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让遗传病患者拥有健康宝宝


 小刘是位32岁的妈妈,她的儿子明明今年7岁,正是应该上小学的年龄。但是,明明却不能像其他同龄孩子一样背着书包开开心心地去学校,只能待在家里,生活无法自理,还需要其他人来照顾。 

因为明明从出生的时候,就没有头发,也没有汗腺。正常孩子七八个月大的时候就可以坐立了,而这些简单的行为对明明来讲却是遥不可及的;他的智力永远停留在了不到1岁的水平,不会说话,无法表达自己的意愿,也无法理解外界发生的任何事情。经过全面的检查,明明被确诊为X-连锁外胚层发育不良。从初为人父母的喜悦到得知孩子得病的痛苦,小刘夫妇经受了极大的打击。在过去的每一天,夫妇俩都盼望着奇迹的发生……但是,7年了,明明的病情没有丝毫改善。而他们也知道,终有一天,明明会早早地离他们而去。

经过详细的基因检测,医生明确了明明疾病的致病位点发生在X染色体上,而这一致病位点来源于母亲。母亲虽然携带了这一基因,但是另一个等位基因是正常的,所以并不发病。由于在精子和卵母细胞结合的时候,卵母细胞是单倍体,只携带一套等位基因。儿子唯一的一套X染色体来源于母亲,所以这个致病的位点就传递给了明明。

高通量测序技术联合极体诊断为遗传病患者生育带来福音

夫妻两人还年轻,想生育一个健康的孩子,他们求医于北京大学第三医院生殖医学中心。北京大学第三医院(简称北医三院)生殖医学中心在第三代试管婴儿,即植入前基因诊断(PGD)的基础上,开展了极体、胚胎细胞联合检测,同时进行单基因疾病和染色体疾病的诊断,筛选正常胚胎, 避免遗传性疾病患儿出生。用于分析配子或胚胎单基因疾病或染色体异常的PGD诊断技术自1990年以来,有了几次的发展和改进:针对单位点突变的PCR技术费时昂贵、存在等位基因脱扣的弊端,每对夫妻或遗传疾病都需要量身裁体制定一套方案;FISH技术以荧光探针颜色来代表染色体数目,仅能做少数染色体分析,昂贵、费时;CGH/SNP芯片技术可以检测全部染色体数目及结构的异常,目前SNP芯片已经开发出用于已知的单基因疾病的检测,但检测费用昂贵,获得的信息仍然有限;近两年兴起的高通量测序技术能同时诊断单基因疾病及染色体疾病,适用更多种类的疾病。北医三院生殖中心将这种高通量测序技术用于胚胎植入前遗传学诊断之中,大大提高了检测效率和应用广度,降低了胚胎诊断成本,为更多的遗传病患者的生殖健康带来福音。

在小刘夫妇的试管婴儿流程中,卵母细胞成熟过程及受精后,医生借助显微镜的帮助通过显微操作分离取出两个包含有基因组拷贝的极体,利用单细胞多次退火环状循环扩增(MALBAC)与测序技术,对于卵母细胞第一极体、(受精后)第二极体进行了高通量测序,在准确推断出卵母细胞中基因组完整性的同时,还能发现卵母细胞携带遗传性致病基因的情况,从而选择出一个正常的、没有遗传缺陷的胚胎用于胚胎移植。

小刘在MALBAC高通量测序技术联合极体胚胎检测的帮助下,成功地怀孕了,并且生了一个健康的宝宝。在移植后的孕期检测羊水,及婴儿脐带血的检验中均显示正常,不携带致病基因。小刘夫妇终于圆了生育健康宝宝的梦。在孩子出生后确定健康的时刻,小刘夫妇和医生都喜极而泣。

无论在基础研究还是临床应用上,对细胞中所有基因序列(全基因组)的分析都是极其重要的。由于单个细胞中仅含有每个基因的一个或两个拷贝,因此对单个细胞进行全基因测序非常困难。此方法巧妙利用了卵细胞成熟、受精过程出现的独特结构——极体,它是卵细胞不均等分裂的副产物,不参与胚胎的后期发育。通过对极体的全基因组测序推断出在受精卵中母源基因组的情况,从而选择出一个正常的胚胎进行移植。目前,通过此项技术,北医三院生殖医学中心已经成功帮助有遗传疾病的多个家庭完成胚胎的诊断。该研究成果发表在国际顶级学术期刊《细胞》杂志上,《自然》杂志同步进行了报道。同时,我国的新闻联播、英国的BBS电台等多家新闻媒体也对该项成果进行了报道。

重视最佳生育年龄

当代年轻人工作压力和生活观念的改变,使其生育年龄都在逐渐后延。有些人认为随着生殖医学的发展,可以进行生殖储备,无论年龄多大都可以在想生育的时候生育。但是,这样的观点却是错误的。幸运的是,小刘虽然年过三十,但她排卵的情况和卵母细胞的染色体状态都依然正常。而对绝大多数女性而言,其染色体异常的百分比会随着年龄的增长而明显增加。

北京大学第三医院院长、妇产科主任、生殖医学中心主任乔杰教授表示:女性的最佳生育年龄在25~29岁。这个时期从身体状况到社会经验都是女性生育的黄金时期。此时身体发育已经成熟,激素分泌旺盛,胎儿发育环境好,有利于胎儿的生长发育。同时孕妇的妊娠期并发症和合并症均低于其他阶段,母亲和孩子的身体健康都可以得到保障。我们国家不孕症的发病率和世界上的平均水平相近,在10%~15%之间,整体呈上升趋势。之所以出现这样的现象,是受生育年龄和工作压力的影响。随着年龄的增长,女性发生妊娠期合并症、并发症及出生缺陷的风险都会显著增加,影响自身和孩子健康。

因此,育龄期女性应认识到最佳生育年龄的重要性。患有遗传性疾病的夫妇在明确致病基因位点后,在辅助生殖技术流程中结合植入前胚胎遗传学诊断,将有效地阻断遗传疾病的传递。随着辅助生殖技术的不断创新发展,我国不孕症和出生缺陷率将会得到改善。

获奖项目:配子胚胎发育研究与生育力改善新方法的应用

主要完成人:乔杰,汤富酬,闫丽盈,李蓉,于洋,严杰,赵越,廉颖,刘平,李敏

主要完成单位:北京大学第三医院,北京大学

 


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