植入前遗传学诊断的研究现状及展望
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产前诊断技术及其临床应用王虹【摘要】产前诊断对于降低胎儿畸形,保证胎儿出生的健康具有非常重要的作用,本文重点针对目前我国医院产前诊断技术进行了详细的分析,并针对每一项技术在临床上的应用进行了介绍,目的是提高产前诊断技术的推广,从而有效的提高胎儿出生的健康程度。
【关键词】产前;诊断;技术;临床;运用【中图分类号】R717 【文献标识码】A 【文章编号】1004-6194(2015)01-0208-01Prenatal;Diagnosis;Technology;Clinical;usingWang Hong【Abstract】prenataldiagnosisforreducingfetalabnormalities,toensureahealthybirthhasaveryimportantrole,thisp aperinviewofthepresenthospitalprenataldiagnosistechno logyinChinaareanalyzedindetail,andforeachtechnologyinclinicalapplicationareintroduced,thepurpos eistoimprovetheprenataldiagnosistechnologypromotion,effectivelyimprovethedegreeofhealthybirt h.1 前言本文首先分析了产前诊断的重要性,随后分析常见的产前诊断技术,随着人们对于出现缺陷的重视,因此产前诊断技术的推广已经成为了目前我国优生优育中非常重要的问题,本文针对该问题进行了详细的分析和探讨。
2 产前诊断的重要性出生缺陷已经成为当前影响国内经济发展以及大家正常生活的问题。
国内每年出生缺陷率呈现递增趋势,占国内出生人口的5%左右。
因为在临床当中还没有对其相关的治疗方法,所以,最少有十分之二的缺陷儿流产,十分之二缺陷儿在出生以后死亡,然而存活的下来的儿童有2%会有明显的缺陷,进而对家庭以及社会带来非常的压力,对人们整体素质带来较大的影响。
X-连锁严重联合免疫缺陷病的植入前遗传学诊断吴海涛;沈晓婷;叶青剑;刘瑜亮;钟依平;曾艳红;徐艳文;周灿权【摘要】[目的]采用多重置换扩增建立一种可靠、准确的植入前遗传学诊断方法,应用于X-连锁严重联合免疫缺陷病(X-SCID)的植入前遗传学诊断(PGD).[方法]选择5个位于致病基因IL-2受体γ链(IL2RG)基因两侧的短串联重复序列(STR)位点对X-SCID家系进行单体型分析,采用多重置换扩增(MDA)对单细胞进行全基因组扩增,对扩增产物采用在家系分析中具有多态性的STR位点进行单体型分析,结合位点Amel进行性别诊断,STR位点均采用单重荧光PCR,同时对IL2RG基因exon5进行测序分析.[结果]对家系分析中,共有3个STR位点具有多态性.对10个单淋巴细胞及10个单卵裂球进行了预实验:MDA扩增成功率为100%,对致病基因IL2RG exon5的行基因测序的检测效率为100%;对于3个有多态性的STR位点和AMEL,PCR扩增效率为96.3%(77/80),等位基因脱扣率(ADO)为11.5%(7/61).对该家系进行了一个周期的PGD,对7个胚胎进行了诊断,其中2个为正常胚胎,移植后获得双胎妊娠,早产活产一个健康男婴及一个健康女婴.[结论]采用多重置换扩增结合致病基因特异性扩增测序检测及单体型分析在单细胞水平对X-连锁严重联合免疫缺陷病进行检测,两者相结合可避免污染、等位基因脱扣等导致的误诊,提高了PGD诊断效率.%[Objective]To establish a reliable and accurate preimplantation genetic diagnosis (PGD)method using multipledis?placement amplification (MDA), which can be applied to the diagnosis of X-linked severe combined immunodeficiency disease (X-SCID).[Methods]Haplotype analysis for the X-SCID family was performedusing five short tandem repeats (STR) markers flanking the both sides of the interleukin-2 (IL-2) receptor gamma chain (IL2RG) gene. MDAtechnique was used for single-cell whole genomic amplification. The products were used as template in polymerase chain reaction (PCR) of informative STR markers found by linkage analysis for haplotype analysis as well as sequencing of the IL2RG gene exon 5.The amelogenin (AMEL) locus was used to do sex diag?nosis.[Results]Linked analysis revealed 3 STR markers were informative. The method was evaluated with 10 single lymphocytes and 10 single blastomeres. MDA was successful in all single cell. The detection efficiency of gene sequencing of pathogenic IL 2RG exon5 was 100%. The PCR efficiency of 3 STR informative markers and AMEL was 96.3%(77/80)and the average allele drop-out (ADO) rate was 11.5%(7/61). A cycle of PGD was performed on the family, and seven embryos were diagnosed, two of which were normal embry?os. Twin pregnancy occurred after transplantation which were given a healthy baby boy and a healthy baby girl.[Conclusion]In this study, multiple displacement amplification combined with specificamplification/sequencing of pathogenic gene and haplotype analysis in the single cell level of X-linked severe combined immunodeficiency disease were performed. The protocol can avoid misdiagnosis caused by contamination and ADO, and improve the diagnostic efficiency of PGD.【期刊名称】《中山大学学报(医学科学版)》【年(卷),期】2017(038)006【总页数】6页(P955-960)【关键词】X-连锁严重联合免疫缺陷病;植入前遗传学诊断;多重置换扩增;短串联重复序列;单体型分析【作者】吴海涛;沈晓婷;叶青剑;刘瑜亮;钟依平;曾艳红;徐艳文;周灿权【作者单位】中山大学附属第一医院生殖医学中心,广东广州 510080;江门市中心医院生殖中心,广东江门 529030;中山大学附属第一医院生殖医学中心,广东广州510080;中山大学附属第三医院妇科,广东广州 510630;中山大学附属第一医院生殖医学中心,广东广州 510080;中山大学附属第一医院生殖医学中心,广东广州510080;中山大学附属第一医院生殖医学中心,广东广州 510080;中山大学附属第一医院生殖医学中心,广东广州 510080;中山大学附属第一医院生殖医学中心,广东广州 510080【正文语种】中文【中图分类】R715严重联合免疫缺陷病(severe combinedimmunodeficiency,SCID)为一组由不同基因异常所致严重T细胞缺乏(或功能异常),并伴随B细胞功能异常的原发性免疫缺陷疾病(primaryimmunodeficiency,PID),发病率为1/(7.5~10)万[1-2]。
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]。
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。
PGT-A嵌合型胚胎的遗传咨询与移植策略中国专家共识摘要随着高通量遗传学检测技术在胚胎着床前非整倍体遗传学检测(PGT-A)领域的广泛应用,PGT-A中嵌合型胚胎的实验室检测标准、诊断阈值标准、筛选取舍原则、移植前和移植后妊娠期相关遗传咨询等问题,给临床工作带来了较大挑战。
为了更好地规范和指导PGT-A 中嵌合型胚胎的临床处理,由中国医师协会生殖医学专业委员会、中华医学会生殖医学分会牵头,组织国内27个省、自治区、直辖市的多位生殖医学专家和PGT专业技术人员,结合现有的循证医学证据并参考国际同行的相关意见,针对嵌合型胚胎的发生机制、检出的相关因素、分类、PGT-A技术平台的质量控制、报告原则以及嵌合型胚胎的遗传咨询、移植策略、妊娠后产前检查及随访等方面进行深入讨论,制定本共识,提供关于PGT-A嵌合型胚胎移植的遗传咨询及移植策略的指导建议以及嵌合型胚胎临床处理的参考建议,供生殖临床及PGT 实验室参考。
嵌合型胚胎是指包含两种及两种以上遗传学不同的细胞系的胚胎,在植入前的胚胎中较为常见,占囊胚期胚胎的5%~15%[1,2,3]。
近年,随着囊胚滋养层细胞活检(trophectoderm biopsy)以及高通量遗传学检测技术如微阵列比较基因组杂交(array-based comparative genomic hybridization,aCGH)、单核苷酸多态性微阵列(single nucleotide polymorphism array,SNP array)、基因组拷贝数变异测序(copy number variant sequencing,CNV-Seq)等在胚胎着床前遗传学检测(preimplantation genetic testing,PGT)中的广泛使用,通过对体外受精(in vitro fertilization,IVF)胚胎的囊胚滋养层细胞活检所获得的数个细胞进行全基因组扩增及高通量遗传学检测分析,当检测到有染色体中间拷贝数异常,提示其可能为嵌合型胚胎[4,5,6]。
细胞遗传学检查一、细胞遗传学检查的概述1.1 什么是细胞遗传学检查细胞遗传学检查是一种通过观察和分析细胞的遗传物质来诊断病理和获取遗传信息的检测方法。
它可以帮助医生了解细胞的染色体结构、数量、变异以及基因突变情况,为疾病的诊断和治疗提供依据。
1.2 细胞遗传学检查的重要性细胞遗传学检查在临床医学中起着重要的作用。
它可以帮助医生对染色体异常、遗传疾病和肿瘤等疾病进行准确定位和诊断。
同时,细胞遗传学检查还可以用于人工受精、胚胎植入前遗传学诊断及家族遗传病的筛查等领域,为家庭健康和生殖健康提供重要的信息。
二、细胞遗传学检查的主要方法2.1 直接遗传学检查直接遗传学检查是通过观察和分析染色体的形态来确定染色体的结构和数量是否正常,以及是否存在染色体的缺失、重复、倒位等异常。
常用的直接遗传学检查方法有染色体核型分析、荧光原位杂交(FISH)技术等。
2.2 分子遗传学检查分子遗传学检查是通过研究DNA或RNA分子的序列和变异来诊断和鉴定疾病或基因突变。
常用的分子遗传学检查方法有聚合酶链式反应(PCR)、DNA测序、基因芯片技术等。
2.3 细胞遗传学检查的优缺点比较•直接遗传学检查方法操作简单,结果可靠,能够检测到大部分染色体异常和重大基因突变。
•分子遗传学检查方法能够检测到更微小的基因变异,并具有较高的准确性和灵敏度,但需要较复杂的实验操作和专业设备。
三、细胞遗传学检查在临床中的应用3.1 染色体异常的诊断细胞遗传学检查可以帮助医生诊断染色体异常导致的疾病,如唐氏综合征、爱德华氏综合征等。
通过对患者的血液样本或胎儿的羊水细胞进行染色体核型分析,可以确定是否存在多余染色体或染色体缺失的情况。
3.2 遗传疾病的筛查和诊断细胞遗传学检查在遗传疾病的筛查和诊断中发挥重要作用。
通过分析患者的遗传物质,可以检测到某些基因的突变或缺失,从而诊断出与遗传相关的疾病,如囊性纤维化、遗传性耳聋等。
3.3 肿瘤的遗传学分析肿瘤的发生和发展与遗传变异密切相关。
胚胎植入前遗传学诊断技术专题生物探索编者按自世界首例试管婴儿诞生以来,相继出现了三代试管婴儿技术。
技术的发展以及现实需求使第三代试管婴儿技术应用越来越广泛,患者受益越来越显著。
然而,第三代试管婴儿技术在临床上应用如何?面临着哪些困境?在全面二孩时代,企业是如何推动我国第三代试管婴儿技术的发展?世界首例“试管婴儿”于1978年7月25日诞生于英国奧德海姆总医院,我国首例试管婴儿于1988年诞生于北京大学第三医院,迄今为止,全世界已有超过600万例的试管婴儿。
自世界首例试管婴儿诞生以来,相继出现了三代试管婴儿技术。
技术的发展以及现实需求使第三代试管婴儿技术应用越来越广泛,患者受益越来越显著。
然而,第三代试管婴儿技术在临床上应用如何?面临着那些困境?在全面二孩时代,企业是如何推动我国第三代试管婴儿技术的发展?1概述三十多年来,辅助生殖技术的发展经历了常规的“试管婴儿”(体外受精和胚胎移植)、卵胞浆内单精子显微注射(ICSI)、胚胎移植前基因(遗传学)诊断,再到囊胚培养、卵子和精子冷冻、卵母细胞体外成熟技术等,这些技术是现代科学的一项重大成就,开创了胚胎研究和生殖控制的新纪元。
试管婴儿的三大时代试管婴儿技术出现后经历不断发展的过程,相继出现三代试管婴儿技术。
“第一代试管婴儿”也称常规试管婴儿技术,是为了解决女性因素导致的不孕问题,如输卵管、内分泌、宫腔问题等而诞生的。
这种技术将精子与卵子放在体外共同培养,靠精子和卵子的自由结合来实现受精过程。
“第二代试管婴儿”是为了解决由于男性因素导致的不育问题,它又称卵母细胞胞浆内单精子显微注射,通过直接将精子注射入卵母细胞胞浆内,来达到助孕目的。
如果男方精子数量稀少或没有足够的活动量,或即使有了足够的活动量,精子也不愿意与卵子结合,这种情况下第二代试管婴儿技术可以大显身手。
“第三代试管婴儿”也称胚胎植入前遗传学诊断,指在胚胎移植前,取胚胎的遗传物质进行分析,诊断胚胎是否有异常,然后筛选健康胚胎移植。
‘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。
植入前遗传学诊断的研究现状及展望(作者:___________单位: ___________邮编: ___________)遗传性疾病已经成为威胁人类健康的主要疾病之一。
在没有找到一种有效的治疗方法之前,用产前诊断技术预防遗传病患儿的出生,是达到减少乃至杜绝遗传病发生的主要途径。
本世纪60年代以来,羊膜腔穿刺技术、绒毛膜取样技术已经常规地应用于围产儿监测,有效地减少了遗传病患儿的出生,同时产前诊断技术本身也得到了不断的发展,主要表现在两个方面:无创性产前诊断及植入前遗传学诊断(preimplantationgeneticdiagnosis,PGD)。
PGD指对配子或移入到子宫腔之前的胚胎进行遗传学分析,去除有遗传缺陷的配子或胚胎。
它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的要求,因而受到广泛关注。
1989年,英国Handyside成功地用聚合酶链反应(PCR)技术分析卵裂球的性别构成,完成了世界上第一例PGD诊断,开创了产前诊断的新纪元。
进入90年代,植入前诊断技术有了飞速发展。
1994年,Monne用荧光原位杂交(fluorescentinsituhybridization,FISH)技术,在植入前诊断染色体非整倍体及胚胎性别获得成功。
此后,多重PCR,荧光PCR,多色FISH等技术,特别是1999年以来开展的间期核转换(interphasenuclerconversion)技术,全基因组扩增(wholegenomeamplification,WGA),比较基因组杂交(comparativegenomichybridization,CGH)技术相继用于PGD,进一步促进了该技术的研究和应用。
目前在全世界范围内,包括我国在内,已有18个国家,50多个PGD中心在从事相应的研究,已经分娩的100多例新生儿发育良好,初步证实PGD是一种安全、可靠的产前诊断技术。
一、PGD的研究进展1.取材途径:PGD是指在胚胎移入到宫腔之前的诊断。
其获取诊断标本的途径主要有:(1)获取精子或卵子进行诊断,(2)获取植入前的胚胎细胞进行DNA或染色体分析。
受精前取配子进行诊断的报道,目前尚不多。
这种方法关键在于如何完成精子或卵子的遗传分析,同时又不影响其受精能力。
已有报道,用流式细胞仪分离X、Y精子,用于植入前筛选胎儿的性别。
而用卵子进行PGD,主要是利用第一极体或第二极体的遗传学分析,间接推断卵子正常与否。
现在,可以利用极体的DNA进行单基因病的诊断,也可以用核转换技术,将极体由间期激活成中期,再用CGH技术分析其所有的染色体组成,或直接对极体的某些染色体进行FISH 分析,诊断这些染色体有无数目异常。
但是,用极体分析来推断卵子的基因组或其染色体结构和数目,并不能完全反映卵子遗传组成的真实情况,有时也必须同时分析第一极体和第二极体,才能判断卵子的染色体有无异常。
卵裂球活检是现在PGD取材的主要途径。
一般选6~10细胞期的卵裂球,此期的细胞具有全能分化的潜能,取出1~2个细胞,不会影响胚胎的发育。
囊胚期活检是PGD诊断的另一潜在途径。
这种方法是在体外将受精卵培养到囊胚期,取其滋养外胚层细胞进行遗传分析。
因为不影响内细胞团,故不会累及胚胎发育。
受培养技术的限制,多数胚胎不能在体外很好地发育到囊胚期。
因此,无法获取囊胚期细胞进行PGD。
最近,Veiga等(1999年)改进了培养方法,在体外培育后,可达到囊胚期的胚胎占39.3%,推测囊胚期活检有望成为一种有效的取材方法。
虽然取一定数量的囊胚期细胞不会影响胚胎的正常发育,但内细胞团和滋养外胚层细胞的遗传构成并非完全相同,故用滋养外胚层细胞进行PGD有可能造成误诊。
诊断时分别用几个细胞分析比用单个细胞诊断的方法更好,可以降低误诊率。
2.基因病诊断:目前可诊断的单基因病包括地中海贫血,纤维囊性化,脆性X综合征,以及和性连锁遗传病有关的性别诊断等,可诊断的病种数目在不断增加。
所用的方法主要是基于PCR技术的DNA分析,通过检测单细胞靶基因的数目及结构有无异常加以诊断。
常规的PCR技术易受实验条件的影响,故从90年代后期开始,荧光PCR,多重PCR,巢式PCR技术用于PGD诊断的报道逐渐增加,有效地提高了诊断率。
染色体数目异常的诊断有两种途径:用传统的染色体计数及用荧光PCR进行多态位点定量分析。
荧光PCR是近年发展起来的新技术,敏感度很高。
对多细胞水平的定量分析来说,它是一种稳定可靠的技术,但因选择性扩增的缘故,单细胞的定量分析中有25%的诊断结果不可靠。
荧光PCR已用于21三体的植入前诊断。
随着荧光PCR 定量检测技术的广泛应用,现正在开发一种同步检测技术,以便实时测定荧光PCR的扩增效果,并进一步提高其诊断的可靠性,促进该技术的临床应用。
在基因病诊断以及染色体病诊断的过程中,主要的限制因素之一是,如何获取满足诊断需求的DNA。
解决的途径主要靠WGA。
WGA 目前常用的方法有两种:简并寡核苷酸引物PCR (degeneratedoligonucleotideprimedPCR,DOP-PCR)法及扩增前引物延伸法(primerextensionpreamplification,PEP)。
用WGA法能够无选择偏见地扩增整个基因组。
从理论上讲,任何基因都能从WGA的产物中检测出来。
同时也可将信息保存起来。
目前,WGA尚未广泛用于临床,但是对多基因病诊断的要求及CGH技术的发展,势必要求WGA技术不断地完善,并推动其临床应用。
3.染色体病的诊断:在植入前遗传学诊断领域,染色体病的诊断占了很大的比例。
CGH和间期细胞核转换技术的应用,标志着染色体分析技术可能有了一种通用的程序。
然而,FISH仍是目前诊断染色体病的主要方法。
主要用来诊断非整倍体,特别是13、18、21、X和Y染色体的数目异常。
用双色、多色探针可以在单细胞水平诊断染色体数目畸变。
既可以用不同的探针同步杂交单一细胞核,也可用重复杂交同一细胞核的方法完成诊断。
染色体结构异常,例如平衡易位携带者可用其卵裂球或极体进行PGD。
罗氏易位的诊断可用商售的探针进行。
最常见也最难诊断的是相互易位,需要进行染色体涂抹,同时还要进行着丝粒及近端粒探针杂交以确定染色体断裂位点。
由于断裂位点的不可预见性,相互易位很难制备商售的探针。
因此,相互易位的诊断耗时、费力,操作也比较困难。
用常规FISH仅能分析有限的染色体,对相互易位等复杂畸变不易诊断。
因此人们用早熟染色体凝集技术将间期细胞核转换成中期细胞核,然后分析其染色体数目及结构有无异常,以达到诊断目的。
Verlinsky将极体或卵裂球注入到去核卵子或去核的受精卵中,电刺激使之融合,利用胞质内的因素促使极体或卵裂球转化成分裂状态。
这样得到的染色体可用于染色体涂抹,多色FISH或光谱核型(SKY)分析,因对核转变技术要求高、耗时、易受制备因素的影响,也受到伦理因素的制约,使其发展受限。
CGH是另一种很有希望的诊断染色体异常的技术。
用WGA方法获取基因组DNA,然后用杂交技术结合计算机分析可诊断任何超过20Mb的染色体区域的拷贝数有无异常,从而诊断染色体病。
影响CGH的主要因素是如何得到足够的DNA。
一般要求100ng~1μgDNA,大约相当1万个细胞所含的DNA量。
应该强调的是,用WGA获取足够数量DNA的同时,还要确保得到的DNA是准确的复制品。
制约CGH临床应用的另一因素是诊断时间必须缩短,目前的诊断时间大约是7d左右,尚不能满足临床的需要。
4.其他方面:PGD除了用于遗传病诊断之外,也可应用于研究人类基因,特别是一些有特殊遗传缺陷的基因,在发育早期的表达。
这对于了解人类胚胎的正常发育有重要意义。
例如对PGD技术用于人类肿瘤易感综合征的易感性分析。
与肿瘤有关的各种抑癌基因与细胞周期的调节、细胞凋亡的途径及胚胎分化的时机和极性都有密切的关系。
Sutterlin(1999年)等用巢式PCR和单链多态性分析技术,对单细胞进行视网膜母细胞瘤的易感性分析,在植入前确定胚胎未来发生肿瘤的可能性大小,为PGD应用于人类胚胎基因表达的研究开辟了暂新的途径。
此外,Delhanty等发现,体外受精的胚胎存在染色体嵌合现象,虽然还不清楚自然受精的胚胎是否也有同样问题,但是这些发现无疑对改进诊断程序设计,甚至在将来改善体外受精的成功率都有重要意义。
二、存在的问题与解决方法1.等位基因脱失:等位基因脱失(alleledrop-out,ADO)是影响基因病诊断的主要因素之一。
发生率约为5%~20%。
它是指两个等位基因只能扩增出1个,另1个不能扩出或扩增的数量有限,达不到诊断的水平。
这对于单一基因异常所致的遗传病如常染色体显性遗传病的诊断有较大影响,容易导致误诊。
单纯应用PCR技术诊断胚胎的性别,也易因ADO而造成误诊。
用多重PCR方法扩增致病基因及其紧密连锁的多态片段,可以降低因ADO而造成的误诊率。
此外,改进样本的制作及用热启动PCR,也可减少ADO的发生率。
Roy(1999年)发现,用设计好的引物,严格的操作及固定专人及专门用于PGD的设施,单细胞PCR也可收到良好的效果。
2.污染:这是影响基因病诊断,产生误诊及诊断失败的另一个重要因素。
污染物主要来源于透明带内残余的精子及母体的卵泡细胞。
前者可用单精子胞浆注射的方法避免,后者可用多重PCR同时检测胎儿及其父母的DNA指纹加以鉴别。
前次诊断残留的扩增产物,是污染物的另一来源,除了按PCR常规严格操作之外,用巢式PCR或荧光PCR对减少此类污染很有帮助。
3.FISH的有关问题:首先是用FISH诊断与年龄有关的非整倍体是否应作为常规尚有争论。
这方面需要进一步的研究。
FISH 的错误率约为15%。
体外受精期的嵌合体发生率较高、FISH信号尚缺乏统一的标准等问题都是影响FISH诊断率的因素,这些问题的解决有赖于多中心大规模的合作研究,以确定合理的分析标准及标准化的操作程序。
4.多基因异常的诊断问题:涉及多个突变位点的单基因病诊断、多基因病诊断、染色体组分析如CGH,都要求获得足够的DNA。
目前,相关的研究集中在用DOP-PCR或PEP方法扩增单细胞DNA方面。
DOP-PCR的扩增效率在80%左右,选择合适的引物有望进一步提高扩增效率。
5.诊断取材:现行植入前遗传病诊断,主要利用卵裂球的DNA进行分子诊断或用间期FISH诊断染色体数目异常。
与之相比,用囊胚期细胞进行诊断,可以分析多个细胞,提高诊断率。
利用联合培养或顺序培养(sequentialculture)能够提高囊胚期细胞培养的成功率。
三、展望在过去的10年里,PGD取得了显著的成绩,展望未来,PGD 技术可望在下述方面进一步发展。
1.多重突变分析:利用多重PCR、CGH、WGA,以及间期核转换技术,人们已经能够诊断涉及不同位点的突变以及全染色体核型分析。