如何讀懂胚胎植入前遺傳學診斷？

隨著多種生物學工具的飛速發展，胚胎植入前遺傳學診斷（preimplantation genetic diagnosis，PGD）可以說迎來了一個新時代，同時由於現代社會接近11%的不孕不育比率，PGD的需求也越來越多，如何讀懂這一輔助生育技術，了解試管嬰兒操作過程中最為關鍵的一步，不再只是臨床醫師們的必修課，也成為許多希望成為父母的夫妻亟待解決的問題。

PGD，PGS，PGH有何區別？

胚胎植入前遺傳學診斷（PGD）是一種通過在配子或早期胚胎階段對遺傳病進行分子遺傳學的診斷方法，胚胎植入前遺傳學篩查（PGS）則是指在試管嬰兒胚胎移植之前，檢測早期胚胎23對染色體全面的遺傳信息，選擇正常胚胎植入。前者是尋找特定染色體上的已知單基因疾病，後者是以提高妊娠率活產率為目的的早期產前篩查方法，通過對染色體數目異常的篩選，選擇染色體核型正常的胚胎進行移植，可以說PGS是一種低危險度的PGD。

此外還有PGH，這是植入前遺傳學單倍型分析(preimplantation genetic haplotyping)，就是選擇與致病基因在染色體的位置上緊密連鎖的STR標記鑒別胚胎是否遺傳了有致病基因的染色體來進行診斷。其特點在於使用了 DNA 指紋印記分析來進行遺傳診斷, 而不再僅僅是鑒別某些具體的遺傳標記 。

哪些情況需要進行PGD？

在體外受精過程中，醫生通過激素來刺激女性的卵巢。卵巢產生多個卵子，隨後可由生殖科專家人工提取。在實驗室中，專家利用伴侶或供體的精子讓女性的卵子受精，創造出胚胎。但如何挑選出健康具有活力的胚胎進行植入並不容易，這需要對胚胎的遺傳物質進行研究來檢測胚胎是否有某些基因的改變。

當一對夫婦知道一方或雙方是遺傳病的攜帶者，或家族中的某個人患有遺傳病，或他們已經有了一個患病的孩子時，就可以在進行體外受精結合胚胎移植技術時使用這種技術。這與傳統產前診斷如超聲、羊水穿刺等先懷孕後診斷的方法不同，是在胚胎期即接受檢測和篩選，即先診斷後懷孕。

目前PGD的應用主要集中在十種單基因性疾病，包括常染色體隱性遺傳性疾病，如地中海貧血、囊性纖維化、脊肌萎縮症、鐮刀型紅細胞貧血，常染色體顯性遺傳性疾病，如亨廷頓病、強直性肌營養不良症和腓骨肌萎縮症，性連鎖性疾病包括脆性X染色體綜合征、進行性肌營養不良和血友病等。

另外PGS則適用於高齡（＞35歲）、既往非整倍體妊娠、反覆體外受精（IVF）失敗、反覆流產、嚴重的男性不育等因素導致的不孕不育。

與非PGD試管嬰兒的區別

經典的第一代試管嬰兒用穿刺針將卵子取出後在體外與精子結合，將受精後的胚胎移植到宮腔，避開了生理情況下精子與卵子在輸卵管結合的過程，因此主要用於輸卵管堵塞病例；第二代試管嬰兒則針對男性少、弱、畸精子症患者，這些患者精子質量較差，往往很難自己鑽進卵子完成受精過程，醫師們用一根顯微穿刺針，將精子注射入卵子幫助其受精。PGD輔助生育技術是第三代試管嬰兒，它在試管嬰兒中加入了診斷步驟。

這裡指出的從第一代到第三代試管嬰兒技術，它們的區別主要在於所適用的情況不同 , 而並不是療效上的差異。

PGD流程

PGD技術主要包括兩個操作步驟：活體組織檢查和遺傳診斷 。活體組織檢查是指在胚胎的極體期、卵裂期或囊泡期，通過機械、 化學或激光方法打開卵透明帶, 通過擠壓或抽吸技術取出一個(或多個) 細胞待檢查 。第二是遺傳診斷，也就是利用PCR或者FISH等技術分析單遺傳疾病，染色體異常等。

第一個步驟一般分為3個主要實施途徑，包括卵子的第一和第二極體活檢、卵裂期胚胎的卵裂球活檢以及囊胚活檢。這幾種活檢都有其優缺點:儘管在卵裂期胚胎中存在高嵌合率，以致於卵裂球活檢存在局限性，但其仍被廣泛應用。取1個或是2個卵裂球用於PGD和PGS存有爭議，儘管2個卵裂球可提高診斷的準確性，但是可能會降低胚胎的植入潛能或者存活率，因PGS的目的是提高著床率，所以目前多取1個卵裂球用於活檢，迄今只有一項研究對比了取1個和2個卵裂球活檢的差異，但差異並無統計學意義。

作為卵子成熟與受精過程的自然排泄物，第一、二極體的活檢不會影響胚胎的發育，極體活檢的最大優越性是不減少胚胎的遺傳物質和可供診斷的時間相對較長。但是極體活檢不能提供任何有關父方來源的染色體異常或顯性單基因疾病的信息。

隨著更多的生殖中心可成功地將胚胎序貫式培養至囊胚階段，囊胚活檢的應用逐漸增多。IVF相關技術的提升使得囊胚活檢可行。延長培養時間可獲得較卵裂期胚胎具有更好發育潛能的胚胎，以區分發育潛能稍差的胚胎。囊胚移植能夠淘汰在配子基因組激活之後由於基因或代謝缺陷發育受影響的胚胎。囊胚活檢可供診斷的時間為24 h，相對卵裂球活檢可供診斷的48-60h明顯縮短，但是玻璃化冷凍胚胎技術的應用解決了這一難題，且有研究報道解凍後胚胎存活率較高。

需要多長時間？

之前PGD通過形態學分析和特定疾病位點附近的短串聯重複序列（STR）的遺傳來進行，這需要漫長的等待，每個STR標記的檢查和驗證通常需要3至6個月。

現在利用核型定位來進行單基因疾病的PGD，不需要開發疾病或患者特異的檢測，因此大大縮短了所需的時間。一般周轉時間不到一周。

PGD成功率是多少？

一般來說，PGD試管嬰兒的成功率不如第一代和第二代試管嬰兒，但這主要是因為PGD針對的對象往往是遺傳病、反覆自然流產、平衡易位、少弱精子症等患者，通常年齡偏大，獲得胚胎數量較少，再經過PGD篩選後，可供移植的胚胎數更少。不過經過胚胎篩選後，孕婦的流產率會比普通試管嬰兒要低，出生缺陷率明顯下降。

PGD會出現誤診嗎？

會，由於活檢材料的代表性不足、分析技術缺陷造成誤診。迄今為止，已經出現了囊性纖維化，強直性肌萎縮和地中海貧血等的誤診。歐洲PGD協作組報道單基因性疾病PGD的誤診率僅0.47%，而染色體病PGD的準確率普遍報道在95%左右。

PGD後代會出現健康問題嗎？

PGD技術需從胚胎上取走一個細胞，這一過程是否影響胚胎的正常發育一直是各國科學家所關心的問題。

2010年，比利時布魯塞爾Ziekenhuis大學生殖中心報道了對1992年到2005誕生的581名經卵裂球活檢的子代隊列研究，其孕周出生體重與2889名經單精子顯微注射(intracytoplasmic sperm injection，ICSI) 的子代沒有顯著差異，嚴重畸形的比例在PGD和ICSI分別為2.13%和3.38%，也沒有顯著差異 因此，該研究認為胚胎活檢不會增加單胎的風險，但圍產期多胎妊娠的死亡率較高值得進一步關注。

PGD子代流行病學調查研究的年齡一般是在出生後2年到5年因此，PGD是否對成年子代有影響還缺乏資料。2009年南京醫科大學和中科院合作研究了在小鼠胚胎進行活檢後妊娠的子代在成年後的發育情況，結果表明體外活檢操作可能引起PGD後代成年小鼠神經退行性改變的高風險性。

儘管該研究從蛋白組學的角度認為PGD對成年子代有影響，但由於這一研究採用的是小鼠，而且研究活檢的胚胎是在4細胞期，活檢細胞占胚胎細胞的比例是1/4，而人類胚胎活檢一般在8細胞期，活檢細胞的比例是1/8，因此能否說明人類PGD子代的神經系統高風險還需進一步研究。

不過相對於出現的遺傳疾病，PGD輔助生殖技術在新技術的發展下也會逐漸越來越準確，目前的流行病學調查資料顯示這一技術並不會增加胎兒畸形的發生率，但依然需要嚴格監控。

來源：生物通