謝曉亮團隊利用遺傳診斷新技術提高試管嬰兒成功率

　　今年2月底在美國佛羅里達召開的生物技術領域最有影響力的“全球基因組生物學與技術進展”(AGBT)大會上，美國科學院院士、北京大學長江講座及千人計劃教授、北京大學生物動態光學成像中心(BIOPIC)主任謝曉亮代表北大BIOPIC-北醫三院生殖醫學研究團隊報告了一項最新的單細胞基因組擴增技術成果，首次實現了人類胚胎在植入女性子宮前的遺傳診斷，該技術有望大幅提高輔助生殖(試管嬰兒)成功率，并在其他產前診斷領域具有廣泛的應用前景。

　　該團隊由北京大學BIOPIC的謝曉亮實驗室、湯富酬實驗室及北京大學第三附屬醫院生殖醫學中心喬杰實驗室組成。 他們將謝曉亮哈佛大學實驗室去年底發表在《科學》上的MALBAC(multiple annealing and looping-based amplification cycles) 技術應用于臨床，從而確立了基于單細胞基因組高通量測序的植入前基因診斷新方法。 據外媒報道，該報告引起與會同行的高度關注并獲得了多家媒體報道，冷泉港實驗室的Gholson Lyon 評價說謝曉亮教授的報告是“本屆大會上最有趣的學術報告，從技術的角度講，非常酷”。

　　MALBAC是謝曉亮教授最新發展出的單細胞基因組擴增方法，與多重置換 (MDA：Multiple Displacement Amplification) 基因組擴增方法相比，它采用了線性擴增而非傳統的指數擴增方式，因而能夠大幅度提高擴增的均一性。

　　全世界目前每十對夫婦中就有一對面臨生育障礙，每年依靠生殖輔助技術降生的嬰兒高達五十萬。 但是，受限于目前輔助生殖過程中胚胎篩選的技術水平，胚胎成功移植并最終產下嬰兒的成功率僅為30%左右。

　　據介紹，成功率之所以如此之低，主要是由于傳統受精卵篩選的方法不夠精確。通常，為了降低各類風險，例如懷上多胞胎，可導致流產的子癇前癥以及大出血等，醫生們只能將一個胚胎移植入子宮。 傳統的篩選依據主要是受精卵的形態，而形態判斷主要依靠醫生的主觀經驗，可見傳統方法的精確度是難以保證和提高的。 胚胎移植成活率低的主要原因之一在于各類染色體異常。 因此，植入前的全基因組遺傳篩查不但可以最大限度地提高移植胚胎成活率，提高試管嬰兒的健康水平，而且可以大幅降低醫療費用，減輕孕婦的痛苦，為社會和病人節約大量資源。

　　據北醫三院生殖醫學中心主任喬杰介紹，在卵母細胞成熟過程中，會產生一個第一極體和一個第二極體作為卵細胞減數分裂的副產物，其中第一極體含有二倍體基因組信息，而第二極體含有單倍體基因組信息。通過對兩個極體細胞進行高通量測序，就能夠推算出卵細胞本身單倍體是否異常，從而監控早期胚胎是否健康。

　　北大BIOPIC-北醫三院聯合團隊對比了傳統的植入前遺傳診斷篩查方法和這個新方法。 在傳統方法中，需抽取8細胞期胚胎中的一個細胞進行鑒定，新方法則從剛剛受精的卵細胞上抽取兩個被廢棄的極體細胞。后者的優勢在于不再需要抽取胚胎內部的卵裂球細胞，從而降低了損傷胚胎的風險，此外新方法還可以將植入前診斷的時間窗口從1天增加到2-3天，從而為深入全面的診斷和篩查創造條件。

　　據湯富酬介紹，他們目前利用MALBAC技術，對六個亞洲已生育女性的卵子和極體進行了單細胞基因組擴增，并且用HiSeq高通量測序平臺對每個極體全基因組分別進行了0.1倍覆蓋度的測序，結果證明，這種新技術可以通過兩個極體的測序結果準確推算出卵細胞是否存在非整倍體等染色體異常。此外，整個診斷過程有望在近期縮短至10個小時，大大提高了這一技術的臨床應用前景。

　　該研究團隊在分析中發現，有38%的卵細胞具有非整倍體染色體異常，而非整倍體染色體異常的胚胎會伴隨著流產或者先天性缺陷。此外，研究人員還發現了該方法能夠精確地診斷出染色體小片段的缺失、重復等情況。

　　北醫三院生殖醫學中心主任喬杰指出，這種最新的診斷方法成本低、速度快、精確度高、損傷小，對輔助生殖乃至中華民族的優生優育有著重要的意義和廣闊的應用前景。該生殖醫學中心是中國第一個試管嬰兒降生的地方，目前也是全國最先進、水平最高的同類中心，每年在此就醫的患者高達1萬人。據介紹，在前期的工作基礎上，該中心將繼續招收志愿者，逐步擴大實驗規模。

　　國際上該領域競爭非常激烈，在這次的AGBT大會上，英國牛津大學Dagan Wells實驗室也報道了類似的工作，但采用的是較為落后的MDA擴增技術。北大團隊的工作是國際上首次應用單細胞基因組高通量測序技術實現對植入前人類胚胎的遺傳診斷之一。

　　除了輔助生殖外，該技術可以用于篩查特定遺傳病基因， 從而對更廣泛的人群產生重大意義，對我國的衛生系統和醫療保險系統也將產生一定的影響。