胚胎植入前或可精确诊断遗传病

　　12月28日，《美国科学院院刊》在线发表北京大学谢晓亮、乔杰、汤富酬团队最新研究成果。该项研究在国际上首次建立了一种全新的植入前胚胎遗传学诊断方法——高通量测序同时检测突变位点、染色体异常以及连锁分析(简称MARSALA)，可以在早期胚胎阶段对各种单基因遗传疾病和染色体疾病同时进行精确诊断，以避免严重遗传病患儿的出生。

　　作为植入前胚胎遗传学诊断的新方法，MARSALA技术关键的创新点是，在单细胞水平上，通过一步高通量测序，即可检测致病基因突变位点和全基因组范围染色体异常，同时完成高精度连锁分析，全面提高诊断的覆盖面和精准性。

　　染色体数量异常会导致染色体疾病。如每个细胞中21号染色体额外增加一个拷贝，变成3个拷贝，即会导致唐氏综合征。而60亿个碱基中任意一个碱基的改变(取代、缺失或者插入新的碱基)，都可能会改变基因组中编码的遗传信息，导致机体不能正常运行，从而发生遗传疾病。遗传疾病通常很难治愈，避免患儿出生是目前降低遗传疾病发生率的最有效途径。常规的产前诊断需要在孕12周左右进行绒毛穿刺，或在孕中期18周左右进行羊水穿刺和遗传分析，一旦确诊遗传疾病，选择终止妊娠将给孕妇及家庭带来巨大痛苦。

　　植入前胚胎遗传学诊断是一种在胚胎着床前就进行遗传诊断的技术，面临的最大挑战是每个胚胎能用于医学检测的细胞数量极少，通常只有1个～5个细胞，以至于无法对其直接进行后续的遗传分析。对这极少量细胞的遗传物质进行数十万倍的扩增，是遗传分析必须首先解决的问题。扩增过程中出现的任何问题，如有些碱基未被扩增出来或扩增失误等，均会导致诊断错误。

　　目前临床上常用的胚胎诊断方法，在准确性、可操作性、诊断成本等方面均有局限性。北京大学研究团队建立的MARSALA方法不仅能精确诊断单基因遗传病，还能同时精准筛查染色体异常。其次，因致病突变位点序列信息可被读取至少数千次，所以结果比传统的诊断方法更加直观、可靠。此外，还能进行多重校验，全方位降低因突变位点扩增和测序错误以及样品交叉污染等带来的问题，大大提高诊断的精确度和可靠性。利用MARSALA进行胚胎诊断，在基因组两倍覆盖度的测序深度下(2X)就能满足所有分析需求，成本大大降低。该方法对各种遗传病患者家系的兼容性高。只要有试管婴儿夫妇的标本，即可进行胚胎的精确诊断。

　　该项研究详细介绍了两个诊断成功的病例。一个是常染色体显性遗传疾病，单个碱基缺失致移码突变导致多发性骨软骨瘤，其后代无论男孩女孩均有50%的患病风险。另一例是X染色体连锁的隐性遗传疾病外胚层发育不良，单个碱基发生替换突变，后代若为男孩，则有50%的几率患病;若为女孩，有50%的几率成为遗传疾病携带者。北京大学团队利用MARSALA方法，对胚胎进行了遗传学诊断，对突变位点及染色体情况均进行了诊断，帮助两对夫妇得到了健康的后代。目前，两名婴儿都已满1岁。

　　据介绍，北京大学生物动态光学成像中心谢晓亮教授、北京大学第三医院乔杰教授、北京大学生物动态光学成像中心汤富酬研究员为论文共同通讯作者，北京大学第三医院副研究员闫丽盈博士和北京大学生物动态光学成像中心副研究员黄蕾博士、博士后许丽娅为论文并列第一作者，亿康基因科技有限公司合作参与了此项研究。