2021年5月，中信湘雅生殖與遺傳?？漆t(yī)院林戈、杜娟團隊在《Mol Genet Genomic Med》期刊上發(fā)表一篇題為“Next-generation sequence-based preimplantation genetic testing for monogenic disease resulting from maternal mosaicism”的文章，該研究通過超深度測序?qū)颊咔逗线M行驗證，隨后利用NGS-SNP單體型連鎖分析技術對相應疾病進行了PGT-M阻斷，并成功生育健康后代。嘉寶仁和為該研究提供了SNP單體型構(gòu)建、胚胎檢測及數(shù)據(jù)分析服務。

嵌合體是指一個個體或一種組織中，含有源于單個受精卵但遺傳組成不一致的兩種或以上細胞系的現(xiàn)象。根據(jù)染色體異常是否累及生殖腺細胞以及是否可傳遞給子代，嵌合體可分為體細胞嵌合體、生殖腺嵌合體和體細胞-生殖腺嵌合體。生殖腺嵌合體雖然不會產(chǎn)生臨床表型，但可能會傳遞給后代并導致疾病的發(fā)生，這對由其導致的單基因病的PGT-M阻斷及其遺傳咨詢提出了很大挑戰(zhàn)。因此，亟需構(gòu)建一個能夠準確識別母體嵌合，并對由其導致的單基因病進行有效阻斷的體系，以降低對子代健康的影響。

研究方法

根據(jù)招募標準，2017年12月到2019年5月，該項目共納入4對夫婦進行研究，納入標準及具體研究流程見圖1。

▲圖1 研究流程

研究結(jié)果

對納入的4名女性患者的疑似嵌合體致病變異進行超深度測序驗證分析，證實該4名女性均存在嵌合變異，嵌合比例分別為1.12%、9.0%、27.60%和91.03%。

▲表1 4名女性患者攜帶嵌合變異信息
（引自文獻1）

 

 案例 1

夫婦二人已育有1名X-連鎖腎上腺腦白質(zhì)營養(yǎng)不良男性患兒。一代測序結(jié)果顯示，患兒ABCD1基因存在c.1859_1860insTA (p. His621Thrfs*16)變異；而女方在該位點變異信號較低，不能與噪音背景進行區(qū)分。
經(jīng)超深度測序驗證，女方該位點的確存在嵌合變異，嵌合比例為9.0%。

該夫婦共檢測9枚囊胚，均未發(fā)現(xiàn)致病性變異。其中，胚胎1、3、5、8和9遺傳了母親野生型單體型；而胚胎2、4、6和7遺傳了母親沒有ABCD1基因變異的致病單體型。最終夫婦二人移植胚胎1后成功妊娠，于孕中期經(jīng)羊水穿刺進行產(chǎn)前診斷，檢測結(jié)果與PGT-M一致，現(xiàn)已成功誕生一健康男孩。

▲圖2 病例1的家系及囊胚單體型分析
（圖片引自文獻1）

 

案例 2

夫婦二人曾生育1名X-連鎖范可尼貧血癥患兒（已去世）。女方一代測序顯示FANCB基因存在c.1411delT(p. Ser471Glnfs*4) 雜合變異，變異信號較低；家系分析顯示，女方父親、阿姨以及妹妹（女方母親去世）均不攜帶該變異，推測該變異為新發(fā)變異。

經(jīng)超深度測序驗證，女方在該位點變異為嵌合變異，嵌合比例為27.6%。

夫婦二人共獲得8枚囊胚，活檢后通過NGS進行SNP連鎖分析顯示，胚胎2、3和4遺傳了母親野生型單體型，胚胎1和5遺傳了母親無變異的致病單體型，而胚胎6、7和8遺傳了母親具有該變異的致病單體型。夫婦二人最終移植胚胎3，并成功妊娠；于孕中期經(jīng)羊水穿刺進行產(chǎn)前診斷，結(jié)果正常，現(xiàn)已成功孕育一健康男孩。

▲圖3 病例2的家系及囊胚單體型分析
（圖片引自文獻1）

 

案例 3

該夫婦已連續(xù)經(jīng)歷了2次終止妊娠，均因超聲顯示胎兒為骨骼畸形。第2個流產(chǎn)胎兒基因檢測分析結(jié)果顯示，COL1A2基因存在c.1685G>T(p.Gly562Val) 雜合變異（該基因為成骨發(fā)育不全致病基因，呈常染色體顯性遺傳）；而夫妻雙方經(jīng)一代測序檢測，均不存在該變異。

經(jīng)超深度測序顯示，女方在該位點變異為嵌合變異，嵌合比例為1.12%。

共檢測8枚囊胚，其中胚胎2和胚胎5遺傳了母親野生型單體型，胚胎1和胚胎3遺傳了母親無變異的致病單體型，而胚胎4遺傳了母親帶有變異的致病單體型。最終胚胎2被移植，并成功妊娠；經(jīng)產(chǎn)前診斷結(jié)果正常，現(xiàn)已成功誕生一健康女嬰。

▲圖4 病例3的家系及囊胚單體型分析
（圖片引自文獻1）

 

案例4

該夫婦二人中，女方有神經(jīng)纖維瘤表型，但其父母臨床表型均正常。外周血MLPA結(jié)果顯示，女方攜帶NF1基因缺失雜合子，而其父母均未檢測到該變異；但因女方基因缺失區(qū)域18個有效SNP位點雜合比例很低，推測為嵌合體。

經(jīng)超深度測序驗證，女方存在NF1基因變異的嵌合體，在外周血細胞中的嵌合比例高達91.03%，而在口腔黏膜細胞中只有15.70%。

▲圖5  病例4的家系單體型分析
（圖片引自文獻1）

共活檢3枚囊胚及其相對應的極體（胚胎1的PB2被降解）。極體檢測結(jié)果顯示，胚胎1 的PB1為沒有NF1基因缺失的致病單體型雜合子，胚胎2和胚胎3的PB1為野生型單體型，而對應的PB2遺傳了沒有NF1基因缺失的致病單體型。囊胚檢測結(jié)果顯示，胚胎1遺傳了母體野生型單體型，胚胎2和胚胎3遺傳了致病單體型，但根據(jù)對PBs的分析，這兩個胚胎均未攜帶NF1基因缺失，這一結(jié)果通過構(gòu)建STR單體型進行了驗證。因此，這三枚胚胎均正常并可進行移植，最終夫婦二人移植了胚胎1并成功妊娠；孕中期經(jīng)產(chǎn)前診斷結(jié)果正常，現(xiàn)已誕生一名健康男孩。

▲圖6 病例4的胚胎單體型分析
（圖片引自文獻1）

嵌合變異可以通過超深度測序技術被有效檢出，而由母體嵌合變異導致的單基因病可進一步通過基于NGS技術的SNP單體型連鎖分析進行PGT-M精準阻斷，阻止嵌合變異向子代的傳遞，確保子代的健康。 

 

參考文獻

[1] Hu Xiao, He Wenbin, Zhang Shuoping, et al. Next-generation sequence-based preimplantation genetic testing for monogenic disease resulting from maternal mosaicism[J]. Mol Genet Genomic Med, 2021, 9: e1662.