生殖醫生必知的植入前胚胎遺傳學診斷/篩查（PGD/PGS）

原創 愛丁醫生

導語：

近年來，隨著分子生物學和輔助生殖技術的進步，植入前胚胎遺傳學診斷（PGD）和植入前胚胎遺傳學篩查（PGS）技術以前所未有的速度在全球快速發展。

目前已經發展到什麼地步了呢？可檢測及診斷哪些疾病，有哪些適應症和爭議呢？這篇文章，愛丁帶大家深入了解PGD/PGS的歷史和現狀。

定義：

植入前胚胎遺傳學診斷（PGD）是在胚胎著床之前即對配子或胚胎進行遺傳物質分析，選擇沒有遺傳物質異常的胚胎移植。

植入前胚胎遺傳學篩查（PGS）是選擇染色體整倍體的胚胎進行移植，進而提高體外受精-胚胎移植技術（IVF-ET）的成功率。

PGD和PGS避免了以往產前診斷方式可能的治療性引產給母體帶來精神和身體上的創傷，受到了廣大生殖領域和遺傳領域專家們的關注，又稱為第三代試管嬰兒(PGD/PGS)技術。

PGD/PGS大事記1990英國誕生了世界第1例PGD嬰兒。

當時有兩對夫妻被認為有遺傳腎上腺腦白質營養不良和X染色體相關的神經發育障礙的風險，通過對6-8細胞期進行Y染色體特異基因體外擴增後，成功誕下健康寶寶。

［1］1990中信湘雅生殖與遺傳專科醫院建立了植入前胚胎遺傳學診斷動物模型1993Munné等人在第1次報導了對胚胎進行移植前染色體檢查，當時使用短的螢光原位雜交技術（FISH) (X, Y, 18, 13和21)。

[2]1999中國大陸首例PGD在廣州進行2000中山大學附屬第一醫院生殖中心1998年在國內首先開展(PGD)的研究和臨床應用，並於2000年獲得首例妊娠和分娩健康嬰兒。

2001美國FISH技術應用於胚胎植入前染色體異常檢查。

2003PGD技術獲得我國國家衛生部的准入許可。

20127月初，中山大學附屬第一醫院完成了中國首例通過PGD技術誕生的β-地中海貧血結合白細胞抗原系統( HLA)配型單胎，標誌著「治療性試管嬰兒技術」在我國獲得成功。

20128月，全球首例接受全基因組測序技術篩查的試管寶寶在湖南健康出生，體重2.4公斤。

2013華大基因和中信湘雅生殖與遺傳專科醫院聯合宣布，成功將全基因組測序技術應用於體外受精獲得的胚胎染色體異常分析。

20159月，中信湘雅生殖與遺傳專科醫院誕生了兩例「無癌寶寶」。

201512月，哈佛大學謝曉亮教授、北京大學喬傑團隊與億康基因公司合作，首次在國際上建立了一種在早期胚胎階段對各種單基因遺傳疾病和染色體疾病同時進行精確診斷、以避免遺傳病患兒出生的全新的植入前胚胎遺傳學診斷方法MARSALA技術 （高通量測序同時檢測突變位點、染色體異常、以及連鎖分析）。

201512月，解放軍總醫院戴朴教授團隊利用MALBAC聯合PGD技術成功阻斷GJB2基因突變致遺傳性耳聾的垂直傳遞，實現了我國首例成功阻斷重度遺傳性耳聾第三代試管嬰兒的誕生。

20161月，我國首例應用核型定位（Karyomap）基因晶片技術進行「植入前單基因病診斷（PGD）」的試管嬰兒誕生。

此技術由上海集愛遺傳與不育診療中心首次引入，並應用於臨床。

2016

2月，我國首例胚胎植入前遺傳學診斷楓糖尿病基因健康雙胎試管嬰兒於解放軍總醫院誕生。

未完待續，歡迎補充~~

PGS/PGD的區別

PGS是遺傳學篩查，在胚胎植入之前，利用PGS對早期胚胎進行染色體數目和結構異常的檢測，主要檢測胚胎的染色體結構、數目的情況是否正常。

PGD是基因診斷，主要用於檢查胚胎是否攜帶有遺傳缺陷的基因。

這兩種技術都可以直接篩除有問題的胚胎，從而淘汰不健康的胚胎，挑選正常的胚胎植入子宮，以期獲得正常的妊娠，提高患者的臨床妊娠率。

PGD/PGS適應證

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PGD適應證

1、單基因遺傳病和性連鎖遺傳病

2、 染色體疾病，可以分為染色體數目異常和結構異常：例如47，XXX（克氏症）、Turner 綜合徵（45，XO）等。

3、人類白細胞抗原(HLA)配型

4、線粒體疾病 大約15%的線粒體或氧化磷酸化疾病是由母系遺傳的線粒體引起的DNA（mtDNA）突變。

因此，通過PGD，選擇mtDNA突變比率低於發病閾值的胚胎，可以降低子代發生疾病的風險。

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PGS適應證

PGS的主要指征包括不明原因的反覆著床失敗、不明原因反覆流產、女方高齡等。

雖然對PGS的應用目前學術界尚存爭議，但是大多數學者主張摒棄卵裂期胚胎FISH進行PGS。

已經有許多研究結果顯示，通過PGS可以增加著床率、降低自然流產率、減少非整倍體胚胎妊娠以及提高輔助生殖技術的成功率；但是仍需要多中心大樣本的研究進一步證實。

[3]

PGD/PGS遺傳診斷技術

遺傳診斷技術包括PCR、FISH、基因晶片（array-CGH、array-SNP）、NGS技術。

NGS技術在PGD和PGS領域中的應用正在逐步發展，NGS技術最大的優點還在於它不僅可以檢測胚胎的非整倍性，而且可以檢測單基因疾病。

這是其他技術尚不能達到的。

PGD/PGS診斷的局限性

PGD、PGS在輔助生殖中的臨床意義毋庸置疑,尤其在遺傳病的檢測方面，利遠大於弊。

但對於接受PGD、PGS治療的夫婦在諮詢時一定要告知：由於PGD、PGS的複雜屬性，也存在誤診的情況。

其中一些是由於技術本身的局限性引起的：

1.PCR及其相關技術主要適用於單基因病，但其檢測位點有限，擴增效率低，易污染和等位基因脫扣（ADO）；

2、FISH不能檢測全部的染色體，假陽性問題突出；

CGH無法檢測平衡易位的胚胎，也不能區分數目改變的染色體單體型和三體型；

3、array CGH和SNP array,基因晶片製作難度大，成本高，且只能檢測出已知的異常；

4、高通量測序技術後期需要進行大量的數據分析。

所以PGD、PGS的成功率並不是100％；而其他一些是由生物學特性引起，如胚胎的嵌合性以及人為因素造成的。

PGD/PGS的一些爭議

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1.安全性問題

PGD和PGS是通過對胚胎進行侵入性操作獲得最終診斷，對子代需仍要長期大樣本的隨訪。

但目前對於後代長期安全性的研究數據基本沒有。

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2.有效性問題

2015年發表在Hum Reprod的研究對PGD全基因組測序的有效性進行了研究，發現對於高齡妊娠，復發性流產和多次胚胎移植失敗的人群並沒有明顯獲益。

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3.成本效益比問題

2015年發表在Fertil Steril的文獻比較了對於無法解釋的RPL行IVF/PGS伴CCS與不行IVF/PGS的成本分析顯示，IVF/PGS的成本貴100倍，卻沒有增加相應的活產率。

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4.胚胎的棄留等倫理問題

比如，對於X連鎖的隱性遺傳病進行性別篩選時，將有一半的健康男胚被丟棄，還有一半的女性攜帶者胚胎被保留；而對於常染色體隱性遺傳病來說，雜合子胚胎是否進行移植也一直存在爭議。

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5.PGD的指征問題

比如一些家族性腫瘤(如家族性結腸息肉病、乳腺癌等)的易感性分析、HLA選型來救治已有的血液病患兒。

附：

一、衛計委婦幼保健服務司審批通過的13家第一批可以進行高通量基因測序植入前胚胎遺傳學診斷臨床應用地點工作的輔助生殖機構名單（截止2015年1月）

補充備註：

2016年8月蘇大附一院生殖醫學中心獲批PGD/PGS資質

（此數據來源網絡，衛計委官網只發布了審批到2012年12月31日的輔助生殖機構，還包括上海集愛遺傳與不育診療中心、蘭州大學第一醫院生殖醫學專科醫院）