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如何讀懂PGD技術(shù),了解試管嬰兒操作過(guò)程中zui為關(guān)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(wèn)題。
隨著(zhù)多種生物學(xué)工具的飛速發(fā)展,胚胎植入前遺傳學(xué)診斷(Preimplantation Genetic Diagnosis,PGD)可以說(shuō)迎來(lái)了一個(gè)新時(shí)代,同時(shí)由于現代社會(huì )接近11%的不孕不育比率,PGD的需求也越來(lái)越多,如何讀懂這一輔助生育技術(shù),了解試管嬰兒操作過(guò)程中zui為關(guān)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(wèn)題。
PGD,PGS,PGH有何區別?
胚胎植入前遺傳學(xué)診斷(PGD)是一種通過(guò)在配子或早期胚胎階段對遺傳病進(jìn)行分子遺傳學(xué)的診斷方法,胚胎植入前遺傳學(xué)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,后者是以提高妊娠率活產(chǎn)率為目的的早期產(chǎn)前篩查方法,通過(guò)對染色體數目異常的篩選,選擇染色體核型正常的胚胎進(jìn)行移植,可以說(shuō)PGS是一種低危險度的PGD。
此外還有PGH,這是植入前遺傳學(xué)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(lái)進(jìn)行診斷。其特點(diǎn)在于使用了 DNA 指紋印記分析來(lái)進(jìn)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(jìn)行PGD?
在體外受精過(guò)程中,醫生通過(guò)激素來(lái)刺激女性的卵巢。卵巢產(chǎn)生多個(gè)卵子,隨后可由生殖科專(zhuān)家人工提取。在實(shí)驗室中,專(zhuān)家利用伴侶或供體的精子讓女性的卵子受精,創(chuàng )造出胚胎。但如何挑選出健康具有活力的胚胎進(jìn)行植入并不容易,這需要對胚胎的遺傳物質(zhì)進(jìn)行研究來(lái)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(gè)人患有遺傳病,或他們已經(jīng)有了一個(gè)患病的孩子時(shí),就可以在進(jìn)行體外受精結合胚胎移植技術(shù)時(shí)使用這種技術(shù)。這與傳統產(chǎn)前診斷如超聲、羊水穿刺等先懷孕后診斷的方法不同,是在胚胎期即接受檢測和篩選,即先診斷后懷孕。
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、脊肌萎縮癥、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(yíng)養不良癥和腓骨肌萎縮癥,性連鎖性疾病包括脆性X染色體綜合征、進(jìn)行性肌營(yíng)養不良和血友病等。
另外PGS則適用于高齡(>35歲)、既往非整倍體妊娠、反復體外受精(IVF)失敗、反復流產(chǎn)、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(jīng)典的*代試管嬰兒用穿刺針將卵子取出后在體外與精子結合,將受精后的胚胎移植到宮腔,避開(kāi)了生理情況下精子與卵子在輸卵管結合的過(guò)程,因此主要用于輸卵管堵塞病例;第二代試管嬰兒則針對男性少、弱、畸精子癥患者,這些患者精子質(zhì)量較差,往往很難自己鉆進(jìn)卵子完成受精過(guò)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(shù)是第三代試管嬰兒,它在試管嬰兒中加入了診斷步驟。
這里指出的從*代到第三代試管嬰兒技術(shù),它們的區別主要在于所適用的情況不同 , 而并不是療效上的差異。
PGD流程?
PGD技術(shù)主要包括兩個(gè)操作步驟:活體組織檢查和遺傳診斷 ?;铙w組織檢查是指在胚胎的極體期、卵裂期或囊泡期,通過(guò)機械 、 化學(xué)或激光方法打開(kāi)卵透明帶, 通過(guò)擠壓或抽吸技術(shù)取出一個(gè)( 或多個(gè)) 細胞待檢查 。第二是遺傳診斷,也就是利用PCR或者FISH等技術(shù)分析單遺傳疾病,染色體異常等。
*個(gè)步驟一般分為3個(gè)主要實(shí)施途徑,包括卵子的*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(yōu)缺點(diǎn):盡管在卵裂期胚胎中存在高嵌合率,以致于卵裂球活檢存在局限性,但其仍被廣泛應用。取1個(gè)或是2個(gè)卵裂球用于PGD和PGS存有爭議,盡管2個(gè)卵裂球可提高診斷的準確性,但是可能會(huì )降低胚胎的植入潛能或者存活率,因PGS的目的是提高著(zhù)床率,所以目前多取1個(gè)卵裂球用于活檢,迄今只有一項研究對比了取1個(gè)和2個(gè)卵裂球活檢的差異,但差異并無(wú)統計學(xué)意義。
作為卵子成熟與受精過(guò)程的自然排泄物,*、二極體的活檢不會(huì )影響胚胎的發(fā)育,極體活檢的zui大*性是不減少胚胎的遺傳物質(zhì)和可供診斷的時(shí)間相對較長(cháng)。但是極體活檢不能提供任何有關(guān)父方來(lái)源的染色體異?;蝻@性單基因疾病的信息。
隨著(zhù)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(guān)技術(shù)的提升使得囊胚活檢可行。延長(cháng)培養時(shí)間可獲得較卵裂期胚胎具有更好發(fā)育潛能的胚胎,以區分發(fā)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后由于基因或代謝缺陷發(fā)育受影響的胚胎。囊胚活檢可供診斷的時(shí)間為24 h,相對卵裂球活檢可供診斷的48-60 h明顯縮短,但是玻璃化冷凍胚胎技術(shù)的應用解決了這一難題,且有研究報道解凍后胚胎存活率較高。
需要多長(cháng)時(shí)間?
之前PGD通過(guò)形態(tài)學(xué)分析和特定疾病位點(diǎn)附近的短串聯(lián)重復序列(STR)的遺傳來(lái)進(jìn)行,這需要漫長(cháng)的等待,每個(gè)STR標記的檢查和驗證通常需要3至6個(gè)月。
現在利用核型定位來(lái)進(jìn)行單基因疾病的PGD,不需要開(kāi)發(fā)疾病或患者特異的檢測,因此大大縮短了所需的時(shí)間。一般周轉時(shí)間不到一周。
PGD成功率是多少?
一般來(lái)說(shuō),PGD試管嬰兒的成功率不如*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、反復自然流產(chǎn)、平衡易位、少弱精子癥等患者,通常年齡偏大,獲得胚胎數量較少,再經(jīng)過(guò)PGD篩選后,可供移植的胚胎數更少。不過(guò)經(jīng)過(guò)胚胎篩選后,孕婦的流產(chǎn)率會(huì )比普通試管嬰兒要低,出生缺陷率明顯下降。
PGD會(huì )出現誤診嗎?
會(huì ),由于活檢材料的代表性不足、分析技術(shù)缺陷造成誤診。迄今為止,已經(jīng)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(xié)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后代會(huì )出現健康問(wèn)題嗎?
PGD技術(shù)需從胚胎上取走一個(gè)細胞,這一過(guò)程是否影響胚胎的正常發(fā)育一直是各國科學(xué)家所關(guān)心的問(wèn)題。
2010年,比利時(shí)布魯塞爾Ziekenhuis大學(xué)生殖中心報道了對1992年到2005誕生的581名經(jīng)卵裂球活檢的子代隊列研究,其孕周出生體重與2889名經(jīng)單精子顯微注射(intracytoplasmicsperminjection,ICSI) 的子代沒(méi)有顯著(zhù)差異,嚴重畸形的比例在PGD和ICSI分別為2.13%和3.38%,也沒(méi)有顯著(zhù)差異 因此,該研究認為胚胎活檢不會(huì )增加單胎的風(fēng)險,但圍產(chǎn)期多胎妊娠的死亡率較高值得進(jìn)一步關(guān)注。
PGD子代流行病學(xué)調查研究的年齡一般是在出生后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(xué)和中科院合作研究了在小鼠胚胎進(jìn)行活檢后妊娠的子代在成年后的發(fā)育情況,結果表明體外活檢操作可能引起PGD后代成年小鼠神經(jīng)退行性改變的高風(fēng)險性。
盡管該研究從蛋白組學(xué)的角度認為PGD對成年子代有影響,但由于這一研究采用的是小鼠,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(lèi)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(shuō)明人類(lèi)PGD子代的神經(jīng)系統高風(fēng)險還需進(jìn)一步研究。
不過(guò)相對于出現的遺傳疾病,PGD輔助生殖技術(shù)在新技術(shù)的發(fā)展下也會(huì )逐漸越來(lái)越準確,目前的流行病學(xué)調查資料顯示這一技術(shù)并不會(huì )增加胎兒畸形的發(fā)生率,但依然需要嚴格監控。