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国际首例“MaReCS”精准阻断染色体平衡易位向子代传递试管婴儿诞生

首页 » 研究 » 组学 2017-01-11 转化医学网 赞(2)
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导读
近日,在郑州大学第一附属医院生殖医学中心孙莹璞教授团队和亿康基因陆思嘉博士团队的通力合作下,国际首例应用“MaReCS” (Mapping allele with Resolved Carrier State,等位基因映射识别胚胎平衡易位携带状态)技术在植入前胚胎水平识别染色体平衡易位断裂位点、成功阻断染色体平衡易位向子代传递的试管婴儿诞生了。

近日,在郑州大学第一附属医院生殖医学中心孙莹璞教授团队和亿康基因陆思嘉博士团队的通力合作下,国际首例应用“MaReCS” (Mapping allele with Resolved Carrier State,等位基因映射识别胚胎平衡易位携带状态)技术在植入前胚胎水平识别染色体平衡易位断裂位点、成功阻断染色体平衡易位向子代传递的试管婴儿诞生了。110日,国际首例“MaReCS” 精准阻断染色体平衡易位向子代传递健康婴儿诞生新闻通气会”在郑州大学第一附属医院召开。在通气会上郑州大学副校长、第一附属医院院长阚全程教授宣布:国际首例“MaReCS宝宝”的诞生标志着我国胚胎植入前遗传学诊断技术在阻断“染色体平衡易位向子代传递”的方面取得了重大突破性进展。“MaReCS”的成功应用,将有望为全球数千万例平衡易位携带者家庭改善生育结局。

“MaReCS”是郑州大学第一附属医院生殖医学中心孙莹璞教授团队与亿康基因陆思嘉博士团队合作,历时近2年建立起来的新技术:“MALBAC单细胞扩增-染色体断裂位点精准识别-全基因组拷贝数变异分析与植入前胚胎携带状态诊断” “三大技术一站式完成”的全新诊断策略,该技术用于识别植入前胚胎的染色体平衡易位,具有易于操作、诊断准确率高、无需对胚胎染色体进行特殊操作等优点。

图为“MaReCS”研发团队核心成员合影:中间为孙莹璞院长,右边为徐家伟博士,左边为亿康基因陆思嘉博士

染色体平衡易位是人类最常见的一类染色体结构畸变,在新生儿中的发生率约为1/5001/1000。平衡易位携带者通常没有临床表征,理论上这类患者生育染色体正常后代的概率仅有1/18,生育平衡易位携带者后代的概率为1/18, 另有16/18胚胎因染色体非整倍体而流产或生育畸形儿。胚胎植入前遗传学诊断是目前解决这类问题的有效途径,但传统方法诸如基因芯片等常规技术只能在植入前胚胎水平诊断染色体非整倍体,无法识别胚胎的染色体平衡易位携带,无法阻断平衡易位向子代传递;因此患者移植胚胎后仍有约50% 的几率生育携带平衡易位的子代,家庭将有可能再次承受高发反复流产、生育畸形患儿的风险。

目前国内外阻断染色体平衡易位向子代传递是一大难题,现行技术临床推广难度大、失败率高,孙莹璞教授带领其团队徐家伟博士等根据本中心已有的胚胎植入前遗传学诊断技术并查阅国内外资料,决定与亿康基因陆思嘉博士团队合作研发新的策略来精准识别植入前胚胎的平衡易位并阻断向子代传递。徐家伟博士等首先采用单精子扩增与废弃的异常胚胎扩增,进行染色体断裂位点分析从而找到平衡易位的断裂位点,并进行SNP单倍型构建,之后确定胚胎携带状态。经过近两年的反复试验和分析比对,最终成功建立了“MaReCS”新技术并应用于临床。

河南周口李女士(化名)夫妇因多次不明原因流产于2015年慕名来到郑州大学第一附属医院生殖医学中心就诊,经遗传学诊断,女方染色体正常,男方9号和21号染色体发生平衡易位,是反复流产的主要遗传学因素。生殖中心团队给患者制定了详细的临床治疗方案,促排卵后获得七枚卵子;体外受精并培养后得到七个囊胚,激光活检了2-3个囊胚滋养层细胞,利用MALBAC扩增并结合二代测序,进行胚胎染色体整倍性分析,通过生物信息学分析患者染色体平衡易位断裂位点,在距离断点200kb-2M找到合适的SNP位点并获得SNP信息,最终诊断结果显示:患者7枚囊胚中,5枚为非整倍体囊胚不能移植,1枚为平衡易位携带胚胎不建议移植,仅1枚完全正常的胚胎可供移植,对这枚正常胚胎同时进行高通量测序全基因组筛查,结果显示胚胎全基因组范围未见致病性微重复、微缺失。患者于2016430日进行单囊胚移植,妊娠第18周,在郑大一附院进行羊水细胞染色体核型和SNP芯片分析,结果显示胎儿染色体完全正常,于20161228日成功分娩一健康女婴,体重6.8斤,体征正常。

这标志着孙莹璞团队和亿康基因陆思嘉博士团队合作建立的 “MaReCS”胚胎植入前遗传学诊断新策略在胚胎水平上识别“平衡易位携带状态”的新诊断方法临床应用成功。

据孙莹璞教授介绍,“ MaReCS”新技术采用MALBAC单细胞扩增-染色体断裂位点精准识别-全基因组拷贝数变异分析与植入前胚胎携带状态诊断“三大技术一站式完成”的全新诊断策略,不仅适用于一般性的平衡易位携带者植入前胚胎诊断,亦可用于诊断罗氏易位等其它染色体结构异常患者,精准阻断其传递给子代,有望为全球千万例染色体平衡易位携带者家庭改写生育结局。

延伸阅读:

MaReCS新技术是“MALBAC单细胞扩增-染色体断裂位点精准识别-全基因组拷贝数变异分析与植入前胚胎携带状态诊断” “三大技术一站式完成”的全新诊断策略。其分析流程大致如下:

MaReCS新技术优势:

1.  准确性更高:采用MALBAC对胚胎细胞进行扩增,相对于传统的扩增技术来说MALBAC技术扩增均一性更好,等位基因脱扣率更低,因而更利于后续的胚胎染色体非整倍体检测及 SNP位点分析,所以有效提高了MaReCS的诊断准确性。

2.  易于临床推广:通过对染色体异常的精子或者废弃胚胎即可寻找染色体的断裂位点,更易于操作,而且成本相对较低,更易于临床推广。

3. 应用范围广:对于所有的平衡易位类型及罗氏易位,都能通过MaReCS区分正常胚胎和平衡易位胚胎,应用范围更广。

MALBAC:(multiple annealing and looping-based amplification cycles)即:多次退火环状循环扩增技术,为最先进的单细胞全基因组扩增技术。该技术通过采用特殊引物,利用独特的具有链置换活性的DNA 聚合酶,使得扩增子的结尾互补而成环,从而达到近乎线性的预扩增,有效提高均一性及覆盖度,降低等位基因脱扣率,再通过 PCR 进行指数式扩增,极大提高扩增效率,单次扩增产物可达2-4μg,能为下游分析提供充分的实验材料。其原理图如下:

MALBAC技术优势如下:

亿康基因对MALBAC技术不断完善,现已成功应用于生殖遗传领域,妇幼健康领域,肿瘤液态活检领域,科研服务领域等。其中在生殖遗传领域:MALBAC-PGSTM 已成功开展了数万例的胚胎筛查,MALBAC-PGDTM可对百余种单基因病进行阻断,MALBAC技术在生殖遗传领域已为数千家庭解决了生育难题。

MALBAC-PGDTM成功阻断单基因病的部分案例汇总如下:

(转化医学网360zhyx.com)

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