什么是胚胎植入前遺傳學(xué)篩查PGT-A?
胚胎植入前遺傳學(xué)篩查(preimplantation genetic screening, PGT-A)，
指在進(jìn)行IVF（In-vitro Fertilization）助孕時(shí)，在體外受精胚胎植入著床之前，
對(duì)早期胚胎進(jìn)行染色體異常（染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)異常）的檢測(cè)，
從而挑選正常的胚胎植入子宮，以期獲得正常的妊娠。
開(kāi)展PGT-A檢測(cè)的意義
試管嬰兒技術(shù)給不孕不育夫婦們帶來(lái)了希望，但對(duì)于一些高齡的、
不明原因流產(chǎn)及反復(fù)不孕的患者，即使通過(guò)試管嬰兒的手段，其胚胎植入妊娠率仍然不高，
這樣的患者中胚胎異常（如有遺傳疾病，非整倍體胚胎）的發(fā)生率高達(dá)50%。
所以，利用PGS技術(shù)選擇健康胚胎對(duì)于這些患者來(lái)說(shuō)就顯得尤為重要。
● 提高臨床妊娠率及活產(chǎn)率
● 降低早期流產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)
● 減少遺傳缺陷患兒的出生
● 提高單胎妊娠率
參考文獻(xiàn)：
[1] Zhihong Yang, Jiaen Liu, et al. Selection of single blastocysts for fresh transfer via standard morphology assessment alone and with array CGH for
good prognosis IVF patients: results from a randomized pilot study. Mol Cytogenet. 2012, 5:24.
[2]Brooke Hodes-Wertz, et al. Idiopathic recurrent miscarriage is caused mostly by aneuploid embryos. Fertil Steril. 2012, 98:675–80.
技術(shù)原理
高通量測(cè)序+軟件自動(dòng)化分析
PGT-A通過(guò)采用高通量測(cè)序技術(shù)（Next generation sequencing, NGS），
對(duì)單細(xì)胞全基因組擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行測(cè)序，得到數(shù)以萬(wàn)計(jì)的reads（堿基序列），
再與人類基因組參考序列比對(duì)，可將reads定位到基因組上，而后通過(guò)選取一定長(zhǎng)度的窗口，
可對(duì)窗口內(nèi)的reads進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而作為該窗口的信號(hào)值（數(shù)字信號(hào)），
該信號(hào)會(huì)隨著測(cè)序深度的增加和窗口的增大而趨于穩(wěn)定，這些擁有穩(wěn)定信號(hào)值的窗口就是用來(lái)判定染色體異常的基礎(chǔ)。
對(duì)于一個(gè)二倍體的區(qū)域（或整條染色體），如信號(hào)值是正常值的1.5倍，
則可判定為重復(fù)（或三倍體），如為正常值的0.5倍，則可判定為缺失（或單倍體）。
產(chǎn)品特點(diǎn)1.檢測(cè)特點(diǎn)
準(zhǔn)確
高通量測(cè)序技術(shù)，全面檢測(cè)23對(duì)染色體非整倍體、4Mb以上微重復(fù)/微缺失，胚胎數(shù)據(jù)庫(kù)，準(zhǔn)確率>99.9%；
高效
采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的E&S?生物信息學(xué)分析軟件，檢測(cè)效率高；
全面
可進(jìn)行胚胎嵌合分析和線粒體拷貝數(shù)分析，作為胚胎篩選的重要指標(biāo)，有助于選擇更適合的胚胎。
NGS進(jìn)行PGT-A染色體非整倍體篩查，精確度高、成本低、時(shí)間短，能夠篩查基因組和線粒體上的特異突變。
—Dagan Wells, et al. J Med Genet. 2014
2. 檢測(cè)范圍
● 全面覆蓋23對(duì)染色體
● 染色體非整倍體數(shù)目和結(jié)構(gòu)異常
● 4M以上染色體微缺失/微重復(fù)
● >30%嵌合體
● 線粒體拷貝數(shù)分析
3. 胚胎嵌合分析的重要性
最大限度降低流產(chǎn)率和后*異常幾率
胚胎嵌合定義：
胚胎含有兩種及兩種以上不同核型的細(xì)胞系的胚胎，稱嵌合胚胎。例如：胚胎中含有一部分二倍體，含有一部分三倍體，這是嵌合胚胎。
胚胎嵌合的可能原因：
1) 體外培養(yǎng)的條件，胚胎發(fā)育速度快，染色體高度不穩(wěn)定，易發(fā)生染色體重組
2) 胚胎自我選擇（傾向于將異常的細(xì)胞推向外滋養(yǎng)層）
不同時(shí)期的嵌合比率：
參考文獻(xiàn)：Vanneste et al. nature medicine,2009; Antonio Capalbo et al, Human Reproduction, 2013
胚胎嵌合的危害：嵌合胚胎容易造成染色體異常、發(fā)生自然流產(chǎn)或有先天缺陷患兒出
1）染色體異常；
2）自然流產(chǎn)；
3）先天缺陷患兒出生
在無(wú)健康胚胎挑選移植時(shí)，優(yōu)先挑選嵌合比例低的胚胎，能夠最大限度降低流產(chǎn)率和后*異常幾率。
4. 線粒體拷貝數(shù)分析的重要性
作為胚胎篩選的重要參考指標(biāo)
2014年Dagan Wells等對(duì)運(yùn)用高通量測(cè)序技術(shù)進(jìn)行PGS檢測(cè)時(shí)得到的線粒體基因組信息做過(guò)分析，
發(fā)現(xiàn)NGS的方法能夠篩查基因組和線粒體上的特異突變；
而且線粒體DNA含量提高與染色體非整倍性相關(guān)（p
線粒體拷貝信息是染色體異常或基因異常的篩選重要指標(biāo)。
通過(guò)分析目前國(guó)際上的兩種假設(shè)：
第一，線粒體水平升高會(huì)導(dǎo)致新陳*謝水平異常的提高，
研究表明這將會(huì)引起胚胎發(fā)育能力降低，叫做“沉默胚胎”假說(shuō)(Quiet Embryo)；
第二，線粒體增加可能是一種補(bǔ)償機(jī)制，暗示有細(xì)胞器缺陷，或是線粒體突變
我們對(duì)進(jìn)行PGS的胚胎同樣進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)了和Dagan Wells相似的結(jié)果。
正常的胚胎樣本和異常胚胎樣本之間線粒體比例有極顯著差異，
染色體異常胚胎其線粒體比例高于染色體正常胚胎，可作為染色體異常篩選重要指標(biāo)。
適用人群
● 高齡夫婦
●復(fù)發(fā)性流產(chǎn)夫婦
●反復(fù)種植胚胎失敗夫婦
臨床案例
檢出染色體無(wú)異常
測(cè)序數(shù)據(jù)量706881，平均長(zhǎng)度120bp，測(cè)序深度0.03X，染色體拷貝數(shù)分析4Mb以上無(wú)異常。
檢出染色體異常
測(cè)序數(shù)據(jù)量534182，平均長(zhǎng)度120bp，測(cè)序深度0.03X，染色體拷貝數(shù)分析17號(hào)染色體三體。
檢出PGS嵌合
某合作醫(yī)院提供一個(gè)PGT-A，JBRH分別采用生物芯片技術(shù)和JBRH測(cè)序技術(shù)
（易安順?——E&S-MDA-Chimerc胚胎染色體嵌合分析系統(tǒng)）進(jìn)行分析檢測(cè)。
生物芯片與測(cè)序結(jié)果均顯示，該樣本3號(hào)染色體短臂異常，
測(cè)序結(jié)果還顯示12號(hào)染色體發(fā)生非整倍體嵌合，嵌合比例是25%，
而生物芯片未發(fā)現(xiàn)這一異常。JBRH測(cè)序技術(shù)可發(fā)現(xiàn)芯片技術(shù)檢測(cè)不到的染色體異常。
相關(guān)文獻(xiàn)
[1] Nathan R. Treff, Ph.D., et al. Evaluation of targeted next-generation sequencing-based
preimplantation genetic diagnosis of monogenic disease. Fertil Steril. 2013, 99(5): 1377-1384.
[2] Dagan Wells, et al.Clinical utilisation of a rapid lowpass whole genome sequencing
technique for the diagnosis of aneuploidy in human embryos prior to implantation. J Med Genet. 2014, 51: 553-562.
[3] Van der Aa, et al. Preimplantation genetic diagnosis guided by single-cell genomics. Genome Medicine. 2013, 5: 71.
[4] Dagan Wells, Ph.D.Next-generation sequencing: the dawn of a new
era for preimplantation genetic diagnostics. Fertil Steril. 2014 ,101(5): 1250–1251.
[5] Francesco Fiorentino, Ph.D., Anil Biricik, M.Sc., Sara Bono, B.Sc.,etc. Development
and validation of a next-generation sequencing–based protocol for
24-chromosome aneuploidy screening of embryos. Fertil Steril. 2014, 101(5): 1375–1382.
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發(fā)表于2021-07-26 17:51:52
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胚胎植入前遺傳學(xué)篩查(preimplantation genetic screening, PGT-A)，
指在進(jìn)行IVF（In-vitro Fertilization）助孕時(shí)，在體外受精胚胎植入著床之前，
對(duì)早期胚胎進(jìn)行染色體異常（染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)異常）的檢測(cè)，
從而挑選正常的胚胎植入子宮，以期獲得正常的妊娠。
開(kāi)展PGT-A檢測(cè)的意義
試管嬰兒技術(shù)給不孕不育夫婦們帶來(lái)了希望，但對(duì)于一些高齡的、
不明原因流產(chǎn)及反復(fù)不孕的患者，即使通過(guò)試管嬰兒的手段，其胚胎植入妊娠率仍然不高，
這樣的患者中胚胎異常（如有遺傳疾病，非整倍體胚胎）的發(fā)生率高達(dá)50%。
所以，利用PGS技術(shù)選擇健康胚胎對(duì)于這些患者來(lái)說(shuō)就顯得尤為重要。
● 提高臨床妊娠率及活產(chǎn)率
● 降低早期流產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)
● 減少遺傳缺陷患兒的出生
● 提高單胎妊娠率
參考文獻(xiàn)：
[1] Zhihong Yang, Jiaen Liu, et al. Selection of single blastocysts for fresh transfer via standard morphology assessment alone and with array CGH for
good prognosis IVF patients: results from a randomized pilot study. Mol Cytogenet. 2012, 5:24.
[2]Brooke Hodes-Wertz, et al. Idiopathic recurrent miscarriage is caused mostly by aneuploid embryos. Fertil Steril. 2012, 98:675–80.
技術(shù)原理
高通量測(cè)序+軟件自動(dòng)化分析
PGT-A通過(guò)采用高通量測(cè)序技術(shù)（Next generation sequencing, NGS），
對(duì)單細(xì)胞全基因組擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行測(cè)序，得到數(shù)以萬(wàn)計(jì)的reads（堿基序列），
再與人類基因組參考序列比對(duì)，可將reads定位到基因組上，而后通過(guò)選取一定長(zhǎng)度的窗口，
可對(duì)窗口內(nèi)的reads進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而作為該窗口的信號(hào)值（數(shù)字信號(hào)），
該信號(hào)會(huì)隨著測(cè)序深度的增加和窗口的增大而趨于穩(wěn)定，這些擁有穩(wěn)定信號(hào)值的窗口就是用來(lái)判定染色體異常的基礎(chǔ)。
對(duì)于一個(gè)二倍體的區(qū)域（或整條染色體），如信號(hào)值是正常值的1.5倍，
則可判定為重復(fù)（或三倍體），如為正常值的0.5倍，則可判定為缺失（或單倍體）。
產(chǎn)品特點(diǎn)1.檢測(cè)特點(diǎn)
準(zhǔn)確
高通量測(cè)序技術(shù)，全面檢測(cè)23對(duì)染色體非整倍體、4Mb以上微重復(fù)/微缺失，胚胎數(shù)據(jù)庫(kù)，準(zhǔn)確率>99.9%；
高效
采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的E&S?生物信息學(xué)分析軟件，檢測(cè)效率高；
全面
可進(jìn)行胚胎嵌合分析和線粒體拷貝數(shù)分析，作為胚胎篩選的重要指標(biāo)，有助于選擇更適合的胚胎。
NGS進(jìn)行PGT-A染色體非整倍體篩查，精確度高、成本低、時(shí)間短，能夠篩查基因組和線粒體上的特異突變。
—Dagan Wells, et al. J Med Genet. 2014
2. 檢測(cè)范圍
● 全面覆蓋23對(duì)染色體
● 染色體非整倍體數(shù)目和結(jié)構(gòu)異常
● 4M以上染色體微缺失/微重復(fù)
● >30%嵌合體
● 線粒體拷貝數(shù)分析
3. 胚胎嵌合分析的重要性
最大限度降低流產(chǎn)率和后*異常幾率
胚胎嵌合定義：
胚胎含有兩種及兩種以上不同核型的細(xì)胞系的胚胎，稱嵌合胚胎。例如：胚胎中含有一部分二倍體，含有一部分三倍體，這是嵌合胚胎。
胚胎嵌合的可能原因：
1) 體外培養(yǎng)的條件，胚胎發(fā)育速度快，染色體高度不穩(wěn)定，易發(fā)生染色體重組
2) 胚胎自我選擇（傾向于將異常的細(xì)胞推向外滋養(yǎng)層）
不同時(shí)期的嵌合比率：
參考文獻(xiàn)：Vanneste et al. nature medicine,2009; Antonio Capalbo et al, Human Reproduction, 2013
胚胎嵌合的危害：嵌合胚胎容易造成染色體異常、發(fā)生自然流產(chǎn)或有先天缺陷患兒出
1）染色體異常；
2）自然流產(chǎn)；
3）先天缺陷患兒出生
在無(wú)健康胚胎挑選移植時(shí)，優(yōu)先挑選嵌合比例低的胚胎，能夠最大限度降低流產(chǎn)率和后*異常幾率。
4. 線粒體拷貝數(shù)分析的重要性
作為胚胎篩選的重要參考指標(biāo)
2014年Dagan Wells等對(duì)運(yùn)用高通量測(cè)序技術(shù)進(jìn)行PGS檢測(cè)時(shí)得到的線粒體基因組信息做過(guò)分析，
發(fā)現(xiàn)NGS的方法能夠篩查基因組和線粒體上的特異突變；
而且線粒體DNA含量提高與染色體非整倍性相關(guān)（p
線粒體拷貝信息是染色體異常或基因異常的篩選重要指標(biāo)。
通過(guò)分析目前國(guó)際上的兩種假設(shè)：
第一，線粒體水平升高會(huì)導(dǎo)致新陳*謝水平異常的提高，
研究表明這將會(huì)引起胚胎發(fā)育能力降低，叫做“沉默胚胎”假說(shuō)(Quiet Embryo)；
第二，線粒體增加可能是一種補(bǔ)償機(jī)制，暗示有細(xì)胞器缺陷，或是線粒體突變
我們對(duì)進(jìn)行PGS的胚胎同樣進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)了和Dagan Wells相似的結(jié)果。
正常的胚胎樣本和異常胚胎樣本之間線粒體比例有極顯著差異，
染色體異常胚胎其線粒體比例高于染色體正常胚胎，可作為染色體異常篩選重要指標(biāo)。
適用人群
● 高齡夫婦
●復(fù)發(fā)性流產(chǎn)夫婦
●反復(fù)種植胚胎失敗夫婦
臨床案例
檢出染色體無(wú)異常
測(cè)序數(shù)據(jù)量706881，平均長(zhǎng)度120bp，測(cè)序深度0.03X，染色體拷貝數(shù)分析4Mb以上無(wú)異常。
檢出染色體異常
測(cè)序數(shù)據(jù)量534182，平均長(zhǎng)度120bp，測(cè)序深度0.03X，染色體拷貝數(shù)分析17號(hào)染色體三體。
檢出PGS嵌合
某合作醫(yī)院提供一個(gè)PGT-A，JBRH分別采用生物芯片技術(shù)和JBRH測(cè)序技術(shù)
（易安順?——E&S-MDA-Chimerc胚胎染色體嵌合分析系統(tǒng)）進(jìn)行分析檢測(cè)。
生物芯片與測(cè)序結(jié)果均顯示，該樣本3號(hào)染色體短臂異常，
測(cè)序結(jié)果還顯示12號(hào)染色體發(fā)生非整倍體嵌合，嵌合比例是25%，
而生物芯片未發(fā)現(xiàn)這一異常。JBRH測(cè)序技術(shù)可發(fā)現(xiàn)芯片技術(shù)檢測(cè)不到的染色體異常。
相關(guān)文獻(xiàn)
[1] Nathan R. Treff, Ph.D., et al. Evaluation of targeted next-generation sequencing-based
preimplantation genetic diagnosis of monogenic disease. Fertil Steril. 2013, 99(5): 1377-1384.
[2] Dagan Wells, et al.Clinical utilisation of a rapid lowpass whole genome sequencing
technique for the diagnosis of aneuploidy in human embryos prior to implantation. J Med Genet. 2014, 51: 553-562.
[3] Van der Aa, et al. Preimplantation genetic diagnosis guided by single-cell genomics. Genome Medicine. 2013, 5: 71.
[4] Dagan Wells, Ph.D.Next-generation sequencing: the dawn of a new
era for preimplantation genetic diagnostics. Fertil Steril. 2014 ,101(5): 1250–1251.
[5] Francesco Fiorentino, Ph.D., Anil Biricik, M.Sc., Sara Bono, B.Sc.,etc. Development
and validation of a next-generation sequencing–based protocol for
24-chromosome aneuploidy screening of embryos. Fertil Steril. 2014, 101(5): 1375–1382.
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