2月11日的Genome Research期刊上發(fā)布了來(lái)自CG公司、Reprogenetics公司以及紐約大學(xué)生殖中心的科學(xué)家開(kāi)發(fā)出一種新的“全基因組測(cè)序”的方法，可對(duì)胚胎進(jìn)行全基因組的系統(tǒng)掃描并檢測(cè)體外受精后的胚胎是否發(fā)生連續(xù)突變，這一技術(shù)或?qū)⒅?zhǔn)父母訂制“雙胞胎”。
一個(gè)科學(xué)家研究小組開(kāi)發(fā)出一種新型的全基因組測(cè)序方法：
可用來(lái)檢測(cè)體外受精(IVF)的胚胎是否發(fā)生了突變
隨著女性生殖年齡的推遲及環(huán)境等因素，許多育齡夫婦雖然很想要孩子，但是由于身體的原因一直不能如愿。隨著生物科學(xué)和醫(yī)學(xué)研究的發(fā)展，對(duì)于這樣的夫婦來(lái)說(shuō)，終于有補(bǔ)救措施了——他們可以寄希望于試管嬰兒技術(shù)，生育可愛(ài)的寶寶!自1978年世界首例試管嬰兒(IVF嬰兒)降臨后，迄今已經(jīng)有500多萬(wàn)的新生命是采用IVF技術(shù)出生。
什么是IVF技術(shù)?
IVF英文全稱“in vitro fertilization”，中文即體外受精聯(lián)合胚胎移植技術(shù)，又稱試管嬰兒。是指分別將*子與精子取出后，置于試管內(nèi)使其受精，再將胚胎前體---受精*移植回母體子宮內(nèi)發(fā)育成胎兒。這種人工方法首先要將*子和精子在體外受精并進(jìn)行早期胚胎發(fā)育，然后移植到母體子宮內(nèi)發(fā)育而誕生的嬰兒。它通過(guò)促排*技術(shù)促進(jìn)女性*巢內(nèi)的*泡發(fā)育，然后從中取出*子進(jìn)行體外人工受精，再將發(fā)育的胚胎移植到子宮里孕育，主要用于治療不孕癥(目前也有少部分人群用于訂制“雙胞胎”)。
IVF技術(shù)助力準(zhǔn)父母訂制“雙胞胎”
如今部分事業(yè)有成的年輕夫婦，希望多要幾個(gè)孩子，他們有的因?yàn)檎卟辉试S有的因?yàn)榉蚱薏幌虢?jīng)歷多次妊娠，而希望借力輔助生殖技術(shù)，達(dá)到“一次懷多子”的目的。例如歌壇天后席琳迪翁在2010年在經(jīng)歷了6次人工授精后誕下一對(duì)雙胞胎男孩。
然而由于不是每個(gè)*子都能受精，不是每個(gè)受精*都能發(fā)育成有活力的胚胎，因此要從女性體內(nèi)獲得多個(gè)*子，才能保證有可以移植的胚胎。當(dāng)女性取*時(shí)，男性進(jìn)行取精。精液經(jīng)過(guò)特殊的洗滌過(guò)程后，將精*放在特殊的培養(yǎng)基中，以期自然結(jié)合。這就是所謂的常規(guī)受精方式。因?yàn)檫@一過(guò)程是在醫(yī)生的人工操縱下進(jìn)行的，為了保證受精*的質(zhì)量，一般會(huì)多選幾個(gè)*細(xì)胞進(jìn)行受精，在它們發(fā)育到一定程度時(shí)，選擇最好的2～4個(gè)植入母體子宮腔內(nèi)，最后保留一個(gè)最好的胚胎，讓其在子宮內(nèi)著床發(fā)育，直至胎兒誕生。但有些女性的身體條件允許兩個(gè)胚胎同時(shí)發(fā)育，加之自己又有要求，醫(yī)生也可為其保留兩個(gè)胚胎，于是就產(chǎn)生了雙胞胎。這種采用IVF技術(shù)導(dǎo)致的多胎妊娠率顯著高于自然妊娠，約為25-30%左右。
IVF技術(shù)的核心第一步：胚胎植入前遺傳學(xué)診斷(PGD)
為了減輕夫妻經(jīng)歷難以受孕的壓力，生殖醫(yī)學(xué)中心會(huì)為每一對(duì)選擇試管嬰兒技術(shù)生育兒女的夫婦，在試管中培育出若干個(gè)胚胎，在胚胎植入母體之前，按照遺傳學(xué)原理對(duì)這些胚胎作診斷(此方法簡(jiǎn)稱PGD)即人們所俗稱的第三*試管嬰兒，用以檢測(cè)胚胎的基因突變和染色體異常，從中選擇最符合優(yōu)生條件的那一個(gè)胚胎植入母體。
PGD技術(shù)是指從體外受精第3日的*裂球取1-2個(gè)細(xì)胞或第5第6日的囊胚取3-10個(gè)外滋養(yǎng)層細(xì)胞，進(jìn)行遺傳學(xué)分析;然后再?gòu)闹羞x擇遺傳學(xué)正常的胚胎用于移植，得到健康下一*。PGD技術(shù)一般可用于篩查單基因遺傳病、常染色體隱性遺傳，肉B-珠蛋白生成障礙性貧血、纖維囊性變;常染色體現(xiàn)性遺傳病(如a- 珠蛋白生成障礙性貧血);X-染色體伴性遺傳(如血友病);三聯(lián)體重復(fù)序列異常(如脆性X染色體綜合征);染色體數(shù)目、結(jié)構(gòu)異常，非整倍體，平衡易位，羅伯遜易位等。
因?yàn)镻GD是指利用顯微操作技術(shù)和DNA分析技術(shù)對(duì)移入到子宮腔之前的胚胎的染色體異?；蜻z傳性疾病進(jìn)行診斷，選擇無(wú)異常的胚胎移植入子宮后建立妊娠，從而防止遺傳病患兒的妊娠和出生。不幸的是，一直以來(lái)對(duì)胚胎進(jìn)行全基因組的系統(tǒng)掃描并檢測(cè)其連續(xù)突變具有較大的難度。
全基因組測(cè)序技術(shù)(WGS)助力IVF技術(shù)篩選優(yōu)質(zhì)囊胚
來(lái)自CG公司(Complete Genomics)、Reprogenetics公司以及紐約大學(xué)生殖中心(NYU Fertility Center)的科學(xué)家開(kāi)發(fā)出一種新的“全基因組測(cè)序”的方法，或許可以解決這一難題。他們從剛剛接受體外受精的試管胚胎中提取5到10個(gè)細(xì)胞組織，進(jìn)行掃描，分析其可能存在的不利突變。這項(xiàng)研究以“Detection and phasing of single base de novo mutations in biopsies from human in vitro fertilized embryos by advanced whole-genome sequencing”一文在線發(fā)布2月11日的Genome Research期刊上。
從左到右依次是A-DNA、B-DNA和Z-DNA的3種構(gòu)型(來(lái)源：維基百科)
首先，研究者從2個(gè)IVF胚胎中挑選的3個(gè)活體細(xì)胞組織進(jìn)行基因測(cè)序以尋找新生突變，發(fā)現(xiàn)精子和*子的突變并不完全繼承父母雙親的基因。那些自發(fā)的突變常常會(huì)引起先天性混亂，例如自閉癥、癲癇以及一些嚴(yán)重的智力問(wèn)題。
CG公司的首席科學(xué)家Radoje Drmanac博士和領(lǐng)銜這項(xiàng)研究、文章的共同作者Brock Peters則認(rèn)為：由于每個(gè)個(gè)體基因引起的新生突變平均小于100個(gè)，而要檢出父母雙方的原始突變，這能夠?qū)е略S多類型的疾病，需要極低的錯(cuò)誤率。
過(guò)去從胚胎的囊胚中提取5到10個(gè)細(xì)胞活體組織，在進(jìn)行測(cè)序前，DNA先被擴(kuò)增。由于缺乏復(fù)制的保真度，擴(kuò)增過(guò)程將產(chǎn)生成千上萬(wàn)個(gè)錯(cuò)誤，其中很多錯(cuò)誤將會(huì)導(dǎo)致連續(xù)的突變，并產(chǎn)生假陽(yáng)性結(jié)果?，F(xiàn)在的方法，是利用長(zhǎng)片段的讀取技術(shù)，可以消除100,000個(gè)測(cè)序錯(cuò)誤，若是用于臨床上，將會(huì)減少100個(gè)錯(cuò)誤折疊。
根據(jù)文章所述，科學(xué)家能夠檢測(cè)出IVF胚胎中82%的新生突變。有意思的是，他們?cè)谝粋€(gè)胚胎中的蛋白編碼區(qū)域找不到任何突變，而來(lái)自同一夫婦的另一個(gè)胚胎則出現(xiàn)了2個(gè)編碼突變，分別是ZNF266和SLC26a10基因，這些基因的突變導(dǎo)致了很嚴(yán)重的疾病或遺傳缺陷。然而科學(xué)家目前還不清楚他們所觀察到的特殊突變是否會(huì)導(dǎo)致胎兒的其他健康風(fēng)險(xiǎn)。Drmanac教授和Peters教授補(bǔ)充道：現(xiàn)在最大的問(wèn)題是怎樣分析這些突變對(duì)醫(yī)學(xué)的影響，并基于這些結(jié)果做出何種決定。
此外，科學(xué)家認(rèn)為全基因組測(cè)序技術(shù)(WGS)對(duì)試管嬰兒(IVF)的另一好處是可以用于難以獲得細(xì)胞的臨床應(yīng)用，譬如腫瘤循環(huán)細(xì)胞及胎兒循環(huán)細(xì)胞。
發(fā)表于2021-07-30 15:14:33
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一個(gè)科學(xué)家研究小組開(kāi)發(fā)出一種新型的全基因組測(cè)序方法：
可用來(lái)檢測(cè)體外受精(IVF)的胚胎是否發(fā)生了突變
隨著女性生殖年齡的推遲及環(huán)境等因素，許多育齡夫婦雖然很想要孩子，但是由于身體的原因一直不能如愿。隨著生物科學(xué)和醫(yī)學(xué)研究的發(fā)展，對(duì)于這樣的夫婦來(lái)說(shuō)，終于有補(bǔ)救措施了——他們可以寄希望于試管嬰兒技術(shù)，生育可愛(ài)的寶寶!自1978年世界首例試管嬰兒(IVF嬰兒)降臨后，迄今已經(jīng)有500多萬(wàn)的新生命是采用IVF技術(shù)出生。
什么是IVF技術(shù)?
IVF英文全稱“in vitro fertilization”，中文即體外受精聯(lián)合胚胎移植技術(shù)，又稱試管嬰兒。是指分別將*子與精子取出后，置于試管內(nèi)使其受精，再將胚胎前體---受精*移植回母體子宮內(nèi)發(fā)育成胎兒。這種人工方法首先要將*子和精子在體外受精并進(jìn)行早期胚胎發(fā)育，然后移植到母體子宮內(nèi)發(fā)育而誕生的嬰兒。它通過(guò)促排*技術(shù)促進(jìn)女性*巢內(nèi)的*泡發(fā)育，然后從中取出*子進(jìn)行體外人工受精，再將發(fā)育的胚胎移植到子宮里孕育，主要用于治療不孕癥(目前也有少部分人群用于訂制“雙胞胎”)。
IVF技術(shù)助力準(zhǔn)父母訂制“雙胞胎”
如今部分事業(yè)有成的年輕夫婦，希望多要幾個(gè)孩子，他們有的因?yàn)檎卟辉试S有的因?yàn)榉蚱薏幌虢?jīng)歷多次妊娠，而希望借力輔助生殖技術(shù)，達(dá)到“一次懷多子”的目的。例如歌壇天后席琳迪翁在2010年在經(jīng)歷了6次人工授精后誕下一對(duì)雙胞胎男孩。
然而由于不是每個(gè)*子都能受精，不是每個(gè)受精*都能發(fā)育成有活力的胚胎，因此要從女性體內(nèi)獲得多個(gè)*子，才能保證有可以移植的胚胎。當(dāng)女性取*時(shí)，男性進(jìn)行取精。精液經(jīng)過(guò)特殊的洗滌過(guò)程后，將精*放在特殊的培養(yǎng)基中，以期自然結(jié)合。這就是所謂的常規(guī)受精方式。因?yàn)檫@一過(guò)程是在醫(yī)生的人工操縱下進(jìn)行的，為了保證受精*的質(zhì)量，一般會(huì)多選幾個(gè)*細(xì)胞進(jìn)行受精，在它們發(fā)育到一定程度時(shí)，選擇最好的2～4個(gè)植入母體子宮腔內(nèi)，最后保留一個(gè)最好的胚胎，讓其在子宮內(nèi)著床發(fā)育，直至胎兒誕生。但有些女性的身體條件允許兩個(gè)胚胎同時(shí)發(fā)育，加之自己又有要求，醫(yī)生也可為其保留兩個(gè)胚胎，于是就產(chǎn)生了雙胞胎。這種采用IVF技術(shù)導(dǎo)致的多胎妊娠率顯著高于自然妊娠，約為25-30%左右。
IVF技術(shù)的核心第一步：胚胎植入前遺傳學(xué)診斷(PGD)
為了減輕夫妻經(jīng)歷難以受孕的壓力，生殖醫(yī)學(xué)中心會(huì)為每一對(duì)選擇試管嬰兒技術(shù)生育兒女的夫婦，在試管中培育出若干個(gè)胚胎，在胚胎植入母體之前，按照遺傳學(xué)原理對(duì)這些胚胎作診斷(此方法簡(jiǎn)稱PGD)即人們所俗稱的第三*試管嬰兒，用以檢測(cè)胚胎的基因突變和染色體異常，從中選擇最符合優(yōu)生條件的那一個(gè)胚胎植入母體。
PGD技術(shù)是指從體外受精第3日的*裂球取1-2個(gè)細(xì)胞或第5第6日的囊胚取3-10個(gè)外滋養(yǎng)層細(xì)胞，進(jìn)行遺傳學(xué)分析;然后再?gòu)闹羞x擇遺傳學(xué)正常的胚胎用于移植，得到健康下一*。PGD技術(shù)一般可用于篩查單基因遺傳病、常染色體隱性遺傳，肉B-珠蛋白生成障礙性貧血、纖維囊性變;常染色體現(xiàn)性遺傳病(如a- 珠蛋白生成障礙性貧血);X-染色體伴性遺傳(如血友病);三聯(lián)體重復(fù)序列異常(如脆性X染色體綜合征);染色體數(shù)目、結(jié)構(gòu)異常，非整倍體，平衡易位，羅伯遜易位等。
因?yàn)镻GD是指利用顯微操作技術(shù)和DNA分析技術(shù)對(duì)移入到子宮腔之前的胚胎的染色體異?；蜻z傳性疾病進(jìn)行診斷，選擇無(wú)異常的胚胎移植入子宮后建立妊娠，從而防止遺傳病患兒的妊娠和出生。不幸的是，一直以來(lái)對(duì)胚胎進(jìn)行全基因組的系統(tǒng)掃描并檢測(cè)其連續(xù)突變具有較大的難度。
全基因組測(cè)序技術(shù)(WGS)助力IVF技術(shù)篩選優(yōu)質(zhì)囊胚
來(lái)自CG公司(Complete Genomics)、Reprogenetics公司以及紐約大學(xué)生殖中心(NYU Fertility Center)的科學(xué)家開(kāi)發(fā)出一種新的“全基因組測(cè)序”的方法，或許可以解決這一難題。他們從剛剛接受體外受精的試管胚胎中提取5到10個(gè)細(xì)胞組織，進(jìn)行掃描，分析其可能存在的不利突變。這項(xiàng)研究以“Detection and phasing of single base de novo mutations in biopsies from human in vitro fertilized embryos by advanced whole-genome sequencing”一文在線發(fā)布2月11日的Genome Research期刊上。
從左到右依次是A-DNA、B-DNA和Z-DNA的3種構(gòu)型(來(lái)源：維基百科)
首先，研究者從2個(gè)IVF胚胎中挑選的3個(gè)活體細(xì)胞組織進(jìn)行基因測(cè)序以尋找新生突變，發(fā)現(xiàn)精子和*子的突變并不完全繼承父母雙親的基因。那些自發(fā)的突變常常會(huì)引起先天性混亂，例如自閉癥、癲癇以及一些嚴(yán)重的智力問(wèn)題。
CG公司的首席科學(xué)家Radoje Drmanac博士和領(lǐng)銜這項(xiàng)研究、文章的共同作者Brock Peters則認(rèn)為：由于每個(gè)個(gè)體基因引起的新生突變平均小于100個(gè)，而要檢出父母雙方的原始突變，這能夠?qū)е略S多類型的疾病，需要極低的錯(cuò)誤率。
過(guò)去從胚胎的囊胚中提取5到10個(gè)細(xì)胞活體組織，在進(jìn)行測(cè)序前，DNA先被擴(kuò)增。由于缺乏復(fù)制的保真度，擴(kuò)增過(guò)程將產(chǎn)生成千上萬(wàn)個(gè)錯(cuò)誤，其中很多錯(cuò)誤將會(huì)導(dǎo)致連續(xù)的突變，并產(chǎn)生假陽(yáng)性結(jié)果?，F(xiàn)在的方法，是利用長(zhǎng)片段的讀取技術(shù)，可以消除100,000個(gè)測(cè)序錯(cuò)誤，若是用于臨床上，將會(huì)減少100個(gè)錯(cuò)誤折疊。
根據(jù)文章所述，科學(xué)家能夠檢測(cè)出IVF胚胎中82%的新生突變。有意思的是，他們?cè)谝粋€(gè)胚胎中的蛋白編碼區(qū)域找不到任何突變，而來(lái)自同一夫婦的另一個(gè)胚胎則出現(xiàn)了2個(gè)編碼突變，分別是ZNF266和SLC26a10基因，這些基因的突變導(dǎo)致了很嚴(yán)重的疾病或遺傳缺陷。然而科學(xué)家目前還不清楚他們所觀察到的特殊突變是否會(huì)導(dǎo)致胎兒的其他健康風(fēng)險(xiǎn)。Drmanac教授和Peters教授補(bǔ)充道：現(xiàn)在最大的問(wèn)題是怎樣分析這些突變對(duì)醫(yī)學(xué)的影響，并基于這些結(jié)果做出何種決定。
此外，科學(xué)家認(rèn)為全基因組測(cè)序技術(shù)(WGS)對(duì)試管嬰兒(IVF)的另一好處是可以用于難以獲得細(xì)胞的臨床應(yīng)用，譬如腫瘤循環(huán)細(xì)胞及胎兒循環(huán)細(xì)胞。