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【砥砺奋进的五年】给胚胎“看病”,有效阻断200多种遗传病

2017年06月03日16:13    来源:湖南日报

原标题:给胚胎“看病”,有效阻断200多种遗传病

卵子和精子结合后的3至5天,形成的胚胎有多大?大约150至250微米(1毫米是1000微米)。

这是一个肉眼几乎看不到的大小。但在中信湘雅生殖与遗传专科医院的实验室里,科研人员每天在显微镜下为这样的胚胎做诊断,决定它能否植入母亲的子宫以及分析出生后的健康状况。

试管婴儿辅助生殖技术诞生之初,是为了解决不孕不育问题。随着技术发展,中信湘雅生殖与遗传专科医院林戈团队结合基因测序技术,建立了一系列胚胎植入前遗传学诊断/筛查新技术,把筛选遗传缺陷的时机提早到了早期胚胎阶段,对生育进行“质检”。

“能给成千上万家庭带来健康宝宝,我们的科研是幸福的。”5月28日,中信湘雅生殖与遗传专科医院副院长林戈告诉记者,迄今为止已有效阻断200多种遗传病,显著降低流产和出生缺陷的风险。5月中旬,这项基因测序精准优生技术研发与应用,获得湖南省科技创新奖。

染色体异常,是导致流产或出生缺陷的“罪魁祸首”之一。特别是随着高龄孕产妇增多,越发严峻。避免患儿出生是目前降低疾病发生率的最有效途径,但常规的产前诊断在孕12至18周左右,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。

借助试管婴儿技术,如果能将染色体检查放在胚胎植入之前,问题迎刃而解。2010年,中信湘雅与华大基因合作,引进大规模平行测序技术,对胚胎进行植入前遗传学诊断和筛查。

150至250微米大小的囊胚世界,成了医学遗传学和生殖医学专家们的研究对象。早期胚胎只有少量细胞,如何从胚胎中提取细胞,而又不损伤胚胎发育?取材是否成功,非常关键。

“我们起初选择在精子和卵子结合后第三天,受精卵内只有8个细胞,抽取1至2个细胞进行检测。”林戈介绍,由于细胞数量少,准确率不理想。据悉,一般胚胎发育第5、6天之前就要完成检测,方便之后移植到子宫着床。

在反复实验后发现,囊胚发育到第5天时,已有100多个细胞,而且形成了滋养外胚层。这是未来变成胎盘的部分,提取其中的5个细胞检测,不会影响胎儿的发育。由此,林戈团队在国内率先建立囊胚期活检技术,目前准确率已超过90%。

随着人类基因组密码的破解和单细胞全基因组扩增技术迅速发展,2013年7月,世界首批经大规模平行测序技术的胚胎植入前遗传学诊断/筛查试管婴儿在中信湘雅诞生。同年的“欧洲生殖医学年会”上,这一成果得到国际广泛认可。胚胎植入子宫前筛除染色体非整倍体,可在孕前阶段杜绝一些遗传病、染色体病和基因病患儿的妊娠,提高了试管婴儿的着床率和活产率。

不过,常规技术只能诊断染色体非整倍体,无法识别胚胎的染色体是否发生了易位。也就是说,染色体易位人群,无法阻断该基因向子代传递。这个人群并不鲜见,发生率为1/500至1/1000,多因不育或多次流产而确诊。

针对这一全球性难题,团队从香港引进了染色体显微切割技术人才,与新一代测序技术相结合,建立了微测序技术,确定结构异常染色体产生断点的具体位置信息,从而鉴别出完全正常胚胎,植入子宫,生下健康宝宝。

显微镜下的微观世界中,性细胞蕴藏着无穷的遗传奥秘。它携带着父体和母体的遗传信息,也可能有致病基因突变,甚至将来罹患恶性肿瘤的宿命。

“我们在追溯恶性肿瘤患者家人健康状况时,常常发现他们的家族成员也有相关病史。其中一部分为遗传性肿瘤,家族中的成员携带有导致肿瘤高发风险的致病突变,他们不仅面临较高的患癌风险,也意味着遗传给后代的可能性。”林戈对此忧心忡忡。

由此,肿瘤学与生殖医学交叉形成一门新兴学科——肿瘤生殖学。2015年,团队缔造了中国首例“无癌宝宝”,成功将视网膜母细胞瘤的遗传基因阻断在孕前。

目前,该院可进行遗传咨询检测55种遗传性肿瘤疾病。不过,林戈也表示,恶性肿瘤的发生除遗传因素外,还与环境等因素密切相关,因此“无癌宝宝”是指排除了家族中高风险致病因素的宝宝,降低了恶性肿瘤的发生率,而不是未来一定不发生癌症。

“对遗传病的阻断,也是老一辈技术人员一直追寻的目标。”林戈介绍,团队前身于1978年由我国医学遗传学奠基人卢惠霖教授和生殖医学家卢光琇教授创建,未来不仅要实现对更多致病基因的遗传阻断,还将朝着编辑、改造基因的目标前进,改变人类生育格局。(记者 段涵敏 通讯员 董雷)

(责编:沈王一、王金雪)

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