三代试管婴儿技术pgd/pgs得到长足的进步,大大提高临床妊娠率、提高优生优育水平,目前主流的PGD试管婴儿技术,包括 FISH、CGH(CGH微阵列)、NGS高通量测序、SNP微阵列技术。
荧光原位杂交技术FISH技术
所谓FISH技术是利用附着在染色体一小部分DNA制成DNA探针,使其在显微镜下使用紫外线发光,这些化学物质被称为荧光团,每条染色体都可以使用不同的颜色,这样就可以区分不同的染色体,以此来进行筛查。
FISH技术的缺点:
- 1、一次不能检测所有染色体异常(常规检测5条)、在单细胞中容易出现split signal导致结果的误判。
- 2、整个过程依靠技术人员的熟练程度,造成结果不稳定。
- 3、对于妊娠率的提高没有任何帮助。
CGH - 比较基因组杂交技术
- 在20世纪90年代早期,开发的一种称为比较基因组杂交(CGH)的方法,用于评估肿瘤中的染色体数目。1996年,这种方法首次被开发并应用于胚胎。CGH允许评估细胞中的每个染色体。这被称为全面的染色体筛查。
- CGH方法需要1mg DNA,而单个细胞含有该量的约十亿分之一,因此,为了做CGH,必须首先增加DNA的数量。这个过程叫做扩增,最广泛使用的方法称为聚合酶链式反应(PCR)。
CGH技术的缺陷:
- 1、检测准确率有待提高;
- 2、可检测出的染色体问题还是有局限性:有很多染色体问题无法检测出来;
- 3、CGH遗漏了一种染色体问题:当胚胎中的所有染色体都有额外的拷贝时就会发生这种情况;胚胎的多倍体发生,有可能会导致胚胎植入失败或流产。
染色体三倍体
新一代测序技术NGS
NGS新一代测序技术,是一个功能强大的平台,是用于IVF胚胎的全面染色体检测的新技术,可以同时对数千到数百万个DNA分子进行测序。
使用NGS有一些潜在的优势:
- 降低成本
- 增强对结构异常的检测,例如缺失或重复片段的染色体
- 更好的检测胚胎何时可能具有不同结果的细胞的能力(镶嵌性)
- 通过增加自动化的使用减少人为错误
Snp array全基因组芯片技术
SNP array是一项新的令人振奋的分子遗传学技术,比分析中期染色体的CGH技术、CGH微阵列、FISH技术更为精细的检测胚胎。SNP array能够检测大量的细微DNA改变和/或与染色体拷贝数(非整倍体)或染色体结构重排有关的异常改变。SNP array分析能够对所有的23对染色体都进行分析。能够提供30万个SNP位点的分型信息。
染色体 | FISH | CGH微阵列 | NGS | SNP微阵列 |
多倍体 | 有限 | × | × | √ |
单亲二倍体 | × | × | × | √ |
非整倍体 | × | √ | √ | √ |
三体性 | × | √ | √ | √ |
单体性 | × | √ | √ | √ |
缺失(精度范围内) | √ | 有限 | √ | √ |
易位 | 有限 | 有限 | √ | 有限 |
重复 | √ | √ | √ | √ |
倒位 | × | × | × | √ |
各种技术在pgd/pgs中对应的适应情况
全基因组SNP芯片vs.髙通量测序(NGS)进行PGD | |||
比较项目 | 全基因组SNP芯片 | 高通量测序(NGS) | |
检测原理 | 单体型分析 | 靶向测序+单体型分析 | |
能否一次实验进行PGD+PGS | 能 | 否 | |
获得信息种类及方式 | 同时获得全基因组CNV和 全基因组SNP分型信息(30万个点) | 采用订制的建库试剂盒,通过深度测 序获得部分SNP分型信息(几百个点) | |
是否受等位基因脱扣(ADO)的影响 | 否 | 否 | |
单基因病 |
同时检测单基因病+HLA配型 |
可以 | 需定制 |
能检测的单基因病数目 | 所有已知单基因遗传病 | ||
染色体易位 |
染色体不平衡易位 |
可以 | 否 |
区分正常VS.易位携带者胚胎 | 可以 | 需定制 | |
检测周期 | 3天 | 对新疾病需定制,周期约1-2月 | |
分析平台要求 | 个人PC | 较高配置的服务器 | |
分析人员要求 | 普通技术人员 | 专业的生物信息人员 | |
成本系数 | 1 | -1.5-5 |
SNP array技术与NGS技术的对比