中国首例亨廷顿舞蹈症“双芯试管宝宝”诞生

我国首例亨廷顿舞蹈症应用“Karyomapping及SNP芯片PGS”联合诊断技术进行胚胎植入前遗传学诊断“双芯试管宝宝”诞生。

2016年9月13日20点郑州大学第一附属医院生殖医学中心（以下简称：郑大一附院生殖中心）传来喜讯：我国首例亨廷顿舞蹈症应用“Karyomapping（核型定位/核映射）及SNP芯片PGS”联合诊断技术进行胚胎植入前遗传学诊断“双芯试管宝宝”诞生。郑州大学副校长、第一附属医院院长阚全程教授宣布：这在中国尚属首例，是我院生殖医学中心填补的又一项国内空白。

2015年5月，中华医学会生殖医学分会主任委员、郑大一附院生殖医学中心孙莹璞教授接诊了一对来自东北辽宁的夫妇，因女方具有家族性亨廷顿舞蹈症病史，该夫妇为了生育正常后代，慕名来到郑大一附院生殖中心就诊。经遗传学筛查，确诊女方携带亨廷顿舞蹈症致病基因HTT基因第一个外显子CAG核苷酸重复异常，该病为常染色体显性遗传，后代发病的概率为50％，子代男女发病机会均等，发病后病程可持续终生，给患者带来巨大的身心痛苦与经济负担。

由于该病致病基因突变为核苷酸三碱基重复异常，基因突变复杂，采用胚胎植入前遗传学诊断难度比其它遗传病更大，极易产生误诊。面对患者不远千里的殷切期待，孙莹璞教授带领团队年轻的副主任徐家伟博士等，决定攻克技术难关，应用国际上先进的单细胞“Karyomapping”及“SNP芯片PGS”技术对该夫妇进行单基因遗传病胚胎植入前遗传学诊断（PGD）试管婴儿技术，阻断亨廷顿舞蹈症致病基因遗传给后代。

Karyomapping是一种PGD技术，配合辅助生殖技术使用。其原理是对比胚胎与父母和近亲的DNA样本，通过画出家系遗传树状图来筛查遗传疾病基因。在携带缺陷基因的染色体上寻找独特的遗传标记，就像指纹。利用这些标记，研究人员可看到感兴趣的基因所在的染色体片段，并确定这个片段是遗传自父亲还是母亲，从而找出哪个未遗传致病基因的最佳候选植入胚胎。实际操作中，研究人员将取出父母和近亲（患儿，或者已知是否携带致病基因的直系亲属）的DNA，与经过活检技术获得的胚胎的DNA进行比较，找到DNA的排列规律，从而判断胚胎是否遗传了包含突变基因的染色体片段。有了这种技术，准父母能够在胚胎植入和怀孕之前检测胚胎的疾病状况。

根据遗传病的不同发生类型，对于发病率50%的常染色体显性遗传病（例如亨廷顿舞蹈症），Karyomapping能帮助确定所检测的胚胎是遗传了父母致病基因成为患者；还是未遗传任何突变。对于发病率1/4的常染色体隐性遗传病（例如囊性纤维化），采用Karyomapping技术可确定该胚胎是遗传了父母一方的单个突变并将成为一名正常（不发病）携带者；还是遗传了双亲的各个突变成为患者；或者是胚胎未遗传任何突变完全正常。理论上对于绝大多数单基因遗传病，仅需已知遗传病的类型，致病基因在染色体上的具体位置，Karyomapping在一个通用的操作流程下都可以找到对应的解决模式。

2015年6月26日，患者完成取卵手术和体外受精，共获取成熟卵子8枚，形成受精卵6枚, 继续行囊胚培养，6枚胚胎全部形成囊胚；之后，郑大一附院生殖中心胚胎培养室博士们对每个囊胚激光切割活检1-2个细胞，生殖中心PGD实验室立即进行单细胞全基因组扩增，再采用“Karyomapping”技术进行连锁遗传分析，首先在患者HTT基因上下游2M范围内进行连锁分析，提示患者2枚胚胎携带母源HTT基因致病变异，推测为患病胚胎，4枚胚胎未携带母源HTT基因致病变异，诊断为正常胚胎。考虑到HTT基因动态突变的复杂性，孙莹璞教授团队决定结合HTT基因测序结果，充分考虑遗传重组因素，缩小到HTT基因上下游0.5M范围进行遗传连锁分析，与初步分析结果高度一致。

但是，不携带HTT致病突变的胚胎就一定能移植么？为了确保诊断准确无误孙莹璞教授和徐家伟博士等讨论后决定进一步对患者不携带HTT致病基因突变的胚胎进行全基因组非整倍性检测，运用该中心2011年在国内首次开展的单细胞SNP芯片技术对胚胎进行检测，结果显示其中1枚胚胎缺失一条染色体，不能用于移植。最终，患者在“Karyomapping及SNP芯片PGS” 技术联合诊断下获得3枚既不携带HTT致病突变同时全基因组拷贝数完全正常的胚胎冷冻保存用于后续移植。

患者于2015年12月22日怀着无比期待的心情再次从东北来到郑大一附院生殖中心进行单个囊胚移植，解冻移植一枚经“Karyomapping+SNP芯片PGS”技术诊断正常的囊胚；移植后14天、18天，血HCG值检测显示为生化妊娠；移植后35天B超显示宫内单活胎；于孕18周在我院遗传与产前诊断中心进行羊水穿刺遗传学筛查，结果显示患者胎儿不携带母亲亨廷顿舞蹈症致病基因核苷酸变异。但是，孙莹璞教授团队讨论后再次严谨的提出：为了确保胎儿遗传学完全正常，必须对胎儿羊水DNA进行全基因组范围微重复、微缺失筛查。生殖中心徐家伟博士等又对胎儿羊水基因组采用单核苷酸多态性芯片进行全基因组拷贝数检测，结果显示胎儿全基因组范围未见致病性微重复、微缺失。孕妇于2016年9月13日20点成功分娩一健康女婴，体重5.7斤，体征一切正常，标志着郑大一附院生殖中心采用 “Karyomapping+SNP芯片PGS”联合技术精准阻断复杂遗传病垂直传递的成功。

传统的单基因病胚胎植入前遗传学诊断采用单细胞PCR技术等，对于亨廷顿舞蹈症这类由于外显子区域CAG核苷酸重复导致的复杂突变遗传病，传统技术会有较高的误诊率，并且周期较长。“Karyomapping”技术首先对胚胎活检取下的单细胞标本进行单细胞全基因组扩增，之后进行后续扩增与杂交，采用人类基因组上的单核苷酸多态性标签进行连锁分析患者胚胎与父母致病基因携带状态，从而诊断胚胎的致病状态，并且“Karyomapping”技术联合SNP芯片技术能同时检测单基因疾病及染色体异常，对于所有遗传方式与致病基因明确的单基因遗传病都适用；考虑到Karyomapping技术主要针对欧美国家人群遗传病设计，郑大一附院生殖中心医务人员从2013年开始就对“Karyomapping”技术进行中国汉族人群的临床前研究，并首次比较了Karyomapping技术与SNP技术对诊断全基因组拷贝数变异的优劣，采用多种单基因遗传病致病基因进行验证，科学评估其临

床应用价值，最终应用于亨廷顿舞蹈症胚胎植入前遗传学诊断。

原文来源：郑州大学第一附属医院生殖医学中心，修改、转载获得作者同意。

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