中國胚胎植入前遺傳診斷獲重大突破

胚胎植入前遺傳診斷技術（PGD）是一種早期產前診斷技術，通過篩選出沒有致病遺傳基因的胚胎植入子宮，可有效防止有遺傳疾病患兒的出生，甚至讓某種遺傳病在一個家族完全不再遺傳。

此次的突破是在PGD中運用了MACBAC技術，可更為精準地實現檢測分析

【財新網】（記者 周天）2014年9月19日，世界首例經MALBAC基因組擴增高通量測序進行單基因遺傳病篩查的試管嬰兒在北京大學第三醫院誕生，標誌著中國胚胎植入前遺傳診斷技術（PGD）已處於世界領先水平，北醫三院官網報導了這一消息。

該試管嬰兒的父親為單基因顯性遺傳病患者，曾經歷多次手術治療。

其疾病主要因為基因序列上發生了單個鹼基的缺失，導致後代中無論男女均有二分之一機率患同樣疾病。

為避免這種情況，該夫婦在北醫三院接受了胚胎基因診斷，篩選出不含遺傳病基因的胚胎植入子宮，並最終生下健康的嬰兒。

這一案例應用了二代測序技術，僅需低深度高通量測序，就能同時完成突變位點及胚胎染色體的檢查，而且能發現新的突變位點，保證低成本、快速地對胚胎完成全面的遺傳診斷。

其中，MALBAC單細胞全基因組均勻放大技術是這一工作的關鍵技術。

相比胚胎植入前遺傳學診斷中傳統的PCR和MDA技術，MALBA是線性放大，其應用於單細胞全基因組擴增更加均勻和準確。

這一技術特別適用於珍貴的數目少的細胞的基因組分析。

健康嬰兒降生

該試管嬰兒的父親為單基因顯性遺傳病患者，後代中無論男女均有二分之一機率患同樣疾病。

為避免這種情況，夫妻二人2013年5月來到北醫三院生殖醫學中心就診，期望在胚胎植入子宮之前，通過胚胎基因診斷，挑選出正常胚胎，避免孩子也患上父親同樣的疾病。

北醫三院對胚胎進行診斷和篩選的具體操作過程是，首先通過輔助生殖技術獲得18枚質量好的胚胎。

隨後利用顯微操作技術從中獲得極少量細胞，採用該研究組研發的單細胞基因組MALBAC擴增技術，將這些極少量胚胎細胞中的DNA均勻擴增上百萬倍以滿足基因分析的需求。

研究者結合PCR技術與高通量測序技術，經過低深度測序，同時觀察全部染色體數目及結構是否異常，實現了準確的、單位點的關鍵基因檢測。

最終，研究人員發現，這18枚胚胎中只有3枚是既不包含致病位點又不包含新發現的突變位點，同時染色體正常的胚胎。

2013年12月29日，3枚胚胎中質量最好的1枚，被移植到女方子宮內，胚胎成功著床，發育正常。

經羊水細胞基因驗證，染色體及該遺傳病基因均正常，2014年9月19日，順利分娩。

隨後的臍血基因檢測再次證實，嬰兒不含致病位點。

嬰兒父親所患的單基因遺傳病是指由基因組DNA上一個或一對等位基因突變所導致、符合孟德爾遺傳規律的疾病，包括顯性遺傳、隱性遺傳及X-連鎖遺傳等多種類型。

目前已發現的單基因遺傳疾病有7000多種，其中已經明確致病基因的有4000多種。

雖然單基因遺傳病的單個病種發病率較低，但由於種類繁多，所以在出生活嬰中的總體發病率和人群中的總體患病率並不低，並且大部分單基因病具有致死性、致殘性或致畸性，除部分可通過某些治療手段進行校正外，大部分至今尚無有效治療手段。

不過，胚胎著床前遺傳診斷（PGD）對預防單基因遺傳病的發生和傳遞具有重要意義。

它是指在體外受精過程中，對有遺傳風險的胚胎進行遺傳學分析，選擇基因正常的胚胎移入宮腔。

這是一種更早期的產前診斷技術，可避免中期引產、有效防止有遺傳疾病患兒的出生。

取得此次突破的領銜團隊負責人，北醫三院院長，婦產科及生殖醫學中心主任喬傑教授在接受媒體採訪時稱，「這項技術把已知的單基因病染色體，在植入前就阻斷了，可以讓某種遺傳病在一個家族完全不遺傳了，對於家庭、社會的意義比較大」。

技術突破

國內外常規應用於胚胎植入前遺傳學診斷的方法，起初採用單細胞螢光原位雜交技術（FISH）、聚合酶鏈反應技術（PCR），得到的基因信息有限，近幾年新興的比較基因組雜交（CGH）和單核苷酸多態性（SNP）基因晶片技術，已經能對細胞內所有23對染色體分析，但晶片技術成本很高，同時還不能實現同時檢測染色體數目結構異常和單基因單位點突變的異常。

而該名試管嬰兒，應用了新發展的二代測序技術。

僅需低深度高通量測序，就能同時完成突變位點及胚胎染色體的檢查，而且能發現新的突變位點，保證低成本、快速的對胚胎完成全面的遺傳診斷。

其中，MALBAC單細胞全基因組均勻放大技術是這一工作的關鍵技術。

這也是該領域基礎研究向臨床應用轉化的最新成果。

由北醫三院喬傑的團隊、北京大學生物動態光學成像中心（BIOPIC）的謝曉亮團隊及湯富酬團隊合作完成，獲得了科技部、北京市科委、國家基金委、北大985項目基金的資助。

MALBAC技術於2012 年底由謝曉亮哈佛團隊首次報告。

其應用於單細胞全基因組擴增比傳統的PCR及MDA技術更加均勻和準確，因為MALBA是線性放大，而PCR及MDA是指數放大。

MALBAC技術特別適用於珍貴的數目少的細胞的基因組分析。

2013 年底，喬傑的團隊與BIOPIC的謝曉亮教授團隊及湯富酬教授團隊合作，在細胞雜誌發表文章，第一次顯示了MALBAC技術在試管嬰兒臨床應用的可能性。

而此次應用此技術的試管嬰兒的誕生，標誌著這一技術的臨床應用得到成功實現。

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