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。

SNP单体型分析的不同策略应用于COL1A1成骨不全症家系PGT-M的临床研究

目的探索单核苷酸多态性(SNP)单体型分析技术在预防成骨不全症(OI)发生和阻断OI的遗传缺陷的纵向传递的有效性。方法取三个家系的活检囊胚的滋养层细胞,采用多重置换扩增(MDA)方法进行全基因组扩增、一代测序联合基于二代测序(NGS)的SNP单体型分析技术,对三个携带COL1A1基因致病突变的OI家系进行胚胎植入前单基因病遗传学检测(PGT-M)。家系Ⅰ、家系Ⅱ和家系Ⅲ分别依据先证者、溯源的家族样本和新发突变患者单精子的遗传信息构建SNP单体型。依据检测结果筛选基因型正常的整倍体胚胎进行移植,于孕中期行羊膜腔穿刺,对胎儿基因型进行产前诊断,在新生儿出生后持续随访。结果家系Ⅰ活检4枚囊胚,一代测序检测和SNP单体型分析结果均显示有1枚囊胚基因型正常且染色体拷贝数正常,移植后,在妊娠37周活产一名体重为3500 g健康男婴。家系Ⅱ活检3枚囊胚,PGT-M结果显示有2枚囊胚基因型正常,但其中1枚为11号染色体三体,移植基因型正常的整倍体囊胚后,未妊娠。家系Ⅲ活检3枚囊胚,PGT-M结果显示有2枚囊胚基因型正常,移植其中1枚胚胎后,在妊娠40周活产一名体重为4250 g健康女婴。结论在PGT-M中,可采用不同的SNP单体型分析策略使更多的单基因病患者从中获益。使用基于NGS的SNP单体型分析结合致病基因的一代测序检测技术,在植入前的胚胎期即能有效阻断单基因疾病的垂直传播,帮助患者生育健康孩子。

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。

脊髓性肌萎缩症2+0型案例分析与胚胎植入前单基因病检测的临床应用

目的探讨胚胎植入前单基因病检测在特殊的脊髓性肌萎缩症(SMA)2+0型中的临床应用。方法回顾性分析2020年10月19日于广州医科大学附属第三医院就诊的1例特殊SMA家系资料。利用多重连接探针扩增技术和分子标签连锁分析对夫妇双方及其胎儿进行SMN1基因型的鉴定,并借助二代测序(NGS)、分子标签连锁分析以及染色体微阵列分析3种方法对该夫妇的11枚胚胎进行单体型分析和结果验证。结果明确了女方为特殊的SMN1[2+0]携带型,产前诊断确定胎儿为SMA患者,最终通过行胚胎植入前单基因病遗传检测成功筛选出4枚未携带SMN1致病变异和X染色体缺失的胚胎。结论胚胎植入前单基因病遗传检测能够有效阻断上述SMA 2+0型患者的特殊遗传变异的传递,为家系再生育提供指导。

孕前扩展性携带者筛查在中国汉族育龄人群中的应用价值

目的探讨孕前扩展性携带者筛查(preconception expanded carrier screening,PECS)在中国汉族育龄人群中的临床应用价值。方法回顾性研究2019年9月至2022年5月期间于郑州大学第二附属医院生殖医学中心采用序贯筛查模式进行PECS的不孕不育夫妇的基因检测结果,对单基因病致病基因携带率、高危夫妇携带率及高危夫妇的临床结局进行统计和分析。结果共有1565例患者接受PECS,均为汉族人群,其中接受扩展型108种单基因病检测的女性患者420例,男性患者84例,目标基因总体携带率为30.75%(129/420)。检出1对高危夫妇,携带率为1.19%(1/84),检测基因中携带率较高的分别是MMACHC[2.58%(13/504)]、ATP7B[(2.38%(12/504)]、SLC22A5[2.18%(11/504)]、GALC[1.79%(9/504)]、PAH[1.79%(9/504)]、MLC1[1.19%(6/504)],余下均不足1%。接受脆性X综合征FMR1基因检测的患者共555例,FMR1基因突变5例,占0.90%,对全突变患者直系亲属进行检测,其母亲为前突变携带者(CGG重复数为105)。接受脊髓型肌萎缩症SMN1基因携带者筛查的患者共502例,女性阳性携带者14例,男性阳性携带者2例,总体携带率为3.19%。结论单基因隐性遗传病在人群中携带率较高,孕前进行筛查可以为患者提供优生优育指导,选择胚胎植入前单基因遗传学检测(preimplantation genetic testing for monogenic/single gene disorders,PGT-M)和产前诊断,可避免患儿的出生。

单基因病胚胎着床前遗传学检测专家共识

随着分子生物学技术、遗传诊断技术的发展以及相关术语的更新,单基因病胚胎着床前遗传学检测(preimplantation genetic testing for monogenic/single gene disorders, PGT-M)技术不断进步和更新,广泛应用于临床以避免遗传病患儿的出生和阻断致病基因的家族传递。目前,关于PGT-M的共识还很少,为了规范PGT-M的应用,中国医师协会生殖医学专业委员会精准辅助生殖研究学组及中国医师协会医学遗传医师分会部分专家,包括生殖医学、遗传学和心血管医学专家,共同制定了这一共识。共识包括PGT-M的适应证、禁忌证、诊断策略、遗传和生殖咨询、报告形式、结果解释、知情同意和患者随访等。这一共识将使更多相关的临床工作者和研究人员获益,供临床及实验室参考使用。

单精子测序技术在新发突变单基因遗传病家系胚胎植入前遗传学检测中的应用

目的探讨单精子测序技术在新发突变单基因病家系胚胎植入前遗传学检测(preimplantation genetic testing,PGT)中的应用效果和价值。方法针对3个携带新发突变的常染色体遗传病家系,采用多重置换扩增技术(multiple-displacement amplification,MDA)对单精子进行全基因组扩增(whole genome amplification,WGA),通过检测扩增产物的变异位点以及目的基因上下游2M范围内有效单核苷酸多态性位点(single nucleotide polymorphism,SNP)位点信息,构建携带突变的风险单体型与不携带突变的正常单体型。对待测胚胎进行WGA,产物进行高通量测序,结合单体型信息判断胚胎致病位点的携带状态,选择不携带致病变异的胚胎进行移植。结果共挑取16份有效单精子样本,在原发性高草酸尿症、Kabuki综合征、遗传性大疱性表皮松解症3个新发突变单基因病家系中成功构建单体型。胚胎植入前单基因遗传病检测(PGT for monogenic disorders,PGT-M)结果提示有10枚胚胎携带父源致病变异;6枚胚胎不携带父源致病变异,其中2枚胚胎检出染色体拷贝数变异。除原发性高草酸尿症夫妇外,其余两个家系的夫妇共获得4枚正常胚胎,移植后均未妊娠。结论对于家系中男性携带新发突变的夫妇,可以利用单精子测序技术构建单体型,进而进行PGT。

心血管系统单基因病胚胎着床前遗传学检测

心血管疾病是全世界发病率和死亡率最高的疾病之一,其中单基因遗传性心血管疾病是由单个基因突变引起的遗传性疾病,目前已知的达百余种。许多单基因心血管遗传病具有较高的猝死风险,发病后严重影响患者生存质量,并且部分疾病无有效治疗手段。单基因心血管疾病的遗传阻断是预防疾病发生、阻断疾病向下一代传递的重要预防手段,其中单基因病胚胎着床前遗传学检测(PGT-M)因能够避免产前诊断终止妊娠给孕妇及家庭带来的痛苦和负担得到广泛的应用,成为心血管单基因病遗传阻断的重要措施。

单基因病临床意义不明变异实施植入前遗传学检测的策略研究

目的探讨单基因病临床意义不明变异(variants of uncertain significance,VUS)实施胚胎植入前遗传学检测(preimplantation genetic testing,PGT)的策略。方法招募2018年至2020年期间因携带VUS前来中信湘雅生殖与遗传专科医院进行生育咨询的单基因病病例,根据美国医学遗传学与基因组学学会(American College of Medical Genetics and Genomics,ACMG)发布的《ACMG遗传变异分类标准与指南》(以下称ACMG指南)及贝叶斯分析法,对VUS致病性进行重分析,分类为"致病/可能致病变异""倾向于致病的VUS""致病性仍不明确的VUS"及"倾向于良性的VUS"。在夫妻双方自主自愿并充分理解风险的原则下,对VUS升级为"致病/可能致病变异"及分类为"倾向于致病的VUS"的家系实施胚胎植入前单基因遗传学检测(preimplantation genetic testing for monogenic disorders,PGT-M)。追踪随访妊娠胎儿、出生孩子的生长发育状况。结果①16例单基因病家系共检出25个变异,其中1个为致病变异(pathogenic variation,P),3个为可能致病变异(likely pathogenic variation,LP),21个为VUS。重分析后,11个VUS升级为LP(52.4%),7个重分类为"倾向于致病的VUS"(33.3%),2个VUS重分类为"致病性仍不明确的VUS"(9.5%),1个VUS重分类为"倾向于良性的VUS"(4.8%)。②14例单基因病家系进入PGT-M,包括VUS均升级为LP的家系9例,携带1个LP/P及1个"倾向于致病的VUS"家系2例,只携带"倾向于致病的VUS"家系3例。③PGT-M术后出生12个健康婴孩。根据疾病发病年龄随访出生后代,8个子代未表现出与先证者相同的症状,4个子代暂未见疾病症状,因尚未到发病年纪还需要持续随访。结论针对临床上的VUS,需要按ACMG指南主动寻找新证据并进行重新分析。升级为P/LP的VUS以及升级为倾向于致病的VUS可以在患者知情同意前提下开展PGT-M,为VUS携带者夫妇降低生育单基因病患儿的风险。