“大白話”科普:胚胎植入前遺傳學檢測技術(PGT)的終極意義
在接觸到輔助生殖領域時,總會被各項醫(yī)療技術弄糊涂,什么ART、IVF-ET、ICSI、PGT以及PGS、PGD等,而這里本文通過大白話的形式零基礎入門,讓大家了解下關于胚胎植入前遺傳學檢測技術(PGT)的基本常識。
PGT是PGD/PGS的統(tǒng)稱
首先要知道PGT,學名胚胎植入前遺傳學檢測技術,俗稱“第三代試管嬰兒技術”,曾用名PGS/PGD。該項技術1989年首次應用于輔助生殖臨床治療,距今已經(jīng)三十多年了。而PGT的發(fā)展大致可分為3個階段,也就是3次技術革新,但國內(nèi)坊間并未對此作出“分代”。
PGT的第一階段就是PGS/PGD,大約誕生于20世紀80年代,其中以FISH技術較為人所熟知。注意,F(xiàn)ISH并不是因PGS而生的,而是FISH在PGS或產(chǎn)前檢查中的應用。因此,本文中的FISH均特指“用于PGS和產(chǎn)檢的FISH”。
第三代試管嬰兒(PGD/PGS)檢測流程
FISH技術因其技術原理所限,只能檢測少數(shù)染色體的非整倍體,而且無法主動檢測任何CNVs,其中比較常見的檢測對象是染色體13、18、21、XX/XY。
實際上,F(xiàn)ISH不僅可以檢測任意染色體的非整倍體,也可以經(jīng)定制來檢測特定位置的染色體區(qū)域。由此可知,FISH的主要功能就是通過顯色來提示異常是否存在。但無法提示諸如染色體發(fā)生異常區(qū)域的大小和位置等重要信息。
熒光原位雜交 (fish)
如今看來,檢測13、18、21、XX/XY這4對染色體的意義已經(jīng)很小了,畢竟其余染色體也會發(fā)生非整倍體及有著無窮可能性的CNVs,這些都會導致移植失敗、妊娠丟失或不良妊娠。因此,F(xiàn)ISH在實現(xiàn)“避免必然會導致妊娠丟失或不良妊娠的胚胎移植”方面的能力遠遠落后于目NGS。
FISH的檢測樣本一般只有1-2個細胞,而且是胚胎干細胞。獲得胚胎干細胞的活檢過程對胚胎(一般就是7-9細胞的卵裂胚)而言是有損的。盡管尚無證據(jù)證明這種“有損性”是否會對最終出生的人產(chǎn)生哪些不利影響,但目前主流的取樣方式已不再以“卵裂胚”和“胚胎干細胞”為目標。
性染色體
坊間稱FISH為“查5對”,這個說法其實是錯誤的,因為性染色體只可能是“一對”。因此,PGT-A中的FISH只是“查4對”。FISH技術在PGT-SR、侵入性產(chǎn)檢或?qū)€別特殊核型的檢測領域仍占有一席之地。但在PGT-A領域內(nèi),幾無立足之地,已經(jīng)被NGS全面取代。
很多病人,尤其是高齡女性,為了確保“有胚胎可移植”,在無良中介的慫恿和誤導下,選擇出國助孕,并把FISH作為PGT的手段。這是非常無知的行為,無異于掩耳盜鈴、自欺欺人。請記住,你的目的不是為了“移植”,而是“活產(chǎn)”。任何不以活產(chǎn)為目的的胚胎移植都是耍流氓。
不少病人在PGT助孕后并未妊娠或活產(chǎn),于是開始懷疑甚至抨擊這類技術的有效性。這也是一種很無知的行為,因為:
1、這類人很可能已經(jīng)被商業(yè)輿論所洗腦,對PGT抱以不真實不客觀的幻覺和期待,結(jié)果無法承擔現(xiàn)實的真相,這類人其實也算是受害者,但當受害者成為施害者時,就不值得同情了;
2、這類人錯以為PGT(或PGS/PGD)就是技術,這是“受騙”的主因之一;
3、很多因素會影響妊娠和活產(chǎn),人類目前并不確切掌握此中的所有影響要素,而PGT只是在遺傳學層面排查那些會影響妊娠和活產(chǎn)的因素;
4、PGT的意義是“避免必然會導致妊娠丟失或不良的胚胎移植”,對于提高妊娠和活產(chǎn)比例的作用是間接的,也是因人而異的。
衛(wèi)計委公布的517家試管嬰兒醫(yī)院名單
正規(guī)合法的醫(yī)療機構(gòu)(此處由指我國衛(wèi)健委許可的輔助生殖機構(gòu))不會在技術應用及相關收費問題上欺瞞患者。說白了,這些合法的醫(yī)療機構(gòu)犯不上為了你那點錢而丟掉來之不易的由中國衛(wèi)健委背書許可的PGT牌照。
PGT的第二階段也被稱為CCS(Comprehensive Chromosome Screening),這類技術的明顯特點就是把當時仍稱之為PGS的非整倍體檢測范圍擴展到全染色體組(23對)。其中以aCGH(array-based comparative genomic hybridisation)為代表性技術。
aCGH中的“CGH”是指該技術的原理,即比較基因組雜交技術,“a”指的是“以微陣列芯片為載體來實現(xiàn)CGH這項技術”。
aCGH和FISH一樣,并非是PGT領域或產(chǎn)檢領域獨有的技術,本身可應用于多種生物學檢測領域,在輔助生殖領域中的作用包括但不僅限于胚胎植入前遺傳學檢測、產(chǎn)前診斷和遺傳病檢測等。
aCGH在PGT中仍占有一席之地。除了對嵌合體和CNVs的檢測無法和NGS相比外,其他NGS能做到的事,aCGH也都能做到。因此,部分輔助生殖中心仍未放棄使用aCGH。NGS也誕生于CCS這個階段,憑著其檢測能力的深度、精度和適用性,很快就超越了aCGH。
在進入第三階段后,人類重新定義了PGT及其項下的三個重要子領域,分別是:
這也就明確了胚胎植入前遺傳學檢測的三個重要功能和目的,這個命名及定義規(guī)則已經(jīng)完全覆蓋現(xiàn)有的遺傳學知識和技術。
pgt-a的相關流程
PGT-A泛指對胚胎內(nèi)染色體是否出現(xiàn)非整倍體和CNVs而進行檢測的技術,適用于絕大部分只是想活產(chǎn)的病人,并應用于所有PGT流程。
PGT-M泛指對胚胎內(nèi)基因是否遺傳了來自親代的致病性突變而進行檢測的技術,適用于臨床上已被確診存在不良生育風險的家庭。PGT-M的應用是在PGT-A的基礎上進行的。可形象地理解為“PGT-A先把胚胎篩一遍,合格的留下,再讓PGT-M篩一遍”。
異常染色體的結(jié)果報告
PGT-SR泛指對胚胎內(nèi)染色體結(jié)構(gòu)是否遺傳了來自親代的結(jié)構(gòu)異常而進行檢測的技術,適用于臨床上被確診攜帶了結(jié)構(gòu)異常染色體的家庭。PGT-SR的應用是在PGT-A的基礎上進行的。可形象地理解為“PGT-A先把胚胎篩一遍,合格的留下,再讓PGT-SR篩一遍”。
NGS的英文名稱是Next Generation Sequencing,中文名稱是“新一代測序”、“高通量測序”或“第二代測序”。我認為“高通量測序”是更能體現(xiàn)該測序技術特點的稱謂。“新一代”或“第二代”的命名有點忽悠人。
高通量測序技術原理圖
目前,NGS幾乎是PGT-A的代名詞。NGS即可被視作是一個檢測平臺,也可被視作是一種檢測原理。國內(nèi)不少大型的基因技術公司都以NGS為基礎推出了自己的平臺。但本質(zhì)上都是NGS。因此,國內(nèi)外技術均無差異。
NGS的檢測原理源于Sanger法。所謂Sanger法就是利用堿基A、T、C和G的化學特性,將其掛上不同的熒光,由此測出堿基的序列。這就是“測序”一詞的由來。
基因D的部分堿基序列
堿基組成基因,基因組成染色體。當測序用于PGT-A時,染色體的完整性將通過堿基序列的完整性來體現(xiàn)。當堿基序列出現(xiàn)重復或缺失時,也就意味著染色體出現(xiàn)了重復或缺失。形象解釋:NGS通過“數(shù)磚”來檢查一棟房子的完整性。磚塊數(shù)量正好,說明房子沒問題。磚塊少了或多了,都不是好事。
NGS的應用幾乎涉足整個生物研究領域,包括但不僅限于臨床分子病(基因病)檢測領域,常見的包括惡性腫瘤、 遺傳病、輔助生殖及產(chǎn)前診斷等。當NGS在輔助生殖領域施展能力時,可張可馳且游刃有余,舉幾個例子:
“高通量”是指,NGS的測序效率比上一代測序技術高出很多很多倍。簡單理解即,NGS可以將待測DNA有序地分割成很多小段,邊合成邊測序,極大縮短了檢測時間,從而也降低了檢測成本。
染色體三倍體
當NGS應用于PGT-A時,其主要功能一般是對胚胎染色體的非整倍體、CNVs,以及其嵌合體的檢測。但無法提示染色體的三倍體、單親二倍體或平衡性的結(jié)構(gòu)異常等。
由于某些媒體和無良中介的誤導,很多病人以為PGT就是一種提高妊娠率的技術。這個觀點是錯誤的。因為從一顆受精卵形成開始,歷經(jīng)9個月,發(fā)育成一個胎兒并分娩,其間有太多不利因素可以干擾甚至打斷這個過程,甚至扼殺一個生命。
試管嬰兒pgt可提高妊娠率
在遺傳學方面,這些不利因素往往在精子和卵子形成時就已注定,非外力可改變。PGT的作用僅僅是在胚胎的遺傳學層面上發(fā)現(xiàn)這些不利因素并予以規(guī)避。換句話說:“PGT可以避免必然會導致妊娠丟失或不良妊娠的胚胎移植。”