单基因病植入前遗传学检测的研究进展

单基因病种类及患病率的不断增加,给患者家庭造成了沉重的身心压力和经济负担。单基因病植入前遗传学检测(PGT-M)作为单基因病的一级预防手段可有效阻断其垂直传递,避免相关缺陷儿的降生。一系列PGT-M检测技术的发展促使单基因病诊断能力不断提高,同时伴随人口结构及生育意识的改变.其临床应用范围和市场需求不断扩大.也引发了相应的伦理争议。文章对PGT-M检测技术的发展历程、应用范围和现状以及相关伦理问题等进行了综述。

SNP单体型分析在单基因病植入前遗传学检测中的应用

目的探讨基于二代测序的植入前单体型分析在单基因病植入前遗传学检测中的应用概况。方法对发育至第5天或者第6天的囊胚行活检,对活检细胞进行全基因组扩增,将致病基因突变作为目标区域,在该基因突变上、下游选择数十至上百个单核苷酸多态性位点作为连锁遗传标记,通过二代测序技术所获胚胎行植入前单体型分析和染色体非整倍体筛查,胚胎结果经一代测序和妊娠中期羊水穿刺结果验证。结果22例患者一共获卵421枚,成熟卵子355枚,受精305枚,卵裂301枚,共活检囊胚143枚,经植入前单体型分析和植入前遗传学筛查,40枚胚胎为可移植胚胎,移植周期数为17例,临床妊娠12例,活产9例婴儿(其中1例患者分娩2名婴儿,为单卵双胎),随访均健康,4例患者继续妊娠中,妊娠率为70.6%。所有单体型分析结果经过Sanger测序验证,均一致。结论基于二代测序的植入前单体型分析方法是切实可行的,通过此技术的应用可以帮助具有高遗传风险的单基因病家庭获得健康子代,最终达到阻断遗传病发生的目的。

胚胎植入前遗传学检测在阻断常染色体隐性多囊肾病家系多囊肾/多囊肝病变1基因新突变遗传的应用

目的探讨基于二代测序(NGS)技术的单核苷酸多态性(SNP)连锁分析在常染色体隐性遗传性多囊肾病(ARPKD)家系胚胎植入前遗传学检测(PGT)中的应用价值。方法选取1个ARPKD家系,女方孕期产检发现胎儿有多囊肾行引产,胎儿基因检测为多囊肾/多囊肝病变1基因(PKHD1)复合杂合突变c.10444C>T(父源)和c.4303del(母源),其中c.4303del突变为首次报道。采用多重聚合酶链反应(PCR)和NGS在突变位点两侧2M区域内选择335个信息丰富、紧密连锁的SNP位点作为遗传连锁标记,构建夫妇双方携带基因突变的SNP风险单体型。体外受精后行囊胚培养。对活检获得的滋养层细胞进行全基因组扩增(WGA)后,采用Sanger测序直接检测PKHD1基因突变,采用基于NGS的SNP连锁分析鉴别携带突变的染色体,同时进行拷贝数变异(CNV)分析以进行低深度的染色体非整倍性筛查。结果6个活检囊胚中有4个为未携带突变的整倍体,有1个携带杂合突变的嵌合体,1个测序数据波动大,无法判断。选择其中1枚未检测到突变的优质整倍体胚胎进行冻融胚胎移植(FET),足月分娩一健康婴儿。结论应用基于NGS的SNP连锁分析进行PGT具有高效稳定的特点,可有效阻断ARPKD在家系中的垂直传递,同时可避免因妊娠非整倍体胚胎而导致的流产问题。该研究也是首次针对PKHD1基因c.4303del突变的PGT报道。

多基因疾病胚胎植入前遗传学检测的研究进展及挑战

胚胎植入前遗传学检测是辅助生殖过程中的重要环节,可以阻断单基因或染色体疾病的代际间遗传。其中,多基因疾病胚胎植入前遗传学检测(PGT-P)是该领域的最新进展之一。PGT-P在人工智能和遗传检测技术发展的基础上,通过检测遗传物质,计算多基因风险评分,再将其转化为发病概率,可以筛选得到多基因疾病发病概率相对较低的胚胎进行移植,以期降低子代未来患该疾病的可能,具有显著的临床和社会意义。目前,PGT-P在国内外都进行了阶段性的开展并取得了成功的临床实践。与此同时,PGT-P作为一项正在发展的技术仍存在结果不稳定、无法排除环境因素、种族差异影响等技术缺陷;在伦理角度,若不严加规范PGT-P的筛选指征则容易产生新的社会问题。本文主要综述了目前PGT-P的技术组成和最新进展,并对其未来的发展,尤其是如何建立完整且适用于我国人群的筛查模型提出了展望。

Cockayne综合征携带者行胚胎植入前单基因遗传学检测助孕成功1例

Cockayne综合征是一种罕见的进行性加重的常染色体隐性遗传病,可累积全身多个系统。本文报道1对同时携带ERCC8基因Exon4缺失突变的夫妇因生育过1个Cockayne综合征A型患儿,现欲生育健康孩子来我院就诊的诊疗经过。该对夫妇通过胚胎植入前单基因遗传学检测(PGT-M)成功阻断了该基因突变向子代的垂直传递,之后经冻融囊胚移植获得妊娠并活产1名健康女婴。

一例手足裂畸形6型家系的致病变异鉴定及胚胎植入前遗传学检测

手足裂畸形(split-hand/split-foot malformation,SHFM)是一种严重的先天性肢端畸形,主要临床特征为并指(趾)畸形、指(趾)骨及掌(跖)骨发育不全。本研究报道了一例手足裂畸形胎儿,利用全外显子组测序技术结合Sanger测序的方法筛选候选基因变异位点,并为其家庭成员提供了胚胎植入前遗传学检测(preimplantation genetic testing,PGT)。基因检测结果显示胎儿WNT10B基因存在c.786G>A(p.Trp262*)纯合变异,其父母均为杂合突变携带者;PGT检测结果显示家系的2枚囊胚中,1枚基因型为突变杂合子,1枚基因型为突变纯合子,所有胚胎染色体均为二倍体,移植突变杂合子胚胎后成功达到单胎妊娠。本研究表明WNT10B基因纯合突变可能是导致该家系患手足裂畸形的原因,对于单基因病家系,在明确其致病突变后,通过胚胎植入前遗传学检测可有效避免患儿出生。

单精子测序技术在植入前胚胎染色体结构异常遗传学检测中区分罗氏易位携带者的应用

目的:探讨单精子测序技术在植入前胚胎结构异常遗传学检测中区分携带者的应用价值。方法:针对1例罗氏易位携带者45,XY,der(13;14)(q10;q10)应用单精子分离结合单精子测序技术完成单倍型的构建,用机械制动法分离20份单精子样本并进行全基因组扩增(WGA),再利用ASA基因芯片对WGA产物进行全基因组183708个单核苷酸多态性(SNP)位点检测,通过CNV测序检测出与易位相关且可作为单体型推断的单精子,推断亲本正常及携带罗氏易位的染色体单倍型。将3份胚胎滋养层细胞活检样本作为对象,在完成全基因组扩增后,通过高通量测序进行检测,判断胚胎携带易位染色体的情况,选取可用囊胚进行移植,于孕18周抽取羊水样本,确认胎儿是否携带致病变异。结果:通过单精子测序共筛选出6037个SNP位点,挑选出30个可区分正常与易位单体型位点成功构建单体型,植入前单体型分析提示3枚胚胎均为不携带罗氏易位染色体的整倍体胚胎,妊娠中期羊水基因检测证实胎儿核型为46,XN,未携带罗氏易位染色体。结论:对于男性罗氏易位携带者,可通过单精子测序筛选SNP位点构建单体型,用于区分正常和罗氏易位携带者胚胎,为胚胎植入前染色体结构遗传学检测胚胎选择提供依据。

胚胎植入前单基因遗传学检测结合HLA配型诊疗X连锁高IgM综合征1例

目的 探讨胚胎植入前单基因遗传学检测(PGT-M)基因突变结合人类白细胞抗原(HLA)配型在X连锁高IgM综合征(X-HIGM)患者临床诊疗中的应用效率及可行性。方法 应用多重PCR结合二代测序技术针对X-HIGM的致病基因CD40LG及临近区域特异性单核苷酸多态性(SNP)位点进行鉴别构建单体型,另外针对HLA-A、HLA-B、HLA-DRA、HLA-DQB1及临近区域特异性SNP位点进行鉴别构建单体型。经本中心常规促排卵、体外受精及胚胎培养,随后进行胚胎活检;对于目标基因CD40LG进行PGT-M,包括直接突变检测和间接单体型连锁分析;对于HLA采用HLA复合体中多个位点的连锁分析来选择相合的胚胎。结果 先证者男孩,临床诊断为X-HIGM,基因检测分析显示其X染色体上的CD40LG基因有1个半合子突变,c.49_59del(p.L17Hfs*28)。该基因突变会导致X-HIGM。经家系验证发现,先证者母亲在该位点存在和先证者相同的杂合变异。对该家系通过单体型连锁分析之后进行CD40LG基因检测+HLA配型双重PGT。由于先证者母亲卵巢储备不足,只获得3枚卵子,受精后养成的囊胚也只有1枚,这枚囊胚的PGT结果为整倍体+未携带CD40LG基因突变+HLA配型半相合。此枚胚胎发育出生的婴儿没有患上X-HIGM,而且他的半相合的造血干细胞成功移植给了先证者。结论 PGT-M技术在该类血液遗传病家系中不仅可以阻断基因突变垂直传递,同时HLA相合胚胎的选择也为先证者儿童的造血干细胞移植治疗提供了新的曙光。

长读长测序在多囊肾患者胚胎植入前遗传学检测中的应用

目的探讨通过长读长测序技术构建SNP单体型,为成人常显多囊肾基因(PKD1)致病变异且家系不全患者行胚胎植入前遗传学检测策略提供参考。方法选取2022年1月至2022年9月于柳州市妇幼保健院生殖健康助孕中心就诊的两名患者,分别患有PKD1 c.5976_5978del杂合变异复合PKD1 c.11333C>A杂合变异和PKD1 c.11969 T>G杂合变异导致的常染色体显性遗传多囊肾且家系不全,采集患者夫妻双方外周血提取高质量DNA,通过长读长测序技术构建SNP单体型。活检胚胎滋养外胚层细胞进行全基因组扩增,再利用ASA芯片检测胚胎SNP位点信息,结合长读长测序构建的男女方SNP位点建立连锁分析,分析胚胎变异位点携带情况;同时以Sanger测序检出的受累胚胎作为先证者,利用Karyomapping芯片检测分析胚胎SNP位点单体型;比较两种连锁分析结果的一致性。结果病例1检测5个胚胎,病例2送检4个胚胎。病例1的1号,3号和4号胚胎携带男方PKD1c.5976_5978del致病变异,病例2的1号及4号胚胎均携带有男方PKD1 c.11969T>G致病变异;经Sanger测序均选择1号胚胎作为参照,利用Karyomapping芯片进行连锁分析,病例1的1号,3号和4号,病例2的1号及4号胚胎均携带男方的致病变异,结果与长读长测序家系连锁分析一致。结论对于家系不全PKD1患者,可通过长度长测序进行男女双方的致病位点确定及SNP单体型构建,通过SNP单体型建立连锁分析,从而准确有效的进行胚胎植入前遗传学检测。

单精子SNP单体型在1例Ⅱ型神经纤维瘤病患者胚胎植入前遗传学检测中的应用

目的探讨单精子SNP单体型在新发突变的胚胎植入前遗传学检测中意义。方法对一名由NF2基因c.861delC杂合突变的常染色体显性的神经纤维瘤Ⅱ型的患者,运用高通量测序技术建立单体型。用机械法分离单精子并行全基因组扩增,采用ASA基因芯片,分析致病基因上游以及下游1M内的单核苷酸多态性(SNP)位点,确定染色体单体型是否携带突变。活检五份囊胚滋养层细胞样本,采用全基因组扩增及高通量测序,鉴定胚胎携带或不携带致病突变,选择未携带致病基因和染色体正常的囊胚进行移植,在孕中期(18周)行产前诊断,确认胎儿染色体核型、结构及是否携带致病突变。结果通过ASA基因芯片检测,共筛选出30个SNP位点,成功建立SNP单体型。检测显示一枚胚胎携带致病突变,四枚未携带,经孕中期产前诊断,胎儿未携带NF2基因c.861delC杂合突变。结论对缺乏先证者,携带新发突变男性患者,可通过ASA基因芯片构建单精子SNP单体型的检测策略,进行胚胎植入前遗传学检测,阻断致病基因的传递。

植入前遗传学检测技术在单基因病和染色体平衡易位中的应用进展

植入前遗传学检测(PGT)应用于单基因病、染色体病、高龄和反复流产的患者,阻断了遗传缺陷向子代传递,提高了临床妊娠率。近年来,微阵列芯片和二代测序等PGT技术不断发展,提高了检测准确性,降低了误诊率,但仍然存在检测时间长、成本高、等位基因脱扣和无法识别染色体平衡易位等问题。针对以上问题,近来有新的技术方法应用于临床,能准确识别携带致病基因的染色体,鉴别易位携带状态的胚胎,提高异常胚胎的检出率,改善子代的临床结局。本文从PGT技术的发展进程、PGT技术在单基因病阻断和染色体平衡易位胚胎识别中的应用等方面进行综述。

孕前及孕期单基因遗传病携带者筛查推荐

孕前及孕期单基因遗传病携带者筛查是指通过现有的基因检测技术,识别携带致病基因的无症状个体,以评估其后代患遗传病的风险,是减少遗传病患儿出生的重要预防措施[1]。携带者筛查项目的开展对降低出生缺陷率、避免因病致贫、构建健康中国有着重大的临床意义。本文将结合2016年欧洲人类遗传学会(ESHG)[2]、2017年美国妇产科协会(ACOG)[1]、2021年美国医学遗传学会(ACMG)[13]发布的相关指南.

单基因遗传病的植入前遗传学诊断研究进展

近十多年来 ,单基因遗传病的植入前遗传学诊断 (PGD)已取得了显著的成绩 ,其基本技术包括胚胎活检、PCR和FISH。本文就 PGD的研究概况、活检标本来源、以 PCR技术为基础的各类诊断技术的研究进展、影响

高通量测序法胚胎植入前染色体结构变异检测评价

目的 使用建立的染色体结构异常的家系样本,评价基于高通量测序法的胚胎植入前染色体结构异常检测试剂盒的性能。方法 首先将家系中模拟胚胎细胞样本进行单细胞全基因组扩增,然后扩增产物和家系中其他样本的DNA进行酶切打断、接头连接和磁珠富集等操作完成文库构建。将文库进行定量,使用高通量测序仪进行测序。使用生物信息学软件把测序得到的序列与人基因组参考序列比对,并进行SNP分析。结合家系亲缘关系筛选出有效SNP位点,构建家系单体型图谱。最后对易位断点上下游紧密连锁的区域进行分析,鉴别出易位携带型胚胎和正常型胚胎。结果 参考样本的测序染色体拷贝数变异(CNV)结果,确定1号染色体断点位置为chr1:194390001,胚胎样本的分型有效区域为断点上游1 Mb区域(chr1:193390001-194390001),有63个有效位点;11号染色体断点位置为chr11:133780001,胚胎样本分型有效区域为断点上游1Mb区域(chr11:132780001-133780001),有36个有效位点。通过单体型分型判断胚胎样本是携带型。结论 评价的胚胎植入前染色体结构异常检测试剂盒能够准确检出染色体结构异常的家系样本,为临床提供了一种新的染色体结构变异检测方法。

单精子测序技术在常染色体显性遗传多囊肾患者植入前遗传学检测中的应用

目的:探讨单精子测序技术在植入前遗传学检测中的应用价值。方法:针对1例PKD1基因c.3815T>G新发变异导致的常染色体显性多囊肾患者,应用单精子分离结合单精子测序技术完成单倍型的构建,用机械制动法分离50份单精子样本并进行全基因组扩增,设计变异位点及其上下游共187个单核苷酸多态性(SNP)位点的扩增引物,对扩增产物进行检测,确定未携带以及携带致病变异的染色体单倍型,将7份胚胎滋养层细胞活检样本作为对象,在完成全基因组扩增后,通过高通量测序进行检测,判断胚胎携带致病变异的情况,选取可用囊胚进行移植,于孕18周抽取羊水样本,确认胎儿是否携带致病变异。结果:通过单精子测序共筛选出47个SNP位点,成功构建单体型,植入前单体型分析提示5枚胚胎携带致病变异,2枚未携带,妊娠中期羊水基因检测证实胎儿未携带PKD1基因c.3815T>G变异。结论:对于携带新发致病变异的男性,可通过单精子测序筛选SNP位点,通过连锁分析构建单体型,准确有效的进行胚胎植入前遗传学检测。

新发突变家系植入前遗传学检测的单倍型构建方法探索

目的在单基因病胚胎植入前遗传学检测(PGT-M)中采用2种单倍型构建策略,判断3例新发突变家系中胚胎是否携带致病变异。方法收集3例新发突变家系,其中2例为男方新发突变,1例为女方新发突变。经过促排卵、体外受精及胚胎培养后,对所获得的囊胚进行滋养层细胞活检,活检细胞利用多次退火环状循环扩增技术(MALBAC)进行全基因组扩增(WGA),分别利用单精子测序技术及胚胎互推策略进行家系的单倍型构建,判断胚胎是否携带致病变异,最后选择健康的胚胎进行移植。妊娠中期进行胎儿羊膜腔穿刺产前诊断验证PGT-M结果准确性。结果3个家系的单倍型构建成功,移植后均获得了妊娠且得到了产前诊断。其中1例已分娩未携带亲本致病变异新生儿,2例仍在妊娠中。结论对于无法采用常规的单倍型分析方法的家系而言,利用单精子测序及胚胎互推策略可以使新发突变的夫妻从源头上阻止患儿的妊娠。

基于单精子SNP单体型的1例遗传性球形红细胞增多症患者植入前遗传学检测

目的探讨单精子单核苷酸多态性(SNP)单体型在植入前遗传学检测(PGT)中的应用价值。方法收集1例ANK 1基因c.3641delC杂合突变导致的常染色体显性遗传性球形红细胞增多症患者的精液样本,用机械制动法分离单精子样本并进行全基因组扩增,通过ASA基因芯片分析基因上下游1 Mb范围内SNP位点,确定未携带以及携带致病变异的染色体单体型。将获得的4份胚胎滋养层细胞活检样本作为研究对象,在完成全基因组扩增后,通过高通量测序检测判断胚胎携带致病变异的情况,选取可用囊胚进行移植,于孕18周抽取羊水样本,确认胎儿是否携带致病变异。结果通过单精子SNP位点检测共筛选出30个SNP位点,成功构建突变型及野生型单精子SNP单体型,植入前单体型分析提示2枚胚胎携带致病变异,2枚未携带;妊娠中期羊水基因检测证实胎儿未携带ANK1基因c.3641delC杂合突变。结论对于携带新发致病变异的男性,通过单精子SNP单体型构建连锁分析,可为患者夫妇提供准确有效的单基因病植入前遗传学检测(PGT-M),筛选正常胚胎进行移植,从而阻断致病基因垂直传递。

X-连锁严重联合免疫缺陷病的植入前遗传学诊断

【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。

遗传病与植入前遗传学诊断技术

世界约有 40 0名行植入前遗传学诊断后表型正常的试管婴儿出生 ,涉及十余种遗传性疾病 ,其诊断方法基本上都是建立在分子杂交基础上的 ,由此衍生出来十多种方法。