纪念世界第一例PGD试管婴儿诞生25周年

11-13-2015

PGD简介

早在1966年,试管婴儿之父Edwards就提出了进行胚胎着床前遗传学诊断的设想;此后,Handyside在1989年建立了胚胎活检模型,通过显微镜操作取出胚胎中的单个卵裂球,并用PCR技术扩增Y染色体特异重复序列对于植入前胚胎进行性别鉴定。1990年,Handyside对1 例性连锁遗传病夫妇的胚胎成功地进行了PGD,并获得妊娠,诞生了世界上首例PGD后的健康女婴。

PGD,即胚胎植入前遗传学诊断技术,是指在已知父母患有遗传病或是某种遗传病的携带者的情况下,通过在配子或早期胚胎阶段对遗传病进行分子遗传学的诊断,选择没有疾病表型的胚胎移植入子宫,从而避免遗传病胎儿的妊娠。据统计,目前已经发现的单基因遗传疾病有7000多种,其中已经明确致病基因的有4000多种。大部分单基因遗传疾病具有致死性、致残性或致畸性,除部分可以治疗外,多数至今尚无有效治疗手段,对患者家庭及社会造成严重负担。PGD从妊娠的源头上解决遗传出生缺陷问题,从而实现优生优育。

PGD检测技术的变革

l  第一代PGD/PGS检测技术:诞生于在20世纪90年代,主要以PCR、FISH等技术为代表,后来多重PCR、荧光PCR、多色FISH等技术也不断出现,促进PGD/PGS技术的发展。

l  第二代PGD/PGS检测技术:即本世纪初诞生的生物芯片技术,包括aCGH和aSNP。它们可以在全染色体范围内进行检测,大大推进了PGD/PGS的应用。

l  第三代PGD/PGS检测技术:即基于高通量测序的PGD/PGS检测技术。2010年以后,随着新一代测序技术不断应用于临床,NGS-PGD也取得了突飞猛进的进展。基于NGS技术的PGD/PGS检测手段具有高通量、低成本,高准确率以及速度快的显著优点,其发展速度已远远超过了摩尔定律。NGS-PGD已经成为PGD/PGS检测技术的主流技术。

参考文献:

[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.

PGD的临床意义

目前在全世界范围内PGD技术已经得到大量普及,多家辅助生殖中心中心在从事相应的临床研究。大量的PGD/PGS健康婴儿出生,后期回访表明已生育新生儿发育良好,证实PGD是一种安全、可靠的遗传学诊断技术。PGD技术的产生与完善使试管婴儿技术不再局限于治疗不孕症,它在阻断遗传病传播上也具重要意义。

PGD为阻断遗传病的垂直传播提供了有力的第一道屏障,孕育了更多的健康Baby,相信在未来会使更多的医生、更多的夫妇、更多的家庭乃至整个社会受益。

不断攻克的技术难题

PGD技术不同于普通的遗传学诊断技术,自PGD开展以来就面临着大量的技术难题,如全基因组扩增的稳定性、等位基因脱扣(ADO)、污染、胚胎嵌合分析、多基因异常的诊断、诊断取材等问题。目前这些难题都已经取得了突破性进展,如:采用单体型技术解决全基因组扩增中的ADO问题、判别胚胎嵌合问题、越来越多的单基因病检测的解决方案,以及可以同时进行单基因病和PGS检测等,都使PGD技术更加成熟的应用于临床,帮助更多的患者生育健康Baby。         

NGS-PGD的发展现状

目前美国、英国、澳大利亚等发达国家基于高通量测序技术的PGD发展十分迅速。例如:新泽西州生殖诊所成功地将高通量测序技术应用于检测常规体外受精(IVF)条件下的胚胎(牛津大学遗传学家Dagan Wells);体外受精诊所,如密西根州的Reprogenetics 和 Genesis Genetics,已在PGD领域提供数千个遗传疾病。  

目前国内PGD实验室已大量使用高通量测序技术检测,且已开展相关临床检测项目,例如:中信湘雅生殖与遗传专科医院、北医三院、中山大学附属第一医院、山东大学附属生殖医院、江苏省人民医院、南京鼓楼医院、安徽医科大学第一附属医院等医院,并推出了很多世界级的科研成果。    

PGD的未来

随着高通量测序等新技术成为PGD/PGS检测的常规手段,大量以前无法克服的技术难题将会被解决,仪器操作的便捷性也会越来越好,可检测的疾病种类将不断增多,试剂价格将不断下降。我们相信越来越多的病人会选用PGD技术,PGD技术也会成为优生优育的重要解决方案。