胚胎植入前遗传学检测技术的发展及临床应用

随着测序技术的发展，胚胎植入前遗传学检测（PGT）技术广泛应用于辅助生殖技术（ART）。相对于传统的羊膜腔穿刺术和绒毛活检，PGT可以检测胚胎的单基因遗传病、染色体结构和数目变异、基因位点突变等，是产前诊断的最早形式。PGT可获得胚胎的基因信息，避免移植有导致先天性疾病的胚胎，如大多数染色体组缺陷或染色体重排的遗传病。多国机构也相继公布了关于PGT的使用指南。而随着在囊胚腔液和胚胎培养液中发现了可用于基因分析的DNA，非侵入性植入前遗传筛查（NIPGS）成为可能，NIPGS在辅助生殖领域具有广阔的应用前景。现分析目前PGT尤其是NIPGS技术的应用现状及进展，阐述其优缺点以及适用范围，为临床应用提供依据。     

胚胎植入前遗传学检测技术的发展及临床应用

随着测序技术的发展,胚胎植入前遗传学检测(PGT)技术广泛应用于辅助生殖技术(ART)。相对于传统的羊膜腔穿刺术和绒毛活检,PGT可以检测胚胎的单基因遗传病、染色体结构和数目变异、基因位点突变等,是产前诊断的最早形式。PGT可获得胚胎的基因信息,避免移植有导致先天性疾病的胚胎,如大多数染色体组缺陷或染色体重排的遗传病。多国机构也相继公布了关于PGT的使用指南。而随着在囊胚腔液和胚胎培养液中发现了可用于基因分析的DNA,非侵入性植入前遗传筛查(NIPGS)成为可能,NIPGS在辅助生殖领域具有广阔的应用前景。现分析目前PGT尤其是NIPGS技术的应用现状及进展,阐述其优缺点以及适用范围,为临床应用提供依据。     

胚胎植入前遗传学检测技术在妊娠结局和子代安全性中的研究进展

<正>胚胎植入前遗传学检测（preimplantation genetictesting, PGT）技术是配合辅助生殖技术（assistedreproductive technology,ART）而发展起来的一类检测技术,其通过检测体外培养的胚胎的染色体结构和数量异常、非整倍体异常及单基因变异携带情况等,排除染色体异常和携带致病变异的胚胎,将正常的胚胎植入母体继续发育,可提高种植率和临床妊娠率,降低流产率和出生缺陷的风险。PGT自20世纪90年代初首次应用于临床以来,已取得了长足的进步。     

胚胎植入前遗传学检测在性染色体异常夫妇助孕中的应用

目的：分析伴有性染色体异常不孕夫妇行植入前遗传学检测（preimplantation genetic testing,PGT）的结局,探讨夫妻双方之一性染色体异常导致胚胎性染色体异常的风险,以及PGT在相关人群中的应用价值。方法：回顾性分析南京医科大学第一附属医院生殖医学科伴有性染色体异常同时行PGT治疗的夫妇的胚胎染色体检测结果以及胚胎移植结局。PGT策略采用囊胚期活检,活检材料经过全基因组扩增后,采用全基因组低深度测序分析染色体拷贝数改变。在复苏周期中,统计可移植胚胎移植后的临床妊娠结局。结果：在性染色体异常的23对夫妇（其中包括47,XYY及其嵌合体6例、47,XXY及其嵌合体2例、47,XXX 4例、45,X嵌合体8例、女性X染色体节段性缺失3例）的24个促排卵周期中,共获得可检测囊胚77枚,明确诊断76枚（98.70%）,其中40枚（52.63%）为整倍体可移植胚胎,13枚（17.10%）非整倍体嵌合体胚胎,23枚（30.26%）为非整倍体不可移植胚胎。在3例X染色体节段性缺失患者中所有异常胚胎均为X染色体节段性缺失,而其他性染色体数目异常患者中共发现3枚（3.95%）性染色体嵌合体非整倍体胚胎。在18个复苏移植周期中,共获得9例（50.00%）健康活产。结论：性染色体数目非整倍体异常夫妇的胚胎性染色体异常风险较低,在辅助生殖技术助孕过程中PGT并不是必需的治疗方案;而性染色体节段性非整倍体夫妇胚胎性染色体异常风险较高,结合卵巢功能情况以及在患者充分知情同意的情况下,可酌情考虑PGT,降低后代性染色体异常风险。     

高通量检测技术在植入前胚胎遗传学诊断中的应用

基因芯片和深度测序是两大最重要的高通量检测技术,给生物学和医学研究带来巨大的变化,在功能基因组、系统生物学、药物基因组的研究和遗传疾病诊断中得到了广泛的应用。随着全基因组扩增技术的不断改良,高通量技术在辅助生殖植入前遗传学诊断（PGD）中的应用有了巨大的进展。基于微阵列技术的胚胎全染色体组非整倍体筛查及结构异常的PGD已经开始临床应用,PGD /植入前遗传学筛查（PGS）后的临床妊娠率和胚胎植入率显著提高;基于单细胞高通量测序技术的染色体非整倍体及单基因病诊断的临床试验也已见报道,并有希望在不久的将来走向临床应用。     

现代遗传学/基因组学在生殖医学领域的应用展望

改善生殖健康和降低出生缺陷问题,是我们21世纪生殖医学领域的重要使命。根据中华人民共和国卫生和计划生育委员会2012年9月发布的中国出生缺陷防治报告,我国2011年出生缺陷的发生率为5.6%,每年新增病例90万,发病率较发达国家高近2倍,每年国家和社会的经济负担高达数千亿元。出生缺陷和生殖相关疾病,包括不孕症,大多属于复杂性疾病,由遗传和环境的相互作用导致。2003年第一个人类基因组计划的完成,敲开了后基因组时代和基因组医学的大门,为个体化医学奠定了基础。在过去的十年里,现代高通量基因检测技术,例如生物芯片和新一代测序技术,迅速地进入生殖医学领域,发现了大量与出生缺陷和生殖障碍疾病相关的遗传学和基因组变异,体现了生命科学、生物医学、信息学、计算数学的交叉和融合的强大生命力。这篇述评重点介绍了现代遗传学/基因组学技术在中国生殖医学领域的研究和应用成果,包括在《Cell》和《Nature》杂志上分别发表的用高通量基因组检测技术对人类卵母细胞和胚胎发育相关的研究;在《Nature Genetics》杂志发表的2篇关于多囊卵巢综合征（PCOS）8226例患者和7578例对照的全基因组关联分析（GWAS）研究;在《New England Journal of Medicine》杂志发表的2篇采用全外显子测序技术进行的关于卵巢早衰/原发性卵巢功能不全（POF/POI）的研究;在《Nature Genetics》杂志发表的中国汉族男性2927例非梗阻性无精子症和5734例对照的GWAS研究。还简要介绍了关于应用高通量基因组学技术在子宫内膜异位症和胚胎植入前遗传学诊断/筛查的研究进展。这些现代技术的应用,将会大大促进和提高临床生殖医学的进步,改善妊娠结局。     

胚胎植入前遗传学诊断方法的进展

胚胎植入前遗传学诊断已经在辅助生殖技术中应用十余年了。荧光原位杂交和聚合酶链式反应是胚胎植入前遗传学诊断的两大基本技术。本文综述了胚胎植入前遗传学诊断方法的一些进展 ,包括荧光聚合酶链式反应、间期染色体转换、定量聚合酶链式反应、多重聚合酶链式反应、质谱分析、全基因组扩增及DNA芯片技术等。这些技术的发展可使胚胎植入前遗传学诊断成为更广泛使用的临床工具。     

胚胎植入前遗传学诊断方法的进展

胚胎植入前遗传学诊断已经在辅助生殖技术中应用十余年了。荧光原位杂交和聚合酶链式反应是胚胎植入前遗传学诊断的两大基本技术。本文综述了胚胎植入前遗传学诊断方法的一些进展，包括荧光聚合酶链式反应、间期染色体转换、定量聚合酶链式反应、多重聚合酶链式反应、质谱分析、全基因组扩增及DNA芯片技术等。这些技术的发展可使胚胎植入前遗传学诊断成为更广泛使用的临床工具。     

植入前遗传学检测第2次活检后胚胎移植结局分析

目的： 探讨胚胎植入前遗传学检测（preimplantation genetic testing,PGT）周期中首次活检诊断不明再行第2次活检的临床价值,及其对胚胎移植结局的影响。方法： 回顾性分析2015年9月—2021年5月南京医科大学第一附属医院临床生殖医学中心2 199个PGT周期中75个PGT周期的107枚胚胎首次活检遗传学诊断不明后,再行第2次活检检测后的临床结局。结果： 在75个周期中,共有107枚胚胎活检后首次遗传学诊断不明,其中96枚胚胎申请重新复苏活检,86枚胚胎第2次检测成功。基于高通量测序检测平台分析,获得可移植胚胎46枚（39枚整倍体胚胎,7枚嵌合体胚胎）。在27个复苏周期中,24枚囊胚存活并进入移植周期,二次活检的复苏存活率为88.89%（24/27）,临床妊娠率为50%（12/24）,活产率45.8%（11/24）,1例早期流产。结论： 对第1次活检遗传学诊断不明且无其他可移植胚胎的患者,第2次活检检测是可行的,并可获得一定的可移植胚胎和活产率。     

染色体易位携带者胚胎植入前遗传学诊断进展

染色体易位携带者通常无明显表型异常,但却存在生育问题,可发生流产、死产、胎儿畸形及新生儿智力低下。主要原因是在受精卵形成过程中产生非平衡易位胚胎,伴随染色体片段的重复及缺失。染色体易位携带者可通过辅助生殖技术及胚胎植入前遗传学诊断技术鉴别非平衡易位胚胎,将筛选出的正常或平衡易位胚胎进行宫腔内植入,从而避免不良孕产史的发生。介绍染色体易位的概念、分类、发生不良孕产史的机制、相互易位及罗伯逊易位理论上获得正常胚胎的概率,阐述胚胎植入前诊断技术的适应证,综述目前常用的胚胎植入前遗传学诊断技术,包括荧光原位杂交技术（FISH）、光谱核型分析技术（SKY）、比较基因组杂交（CGH）技术、微阵列-比较基因组杂交（aCGH）、单核苷酸多态性（SNP）及新一代测序（NGS）技术的原理、分类、检测范围、优点及局限性,以及这些技术在染色体易位携带者胚胎植入前遗传学诊断中的价值。     

A methodological overview on molecular preimplantation genetic diagnosis and screening: a genomic future?

The genetic diagnosis and screening of preimplantation embryos generated by assisted reproduction technology has been consolidated in the prenatal care framework. The rapid evolution of DNA technologies is tending to molecular approaches. Our intention is to present a detailed methodological view, showing different diagnostic strategies based on molecular techniques that are currently applied in preimplantation genetic diagnosis. The amount of DNA from one single, or a few cells, obtained by embryo biopsy is a limiting factor for the molecular analysis. In this sense, genetic laboratories have developed molecular protocols considering this restrictive condition. Nevertheless, the development of whole-genome amplification methods has allowed preimplantation genetic diagnosis for two or more indications simultaneously, like the selection of histocompatible embryos plus detection of monogenic diseases or aneuploidies. Moreover, molecular techniques have permitted preimplantation genetic screening to progress, by implementing microarray-based comparative genome hybridization. Finally, a future view of the embryo-genetics field based on molecular advances is proposed. The normalization, cost-effectiveness analysis, and new technological tools are the next topics for preimplantation genetic diagnosis and screening. Concomitantly, these additions to assisted reproduction technologies could have a positive effect on the schedules of preimplantation studies.     

植入前遗传学检测后冻融胚胎移植周期妊娠结局的影响因素

目的：分析经植入前遗传学检测（preimplantation genetic testing,PGT）后,冻融胚胎移植（frozen-thawed embryo transfer,FET）周期时3种常见子宫内膜准备方案对妊娠结局的影响及相关影响因素,指导PGT患者的助孕治疗。方法：回顾性分析2017年1月—2022年1月于兰州大学第一医院行PGT助孕的195例患者共219个FET周期的临床资料及妊娠结局,包括非整倍体筛查检测（PGT for aneuploidies,PGT-A）周期、单基因疾病检测（PGT for monogenic,PGT-M）周期和染色体重排检测（PGT for structural rearrangements,PGT-SR）周期。按照内膜准备方案分为自然周期组（natural cycle,NC组,56个）、促性腺激素释放激素激动剂（gonadotropin releasing hormone agonist,GnRHa）联合激素替代疗法（hormone replacement therapy,HRT）周期组（GnRHa+HRT组,102个）及单纯HRT周期组（61个）。比较3组的一般临床资料及妊娠结局,并采用Logistic多因素回归分析活产的影响因素。结果：NC组、GnRHa+HRT组和HRT组均可达到较高的临床妊娠率（64.29%,80.39%,73.77%,P>0.05）和活产率（83.33%,85.37%,84.44%,P>0.05）。但3组采用的PGT方法差异有统计学意义（P=0.002）,NC组行PGT-SR的患者高于另两组（P<0.05）。且NC组异位妊娠率高于GnRHa+HRT组（P<0.05）。活产组与非活产组的体质量指数、获卵数、可移植胚胎数及优质囊胚数差异有统计学意义（P<0.05）,除上述4个指标外,将2组比较P<0.2的不良孕产史和总囊胚数一起纳入Logistic多因素回归分析,发现仅优质囊胚数对妊娠结局有影响,优质囊胚数>2个为PGT患者活产结局的保护因素（OR=0.480,P<0.05）。结论：3种FET内膜准备方案的临床妊娠率和活产率相似,但NC组异位妊娠率较高。应该注意体质量指数、获卵数、可移植胚胎数及优质囊胚数可能共同影响PGT患者的活产结局,尤其要关注优质囊胚数,以提高PGT患者的活产率。     

辅助生殖技术中基因印迹分析

人类辅助生殖临床数据已经显示,辅助生殖技术（ART）与自发流产、早产和围生期死亡、低体质量儿以及一些印迹疾病有关。在配子及胚胎早期发育过程中,基因印迹需经历印迹擦除、重建和维持过程,其中任何一个环节出错都可能导致胚胎发育缺陷,甚至死亡。ART恰施于这一表观遗传重编程的关键时期。因此,这些异常结局可能与ART导致的印迹基因的异常表达有关。而ART中主要的治疗手段有促排卵、体外受精、胞浆内单精子注射（ICSI）和体外培养。这些操作通过干扰基因印迹的重建和维持,影响基因表达和表型,进而影响配子和早期胚胎的发育,从而影响子代的生长发育潜能。     

胚胎植入前遗传学诊断和筛查的研究进展

胚胎植入前遗传学诊断（ PGD）和筛查（ PGS）是近年来发展的植入前遗传学检测（ PGT）方法。 PGD主要适用于父母携带基因突变或染色体平衡易位,通过体外受精,在胚胎移植前检测特定的突变以及非平衡染色体异常是否传递到卵子或胚胎。 PGS是运用相同的检测方法检测胚胎染色体非整倍性,通过移植正常的胚胎从而提高妊娠率。 PGD／PGS相关检测技术发展日新月异,传统FISH技术逐渐被取代,更多的新技术也在研发中。但是,PGD／PGS仍存在费用昂贵,无法检测所有胚胎异常等不足之处。该文综述PGD／PGS相关进展和PGD／PGS所存在的问题。     

Mammalian pre-implantation chromosomal instability: species comparison,evolutionary considerations,and pathological correlations

Abstract

Pre-implantation embryo development in mammals begins at fertilization with the migration and fusion of the maternal and paternal pro-nuclei, followed by the degradation of inherited factors involved in germ cell specification and the activation of embryonic genes required for subsequent cell divisions, compaction, and blastulation. The majority of studies on early embryogenesis have been conducted in the mouse or non-mammalian species, often requiring extrapolation of the findings to human development. Given both conserved similarities and species-specific differences, however, even comparison between closely related mammalian species may be challenging as certain aspects, including susceptibility to chromosomal aberrations, varies considerably across mammals. Moreover, most human embryo studies are limited to patient samples obtained from in vitro fertilization (IVF) clinics and donated for research, which are generally of poorer quality and produced with germ cells that may be sub-optimal. Recent technical advances in genetic, epigenetic, chromosomal, and time-lapse imaging analyses of high quality whole human embryos have greatly improved our understanding of early human embryogenesis, particularly at the single embryo and cell level. This review summarizes the major characteristics of mammalian pre-implantation development from a chromosomal perspective, in addition to discussing the technological achievements that have recently been developed to obtain this data. We also discuss potential translation to clinical applications in reproductive medicine and conclude by examining the broader implications of these findings for the evolution of mammalian species and cancer pathology in somatic cells.     

Professional and ethical challenges in reproductive biology and genetics at the beginning of the ne millennium

About 15 to 20 percent of couples are infertile. Developments in reproductive biology have enabled treatment of these couples by means of assisted reproduction. In a broader sense, assisted reproductive technologies involve all methods aiming to restore impaired reproductive function. Preimplantation genetic testing, a new form of prenatal diagnosis, is a result of convergency in the development of assisted reproduction and genetics, and allows couples at risk of transferring hereditary diseases to their offspring to diagnose such abnormalities as early as immediately before or after conception. This article describes technologies of assisted reproduction and preimplantation genetic diagnosis, and discusses ethical as well as legal issues in reproductive medicine.     

人类辅助生殖技术研究进展

自从世界上第1例"试管婴儿"诞生以来,人类辅助生殖技术已经走过了30年的发展历程。随着人们对配子与胚胎培养条件的不断优化,辅助生殖技术的成功率显著提高,现已成为治疗不孕不育症的理想治疗措施之一。近年来,一系列辅助生殖相关技术,如卵子体外成熟、移植前遗传学诊断、单胚胎移植以及冷冻技术等获得了较大的发展,为降低常规体外受精—胚胎移植的费用、风险等提供了可能。该文主要就当前临床及实验性辅助生殖技术的相关研究进展作以综述。