秦文松,劉英,秦輝靈,雷金鳳,林慧,段金良
胚胎植入前遺傳學檢測(preimplantation genetic testing,PGT)是指在輔助生殖技術(shù)過程中,在胚胎移植入子宮前,活檢胚胎細胞,對胚胎23對染色體進行分析,選擇整倍體胚胎植入子宮,以期提高試管嬰兒的成功率。但是有相關研究報道,PGT對胚胎的判斷并不是“非黑即白”,而多了一個“灰色區(qū)域”需要被考慮,即嵌合體[1]。
嵌合體是指胚胎中存在兩個或兩個以上不同的染色體細胞系,是人類植入前胚胎的普遍特征[2]。嵌合主要是來源于受精卵細胞分裂過程中的有絲分裂錯誤,包括細胞周期檢查點的改變、中心體的畸變、染色單體內(nèi)聚力的下降[3]、單核苷酸變異以及小的插入/缺失等[1]。染色體的嵌合主要包括兩種:一種是兩個或兩個以上的異常細胞系(如非整倍體/非整倍體) ;另一種是正常細胞系和異常細胞系(如整倍體/非整倍體)。與胚胎所有細胞的完全異常非整倍體相反,嵌合體可能通過多種機制發(fā)生,包括后期延遲、絲裂相分離、偶然的染色體破壞和DNA復制前的早期細胞分裂[2]。此外,嵌合性可能局限于發(fā)育中胚胎的某一特定區(qū)域,這對于囊胚階段的胚胎尤其如此,在這個階段,滋養(yǎng)外胚層中的細胞可能表現(xiàn)出嵌合性,而內(nèi)細胞團不受影響。因此,如何正確對嵌合體胚胎的測序結(jié)果進行判讀,如何選擇合適的嵌合體胚胎移植風險最低便顯得尤為重要,本文擬探討PGT嵌合體胚胎的發(fā)生比例和處理對策。
選取2018年3月至2020年9月在中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊第九二四醫(yī)院生殖醫(yī)學部行PGT的276例患者,共704枚活檢胚胎(囊胚)數(shù)據(jù)資料,滿足以下條件之一者納入統(tǒng)計:女方年齡≥38歲、反復流產(chǎn)(≥2次)、胚胎反復著床失敗(至少連續(xù)3次胚胎移植周期且每周期至少有1枚優(yōu)質(zhì)胚胎仍未獲得臨床妊娠)、男女雙方任意一方存在染色體異常(易位、倒位等)。入組患者經(jīng)過促排卵、取卵、體外受精、囊胚培養(yǎng),選擇D5/D6為3BB及以上的囊胚進行活檢(囊胚評分參考Gardner評分系統(tǒng)),在內(nèi)細胞團對側(cè)進行激光輔助孵化,培養(yǎng)3~4 h后對孵出的外滋養(yǎng)層細胞進行活檢,將活檢的細胞裝入PCR管后進行全基因組擴增,后將擴增產(chǎn)物送檢測序(采用DA8600高通量測序平臺完成全基因組測序)。該276例患者中,有6例患者無整倍體胚胎可供移植,僅有1枚或數(shù)枚單條染色體或單一片段嵌合異常(嵌合率≤50%)的胚胎。在進行遺傳咨詢并知曉相關遺傳風險,提交倫理審查通過后,簽署知情同意書,擬定胚胎解凍移植。
均采用人工周期進行內(nèi)膜準備?;颊哂谠陆?jīng)第3天口服戊酸雌二醇(補佳樂)2 mg/d,定期B超監(jiān)測,視內(nèi)膜情況調(diào)整補佳樂用量。待內(nèi)膜≥8 mm時開始肌注黃體酮,于肌注黃體酮后第5天進行胚胎解凍移植,移植后繼續(xù)黃體支持。
胚胎移植后14 d抽血驗β-hCG,陽性者繼續(xù)黃體支持,移植后28 d行B超見宮內(nèi)孕囊及胎心搏動者確定為臨床妊娠。
計數(shù)資料均采用率(%)進行統(tǒng)計學描述。
總共活檢胚胎704枚,其中染色體無明顯異常胚胎為388枚,占55.75%(388/696);異常胚胎為308枚,占44.25%(308/696),8枚胚胎的活檢細胞未通過質(zhì)檢未進行后續(xù)測序。
將嵌合體胚胎劃分成兩組:a、多條片段嵌合異常;b、單條染色體或單一片段嵌合異常,并對其所占比例進行統(tǒng)計。結(jié)果顯示:多條染色體或多條片段嵌合異常胚胎所占比例為31.17%(96/308),單條染色體或單一片段嵌合異常胚胎所占比例為19.48%(60/308)。
在移植嵌合體胚胎的6例患者中,生化妊娠率為50%(3/6),臨床妊娠率為33.33%(2/6),流產(chǎn)率為33.33%(1/3)。在獲得臨床妊娠的患者中,嵌合率最低(33.33%),且異常片段最短(19.35 Mb)的患者活產(chǎn)1女嬰(外觀無異常)。另一獲得妊娠的患者,雖然異常片段較長(38.72 Mb),但嵌合率也較低(38.1%),最后活產(chǎn)1男嬰(外觀無異常)。具體結(jié)果詳見下頁表1。
表1 6例嵌合體胚胎移植患者情況及結(jié)局
嵌合體胚胎給PGT結(jié)果的解釋以及患者的遺傳咨詢帶來了新挑戰(zhàn)。通過高通量測序技術(shù)及生物信息學技術(shù)獲得的數(shù)據(jù)表明,應該報告和使用“嵌合”來幫助決定哪些胚胎應該優(yōu)先移植[4]。Greco E等[4]對嵌合體胚胎移植進行了研究,結(jié)果表明大多數(shù)嵌合體胚胎不能移植或?qū)е略缙诹鳟a(chǎn),但有一少部分嵌合體胚胎移植后可分娩健康的嬰兒。中國臺灣的Liu YL等[5]也做了嵌合體胚胎移植獲得活產(chǎn)的相關報道。另外,還有學者研究了嵌合程度和涉及的非整倍體的類型(即染色體以及它是三體還是單體)對嵌合胚胎發(fā)育潛力的影響。其數(shù)據(jù)顯示非整倍體細胞百分比低及單體或三體的胚胎更可能有機會植入[6-7]。本文的結(jié)果也顯示,獲得妊娠的胚胎其嵌合率均在40%以下。最近在小鼠染色體嵌合模型中獲得的數(shù)據(jù)表明,嵌合率在50%的胚胎都能成功植入,而嵌合率在75%的胚胎只有44%能成功植入。根據(jù)這個模型,高比例的非整倍體細胞可以從囊胚階段開始逐漸減少,進而降低對正常細胞的影響[8]。根據(jù)這些結(jié)果,可以認為嵌合體胚胎在活力方面代表了一個獨特的類別,介于正常胚胎和完全異常胚胎之間。這種類型的胚胎可能導致著床和妊娠潛能降低,以及遺傳異常和不良妊娠結(jié)局的風險增加。然而,還需要從前瞻性非選擇性研究中獲得更多的臨床數(shù)據(jù)來評估胚胎的嵌合狀態(tài)對于植入前胚胎發(fā)育潛能的臨床預測價值。
針對嵌合體胚胎如何處理這一問題,國際專業(yè)組織召集了專家小組,提出了有關嵌合體胚胎移植的建議[9]。然而,公布的指南是在基于臨床結(jié)果公開數(shù)據(jù)仍然有限的情況下編寫的。有些建議可能還需要根據(jù)不斷的調(diào)查結(jié)果加以探討[10]。例如,胚胎植入前遺傳診斷國際協(xié)會(Preimplantation Genetic Diagnosis International Society,PGDIS)建議,優(yōu)先移植單倍體/整倍體嵌合型胚胎而非三倍體/整倍體嵌合型胚胎,因為常染色體單倍體一般高度不育,而某些常染色體三倍體結(jié)局是并發(fā)相關身體和認知障礙的活產(chǎn)。若打算將三倍體/整倍體嵌合型胚胎用于移植,PGDIS指南建議:① 優(yōu)先考慮chr.1、3、4、5、6、8、9、10、11、12、17、19、20、22、X、Y三倍體嵌合體;② 由于存在單親二倍體可能,不考慮chr.14、15三倍體嵌合體;③ 由于存在宮內(nèi)生長發(fā)育遲滯可能,不考慮chr.2、7、16三倍體嵌合體;④ 由于存在三體綜合征活產(chǎn)可能,不考慮chr.13、18、21三倍體嵌合體[11-12]。
展望未來,希望科學技術(shù)的進步能夠準確識別嵌合胚胎,減少對潛在可存活胚胎的丟棄,這將是一項重要的成就,尤其是對于那些卵巢儲備不足、只能產(chǎn)生有限數(shù)量胚胎的患者,或者那些只檢測到染色體異常胚胎的患者。精確分類嵌合胚胎的潛力可能是輔助生殖過程中的另一個額外工具,有可能降低丟棄嵌合胚胎的風險,提高助孕成功率。