无创性PGD/PGS，未来生殖医学技术发展的必然趋势
2016/7/24 6:38:47生物探索 世界医疗科技资讯
导读
PGD、PGS作为一项侵入性的技术，仍然是把“双刃剑”，其的安全性愈来愈受人们关注。近几年来，通过无创伤性的方式进行胚胎植入前检测已经成为技术发展的趋势。
随着胚胎活检技术、胚胎玻璃化冷冻技术的成熟以及单细胞遗传学检测技术的发展和新的遗传学诊断技术的引入，PGD、PGS应用范围不断扩大，周期数日益增多，因此，PGD、PGS的安全性愈来愈受人们关注。
目前PGD、PGS子代安全性目前仍然缺乏大样本、前瞻性随机对照研究。小鼠PGD模型的研究显示，PGD子代成年小鼠神经退行性病变风险增加，另外研究提示，胚胎活检对小鼠的肾上腺发育有影响，影响小鼠对冷刺激的适应。
Strom 等统计资料表明，极体活检或胚胎活检后与自然妊娠相比，孕龄、新生儿死亡率、出生时新生儿体重和身长、出生缺陷发生率及出生后发育状况，差异均无统计学意义。
Liebaers等分析了581名PGD或PGS出生后的婴儿发现，出生孕周、出生体重及主要的畸形率与ICSI出生后的婴儿无差别，而围产期的死亡率前者却明显高于后者(4.64% vs. 1.87%)，单胎妊娠中PGD与ICSI的婴儿围产期死亡率相近(1.03%和1.30%)，而在多胎妊娠中PGD的婴儿围产期死亡率(11.73%)明显高于ICSI(2.54%)。
Schendelaar等前瞻性研究显示，PGD、PGS不影响四岁单胎儿童的神经系统、认知功能及行为发育，但是对于 PGD、PGS双胎而言，其神经系统发育受到影响。Winter等前瞻性病例对照研究显示，PGD不影响学龄前儿童(单胎)的心理-社会成熟过程。虽然目前对PGD儿童进行流行病学调查未提示胚胎活检影响生长发育，但是模式动物的研究给我们敲响了警钟。
PGD、PGS作为一项侵入性的技术，仍然是把“双刃剑”。近几年来，通过无创伤性的方式进行胚胎植入前检测已经成为技术发展的趋势。近年上半年，全球首个接受无创胚胎染色体筛查(NICS)的试管婴儿于无锡市妇幼保健院生殖中心健康诞生，NICS技术是利用了游离在培养液中极微量的DNA，通过目前最先进的单细胞全基因组扩增技术实现对胚胎染色体的全面筛查。这不仅使移植前筛查从有创迈出了无创的历史性一步，保护了胚胎样本的完整性和安全性，也更有助于该类筛查在全国生殖中心的普及和应用，造福更多有需要的中国家庭。
无创胚胎植入前筛查技术进展：
胚胎代谢组分析
研究发现，胚胎代谢与胚胎活力有关，通过胚胎代谢物的检测可评估胚胎质量，胚胎代谢物主要包括丙酮酸、葡萄糖、乳酸、脂肪酸、氨基酸等，随着胚胎培养体系的发展，通过培养液代谢物检测胚胎活力以其简单无创的优点成为研究的热点，应用最为广泛的检测技术包括拉曼光谱、近红外光谱、红外光谱等光谱分析技术，其中拉曼光谱分析具有受水信号影响小的特点更适用于液体样品的分析，在实验设备、仪器、扫描时间等条件相同的情况下，物质的拉曼信号强度正比于物质的浓度，这为应用拉曼光谱技术进行定量分析提供了理论依据，且结合多变量统计分析方法具有较高的敏感性，提示其应用于胚胎培养液的测定可能具有较大的应用潜力。
2007年，Seli首次将拉曼光谱技术应用于胚胎活力的评估，对受精后第1-3天的胚胎培养液分析显示，根据拉曼光谱预测胚胎种植的灵敏度为75%，特异性为83.3%。一项前瞻性研究亦发现，根据培养液拉曼光谱推算出的活力指数预测D3胚胎种植的敏感性为82.4%，特异性为69%，而预测D5胚胎种植的敏感性为85.9%，特异性为80%。虽然拉曼光谱进行胚胎发育潜能评价的有效性已经得到多项研究成果的证实，但正式进入临床应用还缺乏多中心、多种培养体系的系统性研究数据支撑。
胚胎形态学分析
传统的胚胎形态学观察是通过固定时期显微观测胚胎的形态指标来判断胚胎的发育潜能，但胚胎发育是一个持续的动态过程，单纯的原核评分、卵裂期胚胎评分以及囊胚评分都不可避免地忽视了胚胎发育各事件的特定时间及各个阶段胚胎的卵裂情况。
近来，陆续有研究提出许多新颖的胚胎评估动态观察指标，并有少数研究回顾性证明了妊娠结局与胚胎动态指标之间存在相关性。Time-lapse影像系统能自动获取胚胎发育各个阶段的形态以及各事件发生的特定时间并将所有记录照片合并成动态视频。同时与计算机分析软件相连，能够方便地将胚胎发育的信息提供给研究者们进行分析。通过此方法获取的胚胎发育信息量要远远大于单纯的定时形态评估，包括从受精卵到卵裂期胚胎或囊胚的一系列生物学变化，如原核的形成及消失、卵裂时间特点及同步性、卵裂过程有无异常行为、胚胎碎片的产生及重吸收等。这些新的发育行为学指标已经帮助胚胎学家更有效地评价胚胎质量，并在临床应用上取得了良好的效果。
胚胎游离DNA检测
随着全球首例无创胚胎染色体筛查试管婴儿的诞生，通过胚胎培养液游离DNA进行胚胎染色体检测成为了热点。其实早在2013年，已经有研究者在胚胎培养液中发现了基因组DNA和线粒体DNA的存在，Stigliani等人发现人卵裂期胚胎培养液中存在基因组DNA(gDNA)和线粒体DNA(mtDNA)，培养液中mtDNA/gDNA的比率与胚胎质量和片段化程度相关。他们(Stiglianiet al.,2014)进一步研究发现，培养胚胎3天的培养液中，高mtDNA/gDNA比率与优质胚胎成功植入相关。通过检测胚胎3天分泌物中mtDNA/gDNA的比率，结合形态学分级，有可能作为一种新的非侵入性的生物标志物，来提高识别早期胚胎活力与发育潜力。
同样，研究发现在囊胚期胚胎腔液中也存在游离的DNA，最新的一篇报道，Magli等通过对51对夫妇的116枚胚胎进行了活检，其中70枚胚胎同时进行了囊胚腔液检测及胚胎细胞活检，检测结果进行了一致性分析显示，仅有4枚胚胎的检测结果不相符，检测一致性高达94.2%，说明了囊胚腔液游离DNA检测能够很好的反应胚胎染色体的状态，可作为胚胎染色体检测的样本来源。
但目前来说，胚胎游离DNA的来源及释放机制尚不十分明确，多数认为是细胞凋亡形成，尤其对于胚胎培养液而言，很多潜在的污染物可能影响检测结果，如卵丘细胞、残留精子、极体等，另一方面游离DNA的低产量和较差的完整性也为其临床应用带来了挑战，离真正的临床推广可能尚需要一段时日。
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本专题资料由苏州贝康医疗器械有限公司提供并参与校对。
苏州贝康医疗器械有限公司(下称贝康医疗)是一家专注于高通量测序技术在辅助生殖领域的研发和临床应用的高科技企业。针对目前PGD/PGS存在的问题，贝康医疗研发了胚胎植入前染色体检测试剂盒，基于高通量测序技术对体外受精的胚胎进行染色体检测，挑选染色体正常的胚胎植入到子宫，以提高试管婴儿的成功率。同时公司致力于该技术的临床应用推广，使更多的不孕不育患者受惠于此，特别是在目前中国二孩政策的前提下，对于降低出生缺陷，提高中国优生优育水平起到关键作用，可以降低老百姓生育缺陷儿的痛苦，提高中国人口质量。
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