(整理)胚胎植入前遗传学诊断
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胚胎植入前遗传学筛查胚胎植入前遗传学筛查胚胎染色体异常是导致胚胎着床失败、早孕期胎儿流产的一大因素。
研究表明,随着年龄的增长,女性产生的正常卵子数量下降,导致胚胎中染色体数目异常的胚胎比例增加。
PGS检测可以在胚胎植入母体之前,筛选出检测结果为染色体正常的胚胎进行植入,从而减少因胎儿染色体问题而带来的流产甚至引产,减少移植次数,提高治疗效率,好孕之神就会降临!PGS(preimplantation genetic screening),即胚胎植入前遗传学筛查,是指在进行辅助生殖技术(IVF/ICSI)助孕的过程中,在胚胎移植之前,对早期胚胎或者卵子散在发生的染色体异常进行筛查,以挑选染色体正常的胚胎植入子宫,以期减少因胚胎染色体异常导致的流产及反复流产,获得正常的妊娠,提高IVF妊娠率。
胚胎植入前遗传学筛查就是在人工辅助生殖过程中,对胚胎进行种植前活检和高通量基因测序分析,以选择染色体正常无遗传学疾病的胚胎植入子宫,提高着床率和持续妊娠率,降低流产率,从而获得正常胎儿的诊断/筛查方法。
胚胎植入前遗传学筛查推荐人群:1、卵子染色体异常率较高的高龄(≥35岁)孕妇;2、染色体数目及结构异常的夫妇;3、严重的男性不育,少弱精子症,畸精症;4、生育过染色体异常疾病患儿的夫妇及有反复自然流产史的孕妇;5、反复胚胎种植失败的的孕妇。
在人工辅助生殖过程结合应用高通量测序的PGS的优势在于:1、PGS的全染色体筛查的误差率降低(<2%),准确性高大于99%,并且覆盖全面,染色体非整倍体以及10Mb以上微重复/微缺失均能检测;2、对囊胚活检无任何影响;••••3、消除母体年龄对植入的影响;4、能够检测出嵌合体(因为12%的囊胚是嵌合体,嵌合体比整倍体胚胎的受孕率低50%);5、与普通PGS技术相比,可以将流产率降低60%,同时提高移植着床率,提高临床妊娠率和持续妊娠率。
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第三代试管婴儿第三代试管婴儿是什么第三代试管婴儿也称胚胎植入前遗传学诊断(PGD),指在IVF-ET的胚胎移植前,取胚胎的遗传物质进行分析,诊断是否有异常,筛选健康胚胎移植,防止遗传病传递的方法。
第三代试管婴儿是目前最为先进的试管婴儿技术。
最新的第三代试管婴儿技术能排除基因缺陷,对付遗传疾病。
以地中海贫血为例,夫妻双方如果都是地贫基因携带者,那么有1/4的几率生出重症地贫的孩子,同时也有1/4的几率生出健康的孩子。
此时要做的就是通过技术手段挑出这“健康的1/4”。
正常怀孕的妇女体内只有一个胚胎,可是通过第三代试管婴儿技术,能一次产生多个胚胎。
在胚胎发育的第三天,医务人员会从每个胚胎中都挑出一个细胞来进行检测,选出健康的那个胚胎,再移植到女性的体内。
因此,第三代技术也叫做胚胎移植前遗传学诊断。
第三代试管婴儿费用第三代试管婴儿的费用一般在3-5万元之间,不同医院的价格不一,但需注意要选择正规医院。
试管婴儿的费用首先是促卵药物的费用,由于促排卵的药物费用较高,卵子受精、胚胎发育所需外界条件高,所以做一例“试管婴儿”的费用也较高。
因此,不孕夫妇如果想要试管婴儿,除了自身条件要达到要求外,还要考虑自身的经济实力,以及想要一个小宝宝的信心和决心。
由于每一位患者所用的药物剂量不同,所以每一例做试管婴儿的患者所需要的费用也有所不同,一般来讲,年轻、卵巢反应好的患者成功机会较高,需要的费用也略低。
由于使用进口药和国产药的不同,可造成费用差别很大。
其次,试管婴儿有好几个治疗周期,而每一个周期的费用是不一样的,同时治疗前还有检查的费用。
具体的费用的金额各个地方都是不一样的。
因而在做试管婴儿前要问好费用的具体情况,根据自身的经济条件进行选择。
再次,即使做试管婴儿成功,后期还会有费用,也就是后期治疗。
这就取决于治疗的周期数,越早成功总费用就越低。
所以,开始不能确定具体的费用,首先对成功率做个预估才能预测大概的费用。
选择成功率高的医院治疗,费用相对花的也少。
补救icsi方案补救ICSI方案随着现代生育技术的发展,不孕症夫妇可以选择辅助生殖技术来实现生育愿望。
其中,胚胎植入前遗传学诊断(Preimplantation Genetic Diagnosis, PGD)和单精子显微注射(Intracytoplasmic Sperm Injection, ICSI)是目前较为常用的两种技术。
然而,由于种种原因,ICSI技术在一些情况下可能出现失败的情况。
本文将探讨如何补救ICSI方案,以期帮助那些遭遇失败的不孕症夫妇。
要补救ICSI方案,需要对失败的原因进行分析。
ICSI技术失败的原因可能有很多,包括胚胎质量不佳、子宫内膜问题、父母遗传因素等。
因此,在补救ICSI方案时,需要根据具体情况有针对性地进行治疗。
一种常见的补救ICSI方案是改善胚胎质量。
在ICSI过程中,胚胎的质量对于成功率至关重要。
如果ICSI失败的原因是胚胎质量不佳,可以尝试使用辅助技术来提高胚胎质量,例如胚胎孵化、胚胎筛选、胚胎培养基优化等。
这些技术可以提高胚胎的存活率和着床率,从而增加成功的机会。
另一种补救ICSI方案是处理子宫内膜问题。
子宫内膜问题可能导致胚胎着床困难,进而影响妊娠成功率。
如果ICSI失败的原因是子宫内膜问题,可以尝试进行子宫内膜膜补充治疗。
这种治疗方法可以通过给予激素或药物来改善子宫内膜的厚度和质量,增加胚胎着床的可能性。
除此之外,在补救ICSI方案时,还需要注意父母遗传因素的影响。
如果ICSI失败的原因是父母遗传因素导致的胚胎异常,可以考虑进行PGD技术。
PGD可以在胚胎植入前进行基因诊断,筛选出健康的胚胎进行移植,从而提高妊娠成功率。
补救ICSI方案还可以从饮食和生活习惯入手。
良好的饮食和生活习惯可以改善身体健康状况,增加受孕的机会。
建议不孕症夫妇要保持健康的体重、均衡的饮食、适度的运动和充足的休息,避免过度劳累和精神压力,保持良好的心态。
总结起来,补救ICSI方案需要根据具体情况进行针对性的治疗。
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。
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(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。
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(Fluorescence In Situ Hybridization,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FISH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。
比较基因组杂交(comparative genomic hybridigation,CGH)是一种与FISH相关的技术。
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(DYZⅠ),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(allele specific PCR,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ΔF508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α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。
Balakier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(human genome program,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。
DNA芯片技术是近年来发展起来的新技术,利用此技术可以在基因组水平上进行表达、突变和多态性分析以及遗传制图和序列测定,现已应用于人类疾病的诊断。
此技术具有快速、准确、低耗的特点。
一次可对上千种基因进行分析,其精细度可达单个细胞单拷贝。