依托高通量测序技术的NIPT现已广泛应用于胎儿染色体非整倍体的无创检测,并在预防染色体疾病患儿出生方面,显示强大的临床价值。不过高通量测序技术的临床应用显然不会止步于此,胚胎植入前遗传学筛查与诊断(PGS/PGD)也已成为高通量测序技术下一个临床转化的热点。
应用高通量测序技术对胚胎进行PGS/PGD检测,两个技术难点一直存在。首先是如何通过全基因组扩增技术(WGA)高保真的扩展胚胎活检样本中的微量DNA,以产生足够的DNA模板进行后续的检测。其次是检测技术本身是否可以高精确度、高灵敏度的检测胚胎细胞的染色体异常。近期贝瑞和康与第四军医大学唐都医院、军事医学科学院附属医院、中国人民解放军总医院合作发表在《Journal of Genetics and Genomics》上,题为“The Performance of Whole Genome Amplification Methods and Next-Generation Sequencing for Pre-Implantation Genetic Diagnosis of Chromosomal Abnormalities”的研究文章,为研究者们在上述两方面提供了参考。
该文章作者首先对基于PCR的WGA方法与基于MDA的WGA方法进行评价,以确定哪一种方法能对胚胎单细胞提供最均匀的基因组覆盖率检测。研究结果显示基于PCR的WGA方法SurePlex 和MALBAC更胜一筹,更能够为后续的测序提供高质量的DNA模板。该研究中还提及一种名为CNV-Seq的低覆盖度大规模平行测序技术。
CNV-Seq技术是由贝瑞和康与中南大学医学遗传学国家重点实验室合作开发的、针对染色体微缺失微重复进行的高精度检测,在已发表的文献中,CNV-Seq被报道具有良好的特异性及可重复性,检测分辨率约为0.1Mb。而在该研究中,CNV-Seq与SurePlex 或MALBAC的WGA方法联合运用,可准确检测胚胎单细胞3-15Mb的CNVs,如Wolf-Hirschhorn综合症(3.31Mb 4p缺失)、Jacobsen综合症(12.09Mb 11q缺失)和1p36微缺失综合症(2.34Mb 1p缺失)等,用于临床PGS/PGD时,可利于选择正常的胚胎进行子宫移植。
未来,如何在不增加测序深度、不增加患者经济负担的情况下,提高高通量测序技术对于胚胎单细胞的检测分辨率,发现更多的胚胎细胞染色体异常,进而提高胚胎移植的成功率,则是研究者接下来努力的方向。
参考文献:
Liang, D., Peng, Y., Lv, W., Deng, L., Zhang, Y., Li, H., Yang, P., Zhang, J., Song, Z., Xu, G., Cram, D.S., Wu, L., 2014. Copy number variation sequencing for comprehensive diagnosis of chromosome disease syndromes. The Journal of molecular diagnostics : JMD 16, 519-526.
Na Li , Li Wang, Hui Wang, Minyue Ma, Xiaohong Wang, Yi Li, Wenke Zhang, Jianguang Zhang, David S. Cram, Yuanqing Yao. The Performance of Whole Genome Amplification Methods and Next-Generation Sequencing for Pre-Implantation Genetic Diagnosis of Chromosomal Abnormalities. Journal of Genetics and Genomics 42 (2015) 151e159.