本文轉(zhuǎn)自默博士

導(dǎo)讀

世界首例“試管嬰兒”于1978年7月25日誕生于英國奧德海姆總醫(yī)院，我國首例試管嬰兒于1988年誕生于北京大學(xué)第三醫(yī)院，迄今為止，全世界已有超過600萬例的試管嬰兒。自世界首例試管嬰兒誕生以來，相繼出現(xiàn)了三*試管嬰兒技術(shù)。技術(shù)的發(fā)展以及現(xiàn)實(shí)需求使第三*試管嬰兒技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，患者受益越來越顯著。然而，第三*試管嬰兒技術(shù)在臨床上應(yīng)用如何？面臨著哪些困境？在全面二孩時*，企業(yè)是如何推動我國第三*試管嬰兒技術(shù)的發(fā)展？

概述

三十多年來，輔助生殖技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了常規(guī)的“試管嬰兒”（體外受精和胚胎移植）、*胞漿內(nèi)單精子顯微注射（ICSI）、胚胎移植前基因（遺傳學(xué)）診斷，再到囊胚培養(yǎng)、*子和精子冷凍、*母細(xì)胞體外成熟技術(shù)等，這些技術(shù)是現(xiàn)*科學(xué)的一項(xiàng)重大成就，開創(chuàng)了胚胎研究和生殖控制的新紀(jì)元。

試管嬰兒的三大時*

試管嬰兒技術(shù)出現(xiàn)后經(jīng)歷不斷發(fā)展的過程，相繼出現(xiàn)三*試管嬰兒技術(shù)?！暗谝?試管嬰兒”也稱常規(guī)試管嬰兒技術(shù)，是為了解決女性因素導(dǎo)致的不孕問題，如輸*管、內(nèi)分泌、宮腔問題等而誕生的。這種技術(shù)將精子與*子放在體外共同培養(yǎng)，靠精子和*子的自由結(jié)合來實(shí)現(xiàn)受精過程。

“第二*試管嬰兒”是為了解決由于男性因素導(dǎo)致的不育問題，它又稱*母細(xì)胞胞漿內(nèi)單精子顯微注射，通過直接將精子注射入*母細(xì)胞胞漿內(nèi)，來達(dá)到助孕目的。如果男方精子數(shù)量稀少或沒有足夠的活動量，或即使有了足夠的活動量，精子也不愿意與*子結(jié)合，這種情況下第二*試管嬰兒技術(shù)可以大顯身手。

“第三*試管嬰兒”也稱胚胎植入前遺傳學(xué)診斷，指在胚胎移植前，取胚胎的遺傳物質(zhì)進(jìn)行分析，診斷胚胎是否有異常，然后篩選健康胚胎移植。

技術(shù)發(fā)展所需，現(xiàn)實(shí)所迫——PGD/PGS技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生

2012年中國人口協(xié)會發(fā)布的調(diào)查結(jié)果顯示，目前我國不孕不育患者已經(jīng)超過4000萬，占育齡人口的12.5%。據(jù)“2009中國不孕不育現(xiàn)狀調(diào)研報告”：不孕不育的發(fā)病率達(dá)15%，病因有上百種、治愈率僅34%，試管嬰兒平均成功率為 20-30%，不孕不育患者治療失敗約占66%，而這些病因中有50%以上的遺傳因素導(dǎo)致。

近年來，隨著進(jìn)行輔助生殖助孕的患者越來越多，臨床發(fā)現(xiàn)在輔助生殖過程中部分高風(fēng)險夫婦的胚胎易出現(xiàn)反復(fù)種植失敗或者不明原因流產(chǎn)的情況，試管嬰兒的總體活產(chǎn)率不到30%。而研究發(fā)現(xiàn)胚胎染色體異常時導(dǎo)致試管嬰兒失敗的主要原因。

2012年《Fertility and Sterility》:對2,282枚反復(fù)流產(chǎn)患者的胚胎進(jìn)行分析，顯示胚胎整倍體的概率僅占35%

2010年，《Fertility and Sterility》雜志上的研究對113份極體和73份囊胚染色體檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)非整倍體率分別為65.5%和45.2%

此外，2016年《Fertility and Sterility》雜志上的文獻(xiàn)表明，隨著女性年齡增加，胚胎整倍體概率顯著下降，超過35歲后，整倍體概率直線下降，試管嬰兒活產(chǎn)率不到40%。單純的形態(tài)學(xué)評價已不足以實(shí)現(xiàn)真正選擇染色體核型正常的胚胎植入，因此，臨床上希望通過一定的技術(shù)手段能夠在胚胎植入前對胚胎進(jìn)行篩選，選擇健康的胚胎進(jìn)行植入，從而提高試管嬰兒的妊娠率和活產(chǎn)率。

第三*試管嬰兒技術(shù)又稱為PGD/PGS技術(shù)，針對單基因遺傳以及染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目異常的檢測，準(zhǔn)確率達(dá)99%以上。在臨床輔助生殖方面，起到關(guān)鍵的指導(dǎo)作用。在國外，通過使用PGS技術(shù)能夠?qū)⒒町a(chǎn)率提高至70%的水平，因而我國亟需PGD/PGS技術(shù)來更好地實(shí)現(xiàn)健康生育。

試管嬰兒技術(shù)發(fā)展史

GIFT：配子輸*管內(nèi)移植；ZIFT：合子輸*管內(nèi)移植法；PZD/SZI：透明袋開孔法/透明帶下注入法；ICSI：*母細(xì)胞胞漿內(nèi)單精子顯微注射；PGD-FISH：通過熒光原位雜交技術(shù)進(jìn)行胚胎植入前遺傳學(xué)診斷；PGD-CCS：綜合染色體篩查的胚胎植入前遺傳學(xué)診斷

什么是PGD/PGS？

第三*試管嬰兒技術(shù)主要分為兩個方向，第一個是胚胎植入前遺傳學(xué)診斷，即PGD，第二是胚胎植入前染色體篩查，即PGS。PGD是尋找特定染色體上的已知單基因疾病，PGS是以提高試管嬰兒植入率和活產(chǎn)率為目的的早期產(chǎn)前篩查方法。

PGD側(cè)重于胚胎著床前的遺傳診斷，經(jīng)過體外授精獲得胚胎。檢測物質(zhì)主要是8細(xì)胞期的1個胚胎細(xì)胞或者囊胚期的3-5個胚胎滋養(yǎng)層細(xì)胞。檢測用單細(xì)胞DNA分析法，一是聚合酶鏈反應(yīng)（PCR），檢測男女性別和單基因遺傳?。涣硪环N是熒光原位雜交（FISH），檢測性別和染色體病。PGD用于臨床檢測越來越廣泛，其主要應(yīng)用于單基因病遺傳病診斷，染色體異常診斷等。PGS技術(shù)是通過一系列的分子技術(shù)手段，針對胚胎染色體的數(shù)目和結(jié)構(gòu)異常進(jìn)行檢測，從中篩選出在染色體水平正常的胚胎植入子宮，以期提高胚胎植入的成功率。整個試管嬰兒的流程以及胚胎植入前檢測點(diǎn)如下：

PGD/PGS的發(fā)展歷程

（1）PGD的發(fā)展史

PGD可看作是最早期的產(chǎn)前診斷，是生殖醫(yī)學(xué)與遺傳學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物。

PGD為控制遺傳患兒的出生、降低遺傳率，探討出生缺陷發(fā)病機(jī)制等提供了重要途徑。

1967年Edwards提出了PGD的思想

（2）PGS的發(fā)展史

PGD已成功應(yīng)用20余年，PGS針對染色體的異常篩查，晚于PGD發(fā)展，屬于嶄新領(lǐng)域，但隨著新技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，PGS檢測技術(shù)越來越多地應(yīng)用于相關(guān)研究和臨床檢測中。

最早進(jìn)行PGS檢測的熒光原位雜交技術(shù)（FISH）具有快速、靈敏、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，但由于熒光顯微鏡只能同時觀察部分探針的熒光信號，因此FISH只能對有限的染色體進(jìn)行檢測。

隨后，隨著全基因組擴(kuò)增技術(shù)的發(fā)展，CGH技術(shù)更加全面的、將診斷范圍擴(kuò)展至全基因組范圍檢測，其原理主要是用不同熒光色標(biāo)記待檢測DNA和對照DNA，然后進(jìn)行雜交，通過雙色熒光強(qiáng)度進(jìn)行對比分析信號。與FISH相比，其主要優(yōu)點(diǎn)是可以檢測所有染色體數(shù)目以及每條染色體各個位點(diǎn)遺傳物質(zhì)是否改變。但該技術(shù)在使用過程中需要對照DNA，并且根據(jù)熒光強(qiáng)度進(jìn)行樣本分析，其準(zhǔn)確性相對較低。

最近，高通量測序的發(fā)展致使越來越多的研究使用二*測序技術(shù)進(jìn)行PGS單細(xì)胞活檢分析。2013年研究人員利用高通量測序技術(shù)對單細(xì)胞MDA全基因組擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行低覆蓋度的全基因組測序，開展了人類胚胎細(xì)胞非整倍體篩查的臨床前研究，發(fā)現(xiàn)在0.07倍的測序深度和5.5%的覆蓋度下可以有效進(jìn)行染色體非整倍體的確定，在進(jìn)行活檢囊胚滋養(yǎng)細(xì)胞測序的38個囊胚中，68%（26/38）為整倍體，32%（12/38）為非整倍體（15.8%為數(shù)目異常，10.5%的樣本檢測為非平衡易位，5.3%的樣本既是非整倍體又是結(jié)構(gòu)異常），其檢測結(jié)果準(zhǔn)確性與array CGH的結(jié)果完全吻合。

越來越多的PGS使用二*測序技術(shù)進(jìn)行胚胎活檢樣本檢測，這說明隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，PGS也得到越來越多的應(yīng)用。PGS為避免反復(fù)流產(chǎn)、降低遺傳患兒的出生、以及臨床體外輔助生殖有重大意義。

PGD/PGS的檢測范圍

（1）PGD——單基因疾病診斷、染色體異常檢測、其他

PGD主要應(yīng)用于單基因病、X染色體連鎖遺傳和已知的染色體異常檢測，以及一些其他疾病等，其多應(yīng)用于具有明確遺傳缺陷的病人。

較常見的單基因遺傳病有血友病、白化病、進(jìn)行性肌營養(yǎng)不良、苯丙酮尿癥等。根據(jù)遺傳類型分為常染色體顯性遺傳、常染色體隱性遺傳、X連鎖顯性遺傳、X連鎖隱性遺傳和Y連鎖遺傳五個類型。單基因病遺傳類型不同，檢測方法也不同。PGD進(jìn)行單基因遺傳病的檢測方法主要是通過PCR方法，2005年我國研究人員應(yīng)用熒光定量PCR技術(shù)對地中海貧血進(jìn)行PGD檢測，結(jié)果選擇非地中海貧血的胚胎移植到子宮，避免妊娠一個地中海貧血胎兒。2009年研究人員利用PGD技術(shù)對杜氏肌營養(yǎng)不良攜帶者進(jìn)行臨床治療，阻止不良患兒的出生。

PGD檢測技術(shù)可以診斷體外輔助生殖過程中染色體異常的胚胎，使這些異常胚胎避免植入，預(yù)防反復(fù)流產(chǎn)以及生出不健康的嬰兒。2007我國研究人員利用熒光原位雜交技術(shù)，成功對1例Y染色體微缺失患者進(jìn)行了PGD，避免Y染色體微缺失胚胎植入，并順利分娩1健康女嬰。2011年，鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院生殖中心通過單核苷酸多態(tài)性微陣列技術(shù)對1例平衡易位攜帶患者的PGD試管嬰兒助孕治療，篩選染色體正常的胚胎進(jìn)行植入，并于2012年3月成功分娩一健康女嬰。這些實(shí)例說明，PGD可以用于胚胎染色體異常檢測，輔助體外生殖。

PGD除了單基因遺傳病和染色體異常疾病診斷外，也可用于HLA分型檢測。2004年研究人員針對中國人16種β地貧突變類型和8種常見的HLA-DRB1基因型，建立了穩(wěn)定的單細(xì)胞多重巢式PCR檢測技術(shù)，可同時檢測β珠蛋白基因，與β珠蛋白基因緊密連鎖的STR基因及HLA-DRB1基因，并對4例已出生重型β 地貧患兒的患者進(jìn)行了β地貧HLA配型的PGD治療。

全世界遺傳性疾病有 4000余種，目前通過使用第三*試管嬰兒技術(shù)，能篩選甄別和檢測的遺傳性疾病達(dá)確定的多達(dá)72種，具體有以下疾?。?/span>

（2）PGS的篩查范圍

PGS主要對早期胚胎進(jìn)行染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)異常的檢測，通過一次性檢測胚胎23對染色體的結(jié)構(gòu)和數(shù)目，分析是否存在染色體數(shù)目異常（三體、單體和多體）以及結(jié)構(gòu)異常（染色體缺失或重復(fù)）。隨著檢測技術(shù)的不斷發(fā)展，PGS檢測技術(shù)可以在全基因組范圍內(nèi)進(jìn)行染色體數(shù)目及結(jié)構(gòu)篩查。

1995年，F(xiàn)ISH首次快速應(yīng)用于一些遺傳學(xué)性的染色體異常檢查，其檢測范圍只能是固定的一些染色體，未能夠針對全部染色體進(jìn)行檢測。隨著全基因組擴(kuò)增技術(shù)的發(fā)展，2015年研究人員通過SNP和CGH技術(shù)對PGS樣本檢測，結(jié)果表明至少可以檢測3M以上的缺失或者重復(fù)。結(jié)合全基因組擴(kuò)增技術(shù)和高通量測序技術(shù)的發(fā)展， 2013年研究人員通過對已知男方為單基因顯性遺傳病患者進(jìn)行體外輔助生殖，獲取18枚質(zhì)量好的胚胎，利用二*測序平臺對胚胎中極少量細(xì)胞進(jìn)行PGS檢測，選擇正常胚胎植入女性子宮內(nèi)，并生育出健康嬰兒。

現(xiàn)狀

與國際相比，盡管我國輔助生殖技術(shù)起步比世界首例晚了10年，但近年來我國通過第三*試管嬰兒技術(shù)獲得的成果越來越顯著，這對實(shí)現(xiàn)健康生育起到舉足輕重的作用。

2015年，解放軍總醫(yī)院耳鼻咽喉研究所所長王秋菊教授和山東大學(xué)附屬生殖醫(yī)院陳子江教授引領(lǐng)團(tuán)隊利用PGD技術(shù)成功阻斷GJB2基因突變致遺傳性耳聾的垂直傳遞，實(shí)現(xiàn)了我國首例成功阻斷重度遺傳性耳聾第三*試管嬰兒的誕生。

2016年1月，我國首例應(yīng)用核型定位（Karyomap）基因芯片技術(shù)進(jìn)行“植入前單基因病診斷（PGD）”的試管嬰兒誕生。2016年2月，我國首例胚胎植入前遺傳學(xué)診斷楓糖尿病基因健康雙胎試管嬰兒于解放軍總醫(yī)院誕生，標(biāo)志著我國對楓糖尿病單基因遺傳疾病的產(chǎn)前診斷及干預(yù)已上升到新的臺階。

臨床難點(diǎn)

盡管技術(shù)的進(jìn)步不斷解決了PGD/PGS臨床上存在的問題，然而PGD/PGS在臨床上應(yīng)用還面臨著很多困難。

PGD/PGS主要針對高齡（＞36周歲）、習(xí)慣性流產(chǎn)（流產(chǎn)次數(shù)＞2次）、反復(fù)植入失?。ǎ?次移植高質(zhì)量胚胎或多次移植，胚胎總數(shù)＞10的種植失?。┑牟±?。然而，目前對于高齡患者是否需要進(jìn)行PGS檢測，臨床上還存在很大的爭議。

在臨床操作上，PGD/PGS存在著一定的難點(diǎn)。例如PGD/PGS活檢可分為*裂球活檢和囊胚活檢，這兩種活檢時間存在各自的優(yōu)缺點(diǎn)。此外，PGD/PGS技術(shù)涉及的流程較多，中間環(huán)節(jié)易發(fā)生人為操作的誤差，因而檢測流程和控制也是該技術(shù)臨床上面臨的障礙之一。

遺傳咨詢是PGD/PGS臨床化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須由獲得遺傳咨詢師證書的專業(yè)咨詢?nèi)藛T進(jìn)行臨床咨詢。然而，目前存在的問題體現(xiàn)在臨床一線遺傳咨詢師的短缺和相關(guān)知識，尤其是對檢測報告的解讀、遺傳學(xué)診斷和臨床處理策略方面相關(guān)知識的匱乏，這也是當(dāng)前PGD/PGS臨床化急需解決的障礙。

臨床爭議

自問世以來，PGS臨床爭議一直不斷。對于高齡患者是否要進(jìn)行PGS檢測，目前還存在很大的爭議。在2007年至2008年間，《新英格蘭雜志》和《Human Reproduction》上的研究顯示，盡管對高齡女性進(jìn)行PGS選擇健康胚胎移植，胎兒出生率并沒有增加。此外，《Fertility and Sterility》雜志也于2010年刊文表示不支持對高齡女性進(jìn)行PGS檢測。

2007年NEJM：PGS不但不能增加反而明顯降低了繼續(xù)妊娠率和胎兒出生率

然而，隨著二*測序技術(shù)及芯片技術(shù)的發(fā)展，PGS提高胚胎植入率和活產(chǎn)率逐漸被證實(shí)。2015年，《PLoS One》對過去通過全染色體篩查進(jìn)行胚胎植入前檢測的40多個臨床試驗(yàn)進(jìn)行了Meta統(tǒng)計分析，通過對一萬例左右樣本的統(tǒng)計分析，證實(shí)了PGS檢測可顯著提高植入率、妊娠率和活產(chǎn)率，平均提高30%左右，而流產(chǎn)率和多胎妊娠率顯著下降，最多下降可達(dá)80%。2016年《Human Reproduction》上的研究表示多中心PGS檢測后的胚胎臨床結(jié)果一致，這意味著PGS檢測技術(shù)可以推廣應(yīng)用。

2015《PLoS One》：Meta統(tǒng)計分析證實(shí)，PGS顯著提高植入率、妊娠率、活產(chǎn)率

2016年《Human Reproduction》:多中心PGS檢測后的胚胎臨床結(jié)局一致，說明PGS檢測技術(shù)可以推廣應(yīng)用

盡管目前有很多PGS提高植入率和活產(chǎn)率的報道，但仍有較多的隨機(jī)對照研究得不到足夠的證據(jù)證明PGS能有效改善植入率和活產(chǎn)率，加上胚胎嵌合的可糾正性、PGS活檢操作和高費(fèi)用問題，PGS仍受到爭議，仍需要更大規(guī)模的臨床隨機(jī)研究支持。

國際PGD/PGS指南

2004年P(guān)GD國際協(xié)會頒布了PGD技術(shù)指南，并于2008年修正了PGD操作流程及實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量保障指南，就PGD實(shí)驗(yàn)室建立、標(biāo)本取材、診斷技術(shù)、胚胎移植、質(zhì)量控制與保障、遺傳咨詢與隨訪等提出了建議。歐洲人類生殖與胚胎協(xié)會（ESHRE）PGD聯(lián)盟就PGD實(shí)驗(yàn)室的設(shè)立及相關(guān)的3項(xiàng)技術(shù)：DNA擴(kuò)增技術(shù)、熒光原位雜交（FISH）技術(shù)、胚胎活檢建立了相關(guān)指南。2015年，Tur-Kaspa等提出了用于HLA配型的PGD指南，有助于指導(dǎo)PGD技術(shù)在選擇與罹患血液系統(tǒng)疾病、急需臍帶血干細(xì)胞（骨髓）移植患兒的父母選擇HLA配型符合的胎兒中的規(guī)范應(yīng)用。作為高加索人群中最常見的單基因遺傳病，囊性纖維瘤在歐洲人群中的患病率為1/4000，Girardet等2015年則提出了囊性纖維瘤PGD指南，可作為單基因病PGD技術(shù)指南參考。這些指南有助于規(guī)范PGD技術(shù)，并建立符合中國國情的PGD技術(shù)規(guī)范和指南。（本段選自《 中國實(shí)用婦科與產(chǎn)科雜志》）

PGD國際協(xié)會頒布了PGD技術(shù)指南

Tur-Kaspa等提出了用于HLA配型的PGD指南

Girardet等2015年則提出了囊性纖維瘤PGD指南

為了規(guī)范PGS市場檢測行為并制定操作指南，成立于1944年的國際知名的加拿大婦產(chǎn)科醫(yī)生協(xié)會(SOGC)在2015年5月發(fā)布了胚胎植入前基因診斷和篩查技術(shù)指南性文件“Technical Update: Preimplantation Genetic Diagnosis and Screening”，以替*2009年8月發(fā)布的第232號文件。文件中明確了PGD及PGS技術(shù)的臨床應(yīng)用價值。

2015年SOGC發(fā)布了胚胎植入前基因診斷和篩查技術(shù)指南性文件

其中文件的指導(dǎo)性意見如下：

1.在進(jìn)行胚胎植入前遺傳學(xué)診斷前，必須由有資質(zhì)的遺傳咨詢師提供遺傳指導(dǎo)，確?；颊叱浞掷斫猱a(chǎn)生出生缺陷兒的風(fēng)險，疾病對孩子的影響以及可選擇的胚胎植入前診斷和產(chǎn)前診斷各自的優(yōu)點(diǎn)和局限性。(III-A)

2.如果胎兒可能產(chǎn)生的異?？梢杂蓡蝹€細(xì)胞或者多個滋養(yǎng)層細(xì)胞檢測出來，患者夫婦應(yīng)該被告知胚胎植入前遺傳學(xué)診斷可以減少由父母一方或雙方異常導(dǎo)致胎兒異常的風(fēng)險。(II-2B)

3.由于胚胎植入前診斷技術(shù)的局限性以及可能導(dǎo)致的錯誤結(jié)果，提倡進(jìn)行侵入性產(chǎn)前檢測或產(chǎn)后檢測，以確認(rèn)胚胎植入前遺傳學(xué)診斷的結(jié)果準(zhǔn)確性。(II-2B)

4.相對于*裂球活檢，目前滋養(yǎng)層細(xì)胞活檢對胚胎發(fā)育沒有明顯影響，因此，盡可能的選用滋養(yǎng)層細(xì)胞進(jìn)行檢測，并推薦由有經(jīng)驗(yàn)的人進(jìn)行操作。(I-B)

5.對于單基因病的胚胎植入前診斷，盡可能使用多重PCR的技術(shù)對胚胎滋養(yǎng)層細(xì)胞進(jìn)行活檢。(II-2B)

6.對攜帶染色體易位的夫婦，推薦在胚胎植入前對胚胎滋養(yǎng)外胚層細(xì)胞進(jìn)行所有染色體異常進(jìn)行篩查，因?yàn)樵谶@個方面已經(jīng)有大量的臨床證據(jù)證明胚胎植入前檢測能夠帶來良好的臨床效果。(II-2B)

7.在進(jìn)行胚胎植入前遺傳學(xué)篩查（PGS）前，必須由認(rèn)證的遺傳咨詢師對夫妻雙方提供教育、技術(shù)介紹以及專業(yè)的遺傳咨詢，以確保夫妻雙方能夠充分了解此項(xiàng)技術(shù)，包括技術(shù)優(yōu)勢、局限性、發(fā)生錯誤風(fēng)險以及目前在PGS是否能夠提高IVF活產(chǎn)率方面的爭論。(III-A)

8.由于已經(jīng)有臨床試驗(yàn)證實(shí)利用熒光原位雜交技術(shù)（FISH）對發(fā)育到第3天胚胎進(jìn)行PGS檢測會導(dǎo)致活產(chǎn)率的下降，因此該技術(shù)不應(yīng)在用于胚胎植入前篩查。(I-E)

9.在胚胎植入前，對發(fā)育到囊胚階段的胚胎進(jìn)行所有染色體異常進(jìn)行檢測，能夠提高植入率，有利于IVF周期的胚胎選擇以及具有良好的預(yù)后效果。(I-B)