修三生物胚胎移植前的遗传学诊断方法
“胚胎植入前遗传学诊断适用于有遗传病的患者,需要进行相应的诊断,叫做遗传学诊断。
胚胎植入前遗传学诊断技术,是为了避免有可能生育遗传病患儿的夫妇,将来生育遗传病的孩子。
又叫做产前诊断。
产前诊断是怀孕之后,做相应的抽取羊水、脐带血等胎儿组织,做产前诊断。
胚胎植入前遗传学诊断,是把诊断的取材提前到胚胎期,即当胚胎处在早期胚胎和囊胚阶段,取到胚胎细胞进行相应的遗传学诊断,把筛选出正常的胚胎放到子宫内,让它继续生长,避免出生遗传病患儿。
”
在许多方面,胚胎的生存能力取决于其遗传状况。
这是由大多数卵子中存在的染色体异常引起的。
例如,在年轻(35岁以下)妇女中,健康的卵母细胞的比例约为50%;随着年龄的增长,整倍体(无染色体的过量或缺乏)的细胞数量仅约10%。
这在自然和体外受精中都可以观察到。
因此,仅一部分获得的无遗传障碍的胚胎可用于IVF。
植入前遗传学诊断可以清除异常胚胎,并仅选择健康的胚胎进行后续移植。
它允许您:
确定每个染色体的拷贝数;
识别染色体异常——倒位和重排;
分析遗传物质的单基因病理学和基因结构的变化(例如在囊性纤维化中)。
在受精卵发育的第5-6天,对PGD进行胚胎活检(取胚泡滋养外胚层的样品),然后冷冻保存。
以前,这种研究是在胚胎培养的第3天进行的,但准确性较低,因此今天已不在早期使用。
胚胎植入前遗传学诊断名词解释胚胎植入前遗传学诊断简介胚胎植入前遗传学诊断(Preimplantation Genetic Diagnosis,PGD)是一种常用于辅助生殖技术的遗传学检测方法。
它通过对胚胎进行基因检测,以筛查或诊断可能携带某种遗传疾病的胚胎,并选择健康的胚胎进行植入到母体子宫内,从而降低将遗传疾病传递给后代的风险。
胚胎植入前遗传学诊断的步骤1.体外受精(In Vitro Fertilization,IVF):通过促排卵药物促进卵巢发育并采集女性多个成熟卵子,然后将卵子与精子在实验室中结合,使其受精形成受精卵。
2.胚胎培养:受精卵在实验室中进行培养,通常持续3-5天。
在此期间,受精卵会发育为多个细胞的团块,称为胚胎。
3.胚胎细胞取样:在胚胎培养的特定时间点,通过取样技术,如取卵细胞进行基因检测。
通常有两种主要的取样方法:细胞外囊胚活检(BlastomereBiopsy)和滋养层细胞活检(Trophectoderm Biopsy)。
–细胞外囊胚活检:在第三天的8-10个细胞阶段,通过取一个或多个细胞来进行基因检测。
–滋养层细胞活检:在第五天的100-150个细胞阶段,通过取一部分滋养层细胞来进行基因检测。
4.基因检测:从取样的胚胎细胞中提取DNA,并进行遗传学分析。
常用的遗传学分析方法包括:–多态性位点分析(Polymorphic Marker Analysis):通过分析特定位点上的多态性标记来确定是否携带某种遗传疾病。
–针对特定突变位点的PCR扩增(Polymerase Chain Reaction,PCR):通过PCR扩增特定突变位点的DNA片段,并进行序列分析来确定是否携带某种遗传疾病。
–数字PCR(Digital PCR):通过将DNA分子分隔成数百万个微小的反应室,并计算每个反应室中的DNA分子数量,来检测特定突变位点的存在。
–着丝粒染色体检测(Fluorescence In Situ Hybridization,FISH):通过使用荧光探针标记染色体特定区域的DNA序列,来检测染色体异常。
胚胎植入前遗传学诊断(Preimplantation Genetic Diagnosis ,PGD)一、定义胚胎种植前遗传学诊断(PGD)是指在体外受精过程中,对具有遗传风险患者的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宫腔,从而获得正常胎儿的诊断方法,可有效地防止有遗传疾病患儿的出生。
植入前遗传学诊断是随着人类辅助生殖技术,即“试管婴儿”技术发展而开展起来的一种新技术,它是产前诊断的延伸,遗传学诊断的又一更有希望的新技术。
二、意义(一)对高龄孕妇和高危妇女进行PGD可以有效地避免遗传病患儿的出生。
(二)可以有效地避免传统的产前诊断技术,对异常胚胎进行治疗性流产,避免中期妊娠遗传诊断及终止妊娠所致的危险及痛苦。
(三)PGD技术的产生与完善可以排除遗传病携带者胚胎,阻断致病基因的纵向传递,从而降低人类遗传负荷。
三、适应征理论上只要有足够的序列信息,PGD能针对任何遗传条件进行诊断,即凡是能够被诊断的遗传病都可以通过PGD来防止其患儿出生。
进行PGD的主要对象是可能有遗传异常或高危遗传因素,需要产前诊断的病例,尤其是可能同时具有两种以上不同的遗传异常情况。
PGD现已用于一些单基因缺陷的特殊诊断,包括Duchenne型肌营养不良、脆性X综合征、黑朦性白痴(Tay Sachsdiseade)、囊性纤维病(cysticfibrosis)、Rh血型、甲型血友病、镰型细胞贫血和地中海贫血、进行性营养不良、新生儿溶血、21抗蛋白缺乏症,、粘多糖贮积症(MPS)、韦霍二氏脊髓性肌萎缩(Werding Hoffman disease),还有染色体异常如Down’S 综合征、18三体,罗氏易位等。
四、植入前遗传学诊断的取材可从胚胎着床前各个阶段活检取样,获取其遗传物质信息进行诊断。
目前多采用激光打孔、机械切割或Tyrode酸化打孔后吸出细胞的方法取材。
(一)极体极体细胞可以使用第一极体或第二极体,它们在胚胎发育和合子形成中是非必须的,因而不影响卵子受精和正常发育,且不会引起伦理学上的争议。
胚胎植入前遗传学诊断名词解释1. 胚胎植入前遗传学诊断概述胚胎植入前遗传学诊断(Preimplantation Genetic Diagnosis, PGD)是一种在试管受精(体外受精)胚胎发育到培养囊胚阶段前,对胚胎进行遗传学分析和筛查的技术。
通过PGD,可以获得胚胎的遗传信息,以便筛查某些遗传病、染色体异常或遗传性疾病的携带者。
PGD通常结合辅助生殖技术,如体外受精(IVF),旨在选择出健康的胚胎用于胚胎植入。
2. PGD的应用范围2.1 遗传病筛查•单基因病筛查:通过对胚胎进行遗传学诊断,可以检测出携带有单基因遗传病的胚胎,如囊胞性纤维化等。
携带有遗传病基因的胚胎可以被排除,以减少疾病遗传给下一代的风险。
•染色体异常筛查:染色体异常是导致胚胎停育、流产和先天性异常的主要原因之一。
通过PGD,可以检测出染色体异常的胚胎,并选择正常的胚胎进行植入,提高妊娠成功率。
2.2 染色体易位和平衡易位携带者筛查•对于染色体易位或平衡易位携带者,他们自身可能没有明显疾病症状,但易位染色体的组合可能会导致异常的胚胎发育,增加流产风险。
PGD可以帮助筛查携带易位染色体的胚胎,选择正常胚胎以减少流产的风险。
2.3 个性化医学•除了遗传病筛查外,PGD还可以用于选择具有特定基因型的胚胎,以满足父母的个人需求。
例如,一些夫妇可能希望选择具有特定基因特征的胚胎,如造血干细胞移植所需的HLA配型相匹配的胚胎。
3. PGD的技术原理和流程3.1 胚胎植入前的胚胎活检技术•PGD通常需要在体外受精后的囊胚阶段进行胚胎活检。
胚胎活检可以通过取出囊胚的一小部分细胞进行遗传学分析。
3.2 全基因组扩增技术(Whole Genome Amplification, WGA)•WGA是一种将少量胚胎细胞的基因组DNA扩增到足够数量进行遗传学分析的技术。
常用的WGA方法包括PCR和多位点连锁扩增(Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification, MLPA)。
‘中国产前诊断杂志(电子版)“ 2018年第10卷第2期㊃视频导读㊃P G S 在高龄㊁反复自然流产反复种植失败患者中的临床应用孙晓溪(复旦大学附属妇产科医院上海集爱遗传与不育诊疗中心)随着辅助生殖在实验室技术方面不断地革新,临床医生也需要重新评估新的诊断治疗方法㊁适应新的技术潮流从而获得更好的临床结局㊂其中,植入前遗传学筛查(p r e i m pl a n t a t i o n g e n e t i c s c r e e n i n g ,P G S )技术就在近年来获得了极大的关注㊂P G S 又可以称为是P G T-A ,其中文全称是植入前胚胎非整倍体筛查或植入前胚胎遗传学筛查,是指在辅助生殖技术中进行胚胎染色体数目的筛查㊁选择染色体正常的胚胎植入,被应用于自身核型正常但胚胎出现遗传异常风险较高的妇女,以期降低流产率㊁增加活产率,该技术也称为 升级版的第三代试管婴儿㊂今天,就让我们跟随来自复旦大学附属妇产科医院的孙晓溪教授一起来探讨一下P G S 临床应用的情况㊂D O I :10.13470/j .c n k i .c j pd .2018.02.016胚胎植入前遗传学诊断/筛查技术专家共识徐晨明(上海交通大学医学院附属国际和平妇幼保健院)植入前胚胎遗传学诊断技术(p r e i m p l a n t a t i o n g e n e t i cd i a g n o -s i s ,P G D )是对胚胎或卵子行卵裂球/滋养层细胞或极体活检,作染色体和(或)基因学检测,将无疾病胚胎植入子宫妊娠,并出生正常子代的技术㊂该技术于1990年由H a n d y s i d e 教授首次应用于性连锁疾病诊断㊂植入前遗传学筛查(p r e i m p l a n t a t i o n g e n e t i cs c r e e n i n g ,P G S )又称 低风险 P G D ,是指对体外受精形成的胚胎进行染色体非整倍体分析,选择无遗传学异常的胚胎植入宫腔,以提高临床妊娠率㊁降低流产率和出生缺陷㊂在今年刚举办的 第八届中国胎儿医学大会 上,来自上海交通大学医学院附属国际和平妇幼保健院的徐晨明教授就P G D ㊁P G S 的适应证㊁工作流程等内容做了详尽的讲解㊂D O I :10.13470/j .c n k i .c j p d .2018.02.01775。
2024胚胎植入前遗传学检测技术临床风险防范指标要点(全文)摘要植入前遗传学检测(preimplantation genetic testing,PGT)技术在近年来迅猛发展,随之而来的是在临床应用时可能存在的问题和风险。
我们需要重视PGT的相关临床风险,从PGT适应证的遗传风险评估、疾病本身对于卵巢功能的影响、控制性促排卵强度的控制,以及遗传性肿瘤易感基因携带者的促排卵风险等多个环节进行风险防范,以提高PGT技术的安全性、有效性。
【关键词】植入前遗传学检测;风险指标;防范随着辅助生殖技术临床开展规模的扩大,以及细胞及分子遗传学诊断技术的快速发展,胚胎植入前遗传学检测(preimplantation genetic testing,PGT)技术迎来了快速的增长和发展,但技术在临床应用时还存在诸多问题。
PGT是一个多环节、复杂流程、环环相扣的治疗过程,涉及不同学科的不同领域,如临床生殖内分泌学、胚胎学、分子遗传学等,有多个涉及到临床风险的关键点,需要加以防范。
本文就PGT技术在临床实践中的风险进行分析,提出临床风险防范指标,以保障PGT技术的临床安全性、有效性。
一.PGT适应证相关的遗传风险评估根据PGT的适用范畴,PGT可分植入前单基因遗传病检测(PGT for monogenic/single gene defects,PGT-M)、植入前染色体结构重排检测(PGT for chromosomal structural rearrangements,PGT-SR)和植入前非整倍体检测(PGT for aneuploidies,PGT-A)[1-4]。
规范PGT前的遗传咨询,评估其遗传风险,必要时进行多学科会诊(multidisciplinary consultation,MDT)有利于降低PGT适应证不明确带来的临床风险。
PGT-A适应证包括高龄、复发性流产和反复种植失败等,主要的遗传风险与女方年龄、不良孕产史等相关,不在此赘述。
胚胎植入前遗传学诊断(PreimplantationGeneticDiagnosis,PGD)一、定义胚胎种植前遗传学诊断(PGD) 是指在体外受精过程中,对具有遗传风险患者的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宫腔,从而获得正常胎儿的诊断方法,可有效地防止有遗传疾病患儿的出生。
植入前遗传学诊断是随着人类辅助生殖技术,即“试管婴儿” 技术发展而开展起来的一种新技术,它是产前诊断的延伸,遗传学诊断的又一更有希望的新技术。
二、意义(一)对高龄孕妇和高危妇女进行PGD 可以有效地避免遗传病患儿的出生。
(二)可以有效地避免传统的产前诊断技术,对异常胚胎进行治疗性流产,避免中期妊娠遗传诊断及终止妊娠所致的危险及痛苦。
(三)PGD技术的产生与完善可以排除遗传病携带者胚胎,阻断致病基因的纵向传递,从而降低人类遗传负荷。
三、适应征理论上只要有足够的序列信息,PGD能针对任何遗传条件进行诊断,即凡是能够被诊断的遗传病都可以通过PGD来防止其患儿出生。
进行PGD 的主要对象是可能有遗传异常或高危遗传因素,需要产前诊断的病例,尤其是可能同时具有两种以上不同的遗传异常情况。
PGD现已用于一些单基因缺陷的特殊诊断,包括Duche nne 型肌营养不良、脆性X综合征、黑朦性白痴(TaySachsdiseade) 、囊性纤维病(cysticfibrosis) 、Rh 血型、甲型血友病、镰型细胞贫血和地中海贫血、进行性营养不良、新生儿溶血、21 抗蛋白缺乏症,、粘多糖贮积症(MPS )、韦霍二氏脊髓性肌萎缩(WerdingHofmandisease) ,还有染色体异常如Down 'S 综合征、18 三体,罗氏易位等。
四、植入前遗传学诊断的取材可从胚胎着床前各个阶段活检取样,获取其遗传物质信息进行诊断。
目前多采用激光打孔、机械切割或Tyrode 酸化打孔后吸出细胞的方法取材。
(一)极体极体细胞可以使用第一极体或第二极体,它们在胚胎发育和合子形成中是非必须的,因而不影响卵子受精和正常发育,且不会引起伦理学上的争议。
极体活检比胚胎活检对胚胎的创伤性小,且不为染色体的嵌合性所影响,可以间接地反映母源性遗传缺陷。
但极体活检细胞不能检测父源性非整倍体核型或发生于受精期间及受精后的其它异常,例如多倍体、单倍体及嵌合性,而且只能取到一个细胞核进行分析,结果的可靠性有限。
(二)卵裂球细胞目前PGD多选在卵裂期,即体外受精3天后6〜10细胞期进行。
取出1-2卵裂细胞进行诊断,其它细胞留待诊断后决定取舍。
实验证明,从胚胎中活检出25% 的细胞,并不会影响其正常发育;活检成功率可达97% 。
胚胎活检可以用于检测母体的非整倍体核型以及父源的非整倍体核型、多倍体、单倍体和广泛的嵌合性,诊断的准确性较高。
(三)囊胚滋养层细胞有了囊胚培养后: 1 )可为植入前诊断提供充足的时间;2)可活检滋养层细胞用于诊断,不影响胚体的发育,且所能获取的细胞数目相对多些(10〜30 个),减少嵌合现象干扰。
而且此阶段的胚胎基因表达更为完全,增加了诊断的可靠性,是较为理想的PGD 材料。
然而受精卵在体外培养,目前只能有50% 能达到囊胚。
使该时期的PGD 受到了限制。
尽管引入了激光活检并改善了囊胚培养方法,许多研究中心仍然选择在胚胎发育的第 3 天进行检查。
目前囊胚滋养层细胞活检进行PGD 还罕见报道。
五、主要检测技术单基因病的PGD 基本上以PCR 技术为基础。
染色体原位杂交(FISH)技术的引入,扩大了PGD 的诊断范围,特别是间期核单细胞FISH 技术的成功,以及多种多样FISH 探针的开发,把PGD 扩展到了染色体病的诊断。
(一)荧光原位杂交( FluorescenceInSituHybridization,FISH)将DNA 探针用不同颜色荧光染料标记,与固定在玻片上的卵裂球细胞不同染色体杂交后,在荧光显微镜下被杂交的部分呈现不同颜色的荧光,从而对染色体异常进行筛查。
通过FISH 技术采用多种探针可诊断男、女性别和性连锁疾病,也可诊断染色体疾病包括数目和结构的畸变。
1、FISH 简要流程。
一般每个卵裂球细胞只能标记 5 条染色体,约需5 个多小时。
1) 固定卵裂球细胞于玻片上;2) 细胞裂解;3) 脱水;4) 荧光标记探针,并使之与卵裂球染色体杂交;5) 漂洗除去背景染料;6) 加入二氨基苯基吲哚(DAPI) 负染(counterstain) ,在荧光显微镜下观察。
2、FISH 技术在PGD 中的应用1 )胚胎性别的鉴定,排除性连锁疾病的发生。
对于X连锁隐性遗传病,通过FISH技术鉴定性别,防止后代相应遗传病的发生。
2)染色体疾病包括数目和结构的畸变。
3、FISH技术在PGD的应用中还存在一些亟待解决的问题1) 受DNA探针荧光素染料的限制,每个卵裂球只能用2〜5个探针分析染色体,限制了染色体数目的分析。
2) FISH技术进行PGD时受时间和卵裂球数目的限制,用单卵裂球进行F ISH 时,3%的卵裂球会没有信号及出现5% 的错误结果。
3) FISH技术的实验条件要求较高,操作过程中的任何一个小的失误均可导致严重的临床后果。
采用单细胞快速制备中期染色体的方法,结合多种FISH 技术,如多重杂交FISH 技术、光谱核型分析、比较基因组杂交等,大大地提高了PGD 检测的准确性和有效性。
是一种与FISH 相关的技比较基因组杂交(comparativegenomichybridigation,CGH)术。
将来自待测标本的DNA 用绿色荧光标记,来自原来已测的正常核型的DNA 用红色荧光标记。
这两组DNA 同时与一个玻片上的正常中期染色体杂交。
若样本中无染色体不平衡 (如绿色DNA 与红色DNA 核型相同),两种颜色的DNA 片段平等地竞争染色体上的杂交位点。
红色、绿色DNA 等量杂交产生黄色,但若测试样本中含有多余的染色体,如21 三体,这条染色体的绿色DNA 片段多于红色,这种效果可产生微绿的颜色,相反,若测试样本中染色体缺失,这条染色体的红色DNA 片段多于绿色,就产生微红的颜色。
复杂的计算机分析软件可计算每条染色体全长红:绿的精确比率。
CGH 还可测出易位携带者。
CGH 应用于PGD 的主要障碍是DNA 的量。
多数方法要求100ng-1ugDNA ,这是超过10000 个细胞的DNA 量。
PGD 只有1-2 个细胞,用于CGH 前需要整个基因组扩增。
CGH 最近成功地应用在卵裂球检测。
(二)聚合酶链反应(PCR)PCR技术主要应用于性别和单基因遗传病的诊断。
1990年,Handyside 等采用PCR技术扩增Y染色体特异重复序列(DYZ I ),对胚胎进行性别诊断,植入女性胚胎,避免了有高危可能X染色体连锁疾病的发生,开创PGD应用于人类的先河,并采用此技术,促使了几个健康女婴的出生。
从原理上讲,只要已知某种致病基因,通过合适的引物可将其由单拷贝放大而检测出来。
1 、PCR 过程(1) 扩增Y染色体特异性序列,根据片段的存在与否判断胚胎性别;(2) 扩增目的基因后,结合RFLP、SSCP、DGGE、分子杂交及DNA测序等方法分析扩增产物;(3) 采用等位基因特异性PCR (allelespecificPCR,ASPCR ),即将突变的碱基设计在3'端的引物和正常序列引物分别在两个扩增体系里进行扩增,也可以将引物标记,混合在一起,然后再在同一扩增体系进行扩增,只有引物与模板互补,才能出现明显扩增带,此法已用于囊性纤维增生症AF 508突变的PGD诊断;(4) 对基因缺失型遗传病,在缺失的基因序列内设计适宜的引物,根据扩增产物存在与否判断该基因是否缺失(5) 对长片段基因缺失的遗传病,如a地中海贫血,在缺失的DNA片段前后设计一引物,由于PCR扩增片段长度有限,若扩增后出现扩增带,则诊断为基因缺失。
2、存在问题及解决方法(1)ADO现象1991 年Navidi和Arnheim等首先报道了ADO现象,即突变的等位基因可能未扩增出来或含有 2 种不同基因突变的隐性遗传病,只有一种突变扩增出来,从而造成误诊。
针对ADO现象,许多学者提出了不少方法:胚胎活检时取2个细胞,提高PCR变性温度,使模板尽量完全裂解,还有上述采用的荧光PCR或多重PCR等,将连锁多态标记同时应用于基因突变分析,表明单细胞多重PCR进行PGD诊断可靠性为98% 。
(2)嵌合型现象及多核细胞现象45, X和47, XXY是女性及男性最常见的染色体畸变之一,因为嵌合体的存在,单纯进行PCR扩增Y染色体片段可能致假阴性°Ealakier等报道,15%质量好的胚胎有1个以上多核细胞,2细胞期多核细胞为67.0%,4细胞期为25.0%。
若活检的细胞正好是异常的,则可能造成误诊。
因此由于受诊断取材的限制,PCR 对单个细胞诊断性别或染色体病时,应考虑嵌合型现象及多核细胞现象所造成的误诊。
(3)污染问题由于PCR敏感性高,模板量少(通常为单细胞)的扩增体系极易污染。
试剂和外界环境物质所致的污染可通过严谨的试验操作得以避免。
对可能包含精子、颗粒细胞等可经反复清洗活检前胚胎和多次更换吸管得到避免,而且目前采用ICSI的方法,此种污染较少发生。
母体来源的细胞可用多重PCR或同时检测胎儿及其父母的DNA指纹加以鉴别。
六、应用现状1990年,Handyside 首次报道用PCR技术使一对有高风险生育X性连锁疾病进行性肌营养不良(DMD) 患者的夫妇分娩一名健康女婴。
随后,他们又引入巢式PCR 技术用于单基因病PGD。
1992年,成功地对囊性纤维化病变(CF)进行了植入前诊断,并分娩了正常婴儿。
此后,PGD 在世界范围内蓬勃发展。
PGD 婴儿与ICSI 的婴儿相比,新生儿问题或畸形发生率都不高。
与常规ICSI 分娩的1987 个婴儿的情况非常相似,PGD 分娩的162 个婴儿中单胎占54% 、双胎41% 、三胎5% 。
其他指标,如出生体重、身长、头围两组也很相似,主要的异常发生率(2.3%)亦与ICSI 组 2.9% 非常接近。
七、存在的问题(一)单细胞遗传学分析诊断的准确性和可靠性。
(二)PGD的费用较高。
(三)伦理、法律和社会学问题。
八、展望人类基因组计划研究的进展、DNA 诊断分析技术以及其他技术的不断发展促进了PGD 技术迅猛发展。
迄今有1000 多种遗传病的基因被定位,随着人类基因组计划(humangenomeprogram ,HGP)工作的进展,人类所携带的10 万对基因密码将被破译,为PGD提供直接可靠的依据。
人类基因组计划带来的基因组革命与PGD结合,必将使人类在认识自身、防治疾病、自主生命上有一大的飞跃,必将由此而引发人类的一次技术革命。