「瓷娃娃」為母則剛，PGD讓孩子不再脆弱

2016年8月21日，一個健康的寶寶在醫院呱呱墜地。這個寶寶承載了一個家庭的希望——希望他有堅強的身體，不再是瓷娃娃！而這個寶寶正是醫生通過胚胎入前遺傳學診斷（PGD）技術孕育的。（第三代試管嬰兒技術助「瓷娃娃」母親生下健康孩子）

對於嚴重單基因疾病，PGD究竟能有何作為，它的原理和流程究竟是怎樣的？讓我們通過這個案例來了解一下吧。

案例回放

劉女士自幼容易骨折，其外祖父和女兒也曾多次骨折，醫生根據家族史建議劉女士進行相關基因檢測，結果發現她及女兒在成骨不全相關的COL1A1基因上均存在一個突變，而丈夫沒有發現該突變。

註：劉女士外公也有多次骨折史，但並未確診，有可能是一位患者；從遺傳理論上考慮，劉女士母親可能也攜帶有該突變。

成骨不全症，又稱脆骨病，瓷娃娃。患者易發骨折，輕微的碰也會造成嚴重的骨折，是一種罕見遺傳性骨疾病。發病率約10萬分之3，發病男女的比例相同，絕大多數為COL1A1基因和COL1A2基因突變所致。劉女士的突變有多篇文獻報道 ，LOVD資料庫也收錄該突變，將其劃分為已知致病突變（https://oi.gene.le.ac.uk/variants.php）。該突變導會導致Ⅰ 、Ⅲ、Ⅳ型成骨不全，遺傳方式為常染色體顯性遺傳，再次生育會有50%的幾率將該突變遺傳至後代。

為了避免再次生育時孩子罹患這一疾病，劉女士求助於醫生，醫生決定通過採用基於NGS的PGD技術，滿足劉女士生育健康後代的要求，阻斷該家族性成骨不全症。

醫生行卵泡質內單精子顯微注射（ISCI）受精，獲得5枚胚胎。對所有胚胎經NGS測序和單體型分析，確認未攜帶致病突變的胚胎3枚。結合胚胎形態學評估結果，最終選擇1枚未攜帶致病突變的優質胚胎植入。移植後14天血HCG呈陽性。孕6周超聲確診宮內單活胎。中孕期介入性產前診斷羊水核型分析示46,XN；sanger驗證示未攜帶COL1A1基因突變。孕期平順，足月後分娩一活男嬰，現體健。

討論

一．胚胎植入前遺傳學診斷（PGD）簡介

胚胎植入前遺傳學診斷(Preimplantation Genetic Diagnosis，PGD)是指在體外受精過程中，對具有遺傳風險患者的胚胎進行種植前活檢和遺傳學分析，以選擇無遺傳學疾病的胚胎植入宮腔，從而獲得正常胎兒的診斷方法。

二．單基因遺傳病PGD最大的技術難點——等位基因脫扣（ADO）

為了讓活檢不影響胚胎的種植，活檢取出的細胞數量是及其有限的，通常都是個位數。而幾個細胞DNA含量極少，需行全基因組擴增才能滿足最低檢測閾值。

目前已經有較為成熟的方法對痕量DNA進行擴增，通常用於PGD單基因病檢測的是多重置換擴增技術（MDA）。但全基因組擴增勢必會存在一些區域擴增不到的現象。當某個基因未檢測到時，現有技術並不能發現是胚胎基因組在這個位置上原本就存在缺失，還是由於未被擴增到而導致，該現象即等位基因脫扣（ADO）現象。

三．採用高通量測序技術對單體型分型能將ADO的影響最小化

為了克服ADO現象，PGD檢測，醫生並不會僅僅直接檢測胚胎中是否存在與父母一樣的突變，而是通過家系樣本先判斷致病突變分別位於家系成員的哪一條染色體上，跟哪些分子標記連鎖（也就是單體型分型，把致病染色體與非致病染色體區分開），然後在根據單體型分析的結果，判斷胚胎是否遺傳了父母致病的染色體，從遺傳原理上分析胚胎是否有患病風險，選擇沒有發病風險的胚胎進行植入。即便如此，在選用的分子標記數量很少的情況下，仍然容易被ADO影響。NGS方法出現之前，會使用數個分子標記用於連鎖分析以區分單體型（一般是3個），由於標記數量有限，一旦發生ADO，比較容易影響檢測。NGS測序通量較高，一次檢測能夠測到很多SNP標記，能將ADO的影響減小。

註：該案例採用上圖所示的單體型分型方法：妻子的單體型為M1,M2，其中M1攜帶有致病突變（紅色）,丈夫的單體型是F1,F2，選擇胚胎的原則是避免選擇攜帶有M1單體型的胚胎。

四．PGD技術發展

PGD從誕生到現在已經有30年的歷史了，從最初飽受爭議到現在逐步成熟，已經造福了很多家庭。在我國，PGD也得到了高速發展，許多高水平的醫生幫助一些飽受遺傳病困擾的家庭生下健康寶寶，他們的技術不輸於任何國際同行。2012年，我國首例通過PGD技術誕生的β-地貧血結合白細胞抗原系統( H L A)配型嬰兒在中山大學第一附屬醫院順利誕生，這位寶寶不僅未患β-地貧，還用自己的臍血挽救了罹患β-地貧的姐姐；解放軍總醫院耳鼻咽喉頭頸外科王秋菊教授和山東大學附屬生殖醫院生殖醫學首席專家陳子江教授也採用PGD的方法+NIPD(無創單基因病檢測技術)聯合阻斷了GJB2突變的遺傳，於2015年幫助一對河北夫婦順利誕下健康寶寶；2015年，我國首例「無癌寶寶」在中信湘雅生殖專科醫院誕生，醫生通過PGD技術阻斷了RB1基因突變的垂直遺傳，使「無癌寶寶」不再有罹患視網膜母細胞瘤的風險；2016年初，上海國際和平婦幼保健院採用單細胞高通量測序聯合SNP array核型定位的PGD方法阻斷了原癌基因RET突變的遺傳，為浙江一個遺傳性甲狀腺癌家庭誕生了「無癌寶寶」……此外，還有很多高水平醫院和很多成功案例在我國誕生。