辅助生殖PGD与PGS技术.ppt
《辅助生殖PGD与PGS技术.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《辅助生殖PGD与PGS技术.ppt(82页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、植入前遗传学诊断及筛查技术植入前遗传学诊断及筛查技术临床应用临床应用谭跃球谭跃球中南大学生殖与干细胞工程研究所中南大学生殖与干细胞工程研究所*人类干细胞国家工程研究中心人类干细胞国家工程研究中心*中信湘雅生殖与遗传专科医院中信湘雅生殖与遗传专科医院内容概要内容概要植入前遗传学诊断与筛查的概念植入前遗传学诊断与筛查的概念PGD检测流程检测流程染色体易位携带者的染色体易位携带者的PGD基于全染色体筛查的基于全染色体筛查的PGD(PGD-CCS)单基因病单基因病PGD背景介绍背景介绍适应征及技术进展适应征及技术进展临床应用临床应用植入前诊断植入前诊断 植入前遗传植入前遗传学诊断和筛学诊断和筛查的概念
2、查的概念植入前遗传学植入前遗传学诊断的临床应诊断的临床应用用植入前遗传学植入前遗传学筛查的临床应筛查的临床应用用一、一、植入前遗传学诊断与筛查的概念植入前遗传学诊断与筛查的概念PGD(Preimplantation Genetic Diagnosis):又称为孕前诊断(preconception genetic diagnosis,PGD)。指在胚胎植入前,利用DNA分析技术对显微活检的胚胎细胞进行染色体异常或遗传性疾病进行诊断,选择正常的胚胎植入。第一部分 植入前遗传学诊断和筛查的概念第三代试管婴儿?PGD/PGS是以ICSI-ET为基础,结合显微操作技术和分子生物学研究的而发展起来的。PG
3、DPGD的意义的意义nPGD可在孕前阶段杜绝X-连锁隐性遗传病、染色体病和基因病患儿的妊娠,避免人工流产终止异常妊娠给广大妇女的身心痛苦。n理论上还可减少遗传病在人群中的遗传负荷。nPGD是遗传性病防治的重要手段,是Edwards获诺贝尔奖的理由之一。植入前诊断植入前诊断传统的产前诊断传统的产前诊断PGDPGD发展历程发展历程最早于1965由Edwards提出。1968年Gardncr和Edwards在显微操纵下对兔囊胚进行活检,取出少量滋养外胚层细胞分析染色质来选择雌性胚胎。1990年Handyside报道了世界第一例植入前性别诊断婴儿的出生,开创了产前诊断的新纪元。1994年,Munne用
4、FISH技术,在植入前诊断胚胎染色体非整倍体及性别获得成功。1999年,Terlin等用巢式PCR和单链多态性分析技术,对单细胞进行视网膜母细胞瘤的易感性分析,在植入前确定胚胎未来发生肿瘤的可能性大小,从而为PGD应用于人类胚胎基因表达的研究开辟了崭新的途径。2001年Verlinsky有报道对胚胎进行HLA选型以便于骨髓移植。进一步拓宽了该技术的研究和应用。u染色体异常(罗氏易位、相互易位、倒位等)染色体异常(罗氏易位、相互易位、倒位等)染色体异常的筛查染色体异常的筛查u单基因病(一般的单基因病、性连锁遗传病等)单基因病(一般的单基因病、性连锁遗传病等)单基因异常的筛查单基因异常的筛查 PG
5、DPGD期望解决的问题期望解决的问题 植入前遗传学筛查的概念植入前遗传学筛查的概念u胚胎植入前遗传学筛查(Preimplantation Genetic Screening,PGS),是指胚胎植入着床之前,对早期胚胎进行染色体数目和结构异常的检测,通过一次性检测胚胎23对染色体的结构和数目,挑选正常的胚胎植入子宫,以期获得正常的妊娠,提高患者的临床妊娠率,降低多胎妊娠。uPGS目前特指针对染色体数目异常,即非整倍体;uPGS理论上将来可以应用于单基因病。uPGS是低风险人群,夫妻双方的染色体或者基因是正常的。二、二、PGDPGD检测流程检测流程卵子精子ICSI活检取样胚胎冷冻遗传学检测选择胚胎
6、胚胎植入遗传咨询知情谈话FISHCHIPPCRMPSIVF临床促排卵极体活检活检第一极体和第二极体,检测母源性的染色体结构异常或基因突变,以及减数分裂异常造成的染色体非整倍体。优点:对卵母细胞的发育没有影响。缺点:只能检测母源性的染色体异常;不能检测受精后发生的染色体异常;可检测细胞数少,易发生检测失败。(一)活检技术选择卵裂球活检在D3胚胎发育到6-10细胞时活检出1-2个卵裂球,进行遗传学诊断。优点:最成熟最常用的活检方法。缺点:活检出卵裂球后降低了胚胎的发育潜能;细胞数少,容易发生检测失败(细胞固定及 杂交失败,扩增失败,ADO等)。囊胚活检D5-6天胚胎发育到囊胚阶段后,活检囊胚滋养层
7、细胞进行遗传学检测。优点:对滋养层细胞的活检不影响将要发育成胎 儿的内细胞团的发育;可检测细胞数较多,检测失败概率降低。对SNP-array而言,能大大减低费用。缺点:大部分情况下(除非可以在24小时之内出结果)需将活检后的囊胚冷冻保存。染色体易位(Translocation):一种染色体结构异常,一条染色体的一段转移到同一条或另一条染色体上,导致易位片段基因的重排(Thompson&Thompson GENETICS IN MEDICINE 2010)易位是一种常见的染色体结构重排异常,新生儿中发病率0.2%.(Stern et al.,1999)临床上两种类型的易位最常见:罗氏易位和相互易
8、位一、染色体易位携带者的一、染色体易位携带者的FISH-PGDFISH-PGD第二部分 植入前遗传学诊断的临床应用4q254q2520q1220q12相互易位:两条非同源染色体之间进行片段的交换,常常是整个末端的断裂并互换。-Thompson&Thompson GENETICS IN MEDICINE 2010着丝粒着丝粒Derivative chromosome 4Derivative chromosome 20罗氏易位:这种类型的易位是在两组端着丝粒染色体(D组 and G 组,染色体13-15,21-22)间进行交换,往往在靠近着丝粒的区域断裂重组,导致易位的两条染色体随体的丢失-Tho
9、mpson&Thompson GENETICS IN MEDICINE 2010CentromereCentromereChr21Chr14der(14;21)易位携带者的健康风险平衡的染色体易位个体往往没有明显的疾病表型,称为“易位携带者”。但却多存在生殖的障碍;易位携带者主要的遗传风险起源于配子减数分裂的过程,携带者可产生高比例的不平衡配子(精子和卵),可以导致流产,出生染色体异常患儿引起出生缺陷(特别是智力障碍),并可导致不孕和不育;平衡易位携平衡易位携带者的者的遗传风险四射体对于相互易位携带者,配子分离模式理论上产生18种配子类型:包括1种正常,1种平衡易位型 和16 种不平衡分离的配
10、子。normalbalanceddisomy 21disomy 21nullisomy 21Nullisomy 14罗氏易位产生6种配子类型,包括1中正常,1中平衡易位型,其余4种不平衡分离配子,这类不平衡配子往往导致流产。罗氏易位的氏易位的遗传风险染色体易位和生殖健康反复流产:3-4%的反复流产患者存在染色体结构异常 相互易位占 61%罗氏易位占 16%-Clifford et al.1994;Franssen et al.2005我院数据:共发现1425 易位携带者,其中相互易位 76.6%(1094/1428),罗氏易位 23.4%(334/1428).反复流产 75.2%(1071/1
11、425)严重男性因素 17.2%(245/1425)卵巢功能下降1.2%(18/1425)PGD用于易位携带者治疗的历史产前诊断移植以来被有效的用来避免染色体异常患儿出现,但是诊断异常后流产给妇女带来心理和生理的负担,并可能导致生育障碍;第一例PGD的成功妊娠,利用Y染色体特异性DNA扩增技术成功对人胚胎性别进行诊断并获得妊娠。-Handyside,AH.Nature,19901998年,FISH技术被用于易位携带者的PGD诊断并获得成功-Conn CM et al.1998;Munn S et al.1998;Pierce KE et al.1998 荧光原位杂交(FISH)荧光原位杂交技术
12、(Fluorescence in situ hybridization,FISH)是以利用荧光标记的特定基因或染色体片段作为探针,与染色体特定序列DNA分子杂交,可以确定分裂细胞或间期细胞对应染色体序列的位置及数目,以此检测染色体数目或结构异常。FISH技术有以下几个特点:安全、快速、灵敏度高;探针能较长时间保存;多色标记,简单直观;可用于中期染色体及间期细胞的分析人类干细胞国家工程研究中心*中信湘雅生殖与遗传专科医院荧光原位杂交(FISH-PGD)技术流程欧洲生殖与胚胎学协会(ESHRE)-FISH-PGD实践指南ESHRE要求:实验室胚胎活检技术;遗传室细胞核玻片固定基础,并对固定程序有详
13、细要求;选择合适的探针,对平衡易位患者需提前做好外周血淋巴细胞中期分裂相预实验;欧洲生殖与胚胎学协会(ESHRE)-FISH-PGD实践指南细胞核玻片固定程序:活检卵裂球(1枚或2枚)或囊胚滋养层细胞(TE);低渗液滴中处理5min;在圆圈标记对应的玻片正面部位加固定剂(Tween-20/HC1),将低渗好的细胞转至固定剂液滴中;待固定剂完全干燥后,可放在-20备用,或者直接进入下一步;60烤片,30min-3h;RNase消化,蜡膜封片,湿盒中37度孵育30min-1h;将RNase处理后的玻片依次过2xSSC、75%、90%、100%酒精,梯度脱水;将玻片放入变性液中,75预变性3-5mi
14、n(目的是将DNA双链打开);玻片依次过75%、90%、100%酒精梯度脱水,2min/浓度,完全风干;探针75变性5min;将探针加到风干的玻片样本上,双层蜡膜封片,置于湿盒中,37过夜(杂交4-6h);玻片依次过洗涤液WS1三缸(45),WS2两缸(室温),WS3一缸(室温);75%、90%、100%酒精梯度脱水,风干;加入DAPI,处理3min后,直接荧光显微镜下观察。欧洲生殖与胚胎学协会(ESHRE)-FISH-PGD实践指南平衡易位探针选择和淋巴细胞预实验探针的选择:商业探针的使用需通过QC质控;自制探针也需要进行合适的QC/QA鉴定。所有探针在应用到临床检测前都需经过细胞杂交预实验
15、,评估特异性、亮度及弥散度;对于所有平衡易位携带者,需要取用对应易位区段合适的探针以及探针组合对夫妻双方淋巴细胞中期分裂相及间期核进行预实验检测:至少分析20个中期分裂相,确保探针位置在正确的染色体上,易位片段能被正确指示;至少分析100个间期核,评估特异性、亮度及弥散度。欧洲生殖与胚胎学协会(ESHRE)-FISH-PGD实践指南着丝粒探针位点特异性探针亚端粒探针一例相互易位携带者PGD,核型为:46,XY,t(6;10)(q13;p15),活检2枚胚胎,对单卵裂球进行FISH检测,发现1枚信号正常,移植1枚,妊娠单胎,产前诊断为正常核型,已出生正常婴儿。FISH-PGDFISH-PGD举例
16、:平衡易位携带者举例:平衡易位携带者预实验结果:外周血淋巴细胞培养制备的一个中期分裂相和一个间期核FISH探针:易位片段的亚端粒探针(6q136qter,Tel 6q SpectrumOrange;10p1510pter,Tel 10p SpectrumGreen)和10号着丝粒片段的着丝粒探针(10p1510qter,blue CEP10 alpha satellite SpectrumAqua)。一例相互易位携带者PGD,核型为:46,XY,t(6;10)(q13;p15),活检2枚胚胎,对单卵裂球进行FISH检测,发现1枚信号正常,移植1枚,妊娠单胎,产前诊断为正常核型,已出生正常婴儿。
17、FISH-PGDFISH-PGD举例:平衡易位携带者举例:平衡易位携带者FISH-PGDFISH-PGD检测结果:检测结果:不同通道滤光片下观察到的细胞核中的FISH探针荧光信号。a胚胎细胞核中每个探针均为2个杂交信号提示每个探针位点均为2个拷贝,表示易位相关的染色体组成为正常或平衡易位。b胚胎核中均为1个红色信号、3个绿色信号和2白色信号,分别提示6号易位片段为一个拷贝、10号易位片段为3个拷贝和10号着丝粒片段为2个拷贝,表示该胚胎为临近-1分离形成的6q136qter单体和10p1510pter三体不平衡产物。临近-1分离模式图Reciprocal translocation carri
18、ersRobertsonian translocation carriersBiopsied cycles257149Oocyte number14.536.5313.816.83Number of good quality embryos on D37.124.186.854.61Number of good blastocysts on D50.931.501.041.71Biopsied embryo(median(range)10(1-30)9(1-24)Biopsied embryos27091420 Normal/balanced17.5%(475)31.8%(451)Unbala
19、nced69.5%(1882)56.3%(799)Testing failure13.0%(352)12.0%(170)Cancelled cycles(rate)82(31.9%)24(16.1%)2006-2011 年我院易位携带者进行d3 FISH-PGD结果正常或平衡易位胚胎比例低,尤其是相互易位Reciprocal translocation carriersRobertsonian translocation carriersBiopsied cycles257149Oocyte number14.536.5313.816.83Number of good quality embr
20、yos on D37.124.186.854.61Number of good blastocysts on D50.931.501.041.71Transferred embryo(median(range)2(1-3)2(1-3)Cycles accepted transfer175125Clinical pregnancy rate per biopsied cycle33.5%(68/257)32.2%(48/149)Clinical pregnancy rate per ET38.9%(68/175)38.4%(48/125)Implantation rate32.2%(86/267
21、)28.1%(62/221)Miscarriage rate16.2%(11/68)16.7%(8/48)Live birth rate per Biopsy22.2%(57/257)26.8%(40/149)Health babies/delivered babies52/5235/352006-2011 年我院易位携带者进行d3 FISH-PGD结果单卵裂球单卵裂球FISHFISH几种风险可能导致没有准确结果几种风险可能导致没有准确结果:杂交背景干扰太强的情况杂交杂质信号干扰的情况杂交失败未见信号的情况固定或重杂交细胞核丢失的情况囊胚FISH相对卵裂期FISH更有优势?1.活检细胞数的增多
22、有利于信号的判定;2.直观方便检出胚胎嵌合体。胚胎胚胎序号序号Tel 7p信信号数号数Tel 8q信号数信号数CEP8结果提示结果提示1163626异常2173727异常3153525异常4272727正常或平衡易位正常或平衡易位5143424异常6272727正常或平衡易位正常或平衡易位7173727异常814342异常9163626异常10243224222422异常11321222异常囊胚囊胚FISH-PGDFISH-PGD举例:平衡易位举例:平衡易位FISH面临的挑战不同实验室不同实验室FISH检出率和准检出率和准确率波动较大确率波动较大着床率和妊娠率随着着床率和妊娠率随着FISH检检
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 辅助 生殖 PGD PGS 技术
限制150内