世界首例MALBAC胚胎全基因組擴(kuò)增測(cè)序試管嬰兒在北京大學(xué)第三醫(yī)院誕生

時(shí)間：2014-09-30 15:44  作者：  來源：北醫(yī)三院

研究人員與新生兒合影（從左至右：謝曉亮、喬杰、閆麗盈、湯富酬）

2014年9月19日，世界首例經(jīng)MALBAC基因組擴(kuò)增高通量測(cè)序進(jìn)行單基因遺傳病篩查的試管嬰兒在北京大學(xué)第三醫(yī)院誕生，這標(biāo)志著我國(guó)胚胎植入前遺傳診斷技術(shù)已處于世界領(lǐng)先水平。

嬰兒的父母，男方為單基因顯性遺傳病患者，經(jīng)歷了多次手術(shù)治療，非常痛苦。該疾病主要是因?yàn)榛蛐蛄猩习l(fā)生了單個(gè)堿基的缺失，后代中無(wú)論男孩女孩都有二分之一概率患同樣的疾病。為了能夠擁有一個(gè)健康的寶寶，夫妻二人2013年5月來到北醫(yī)三院生殖醫(yī)學(xué)中心就診，期望通過胚胎基因診斷，幫助他們挑選正常胚胎，不要讓自己的孩子也患上同樣的疾病。

通過輔助生殖技術(shù)，首先獲得了18枚質(zhì)量好的胚胎。研究人員隨后利用顯微操作技術(shù)從中獲得極少量細(xì)胞，采用本研究組研發(fā)的單細(xì)胞基因組MALBAC擴(kuò)增技術(shù)，將這些極少量胚胎細(xì)胞中的DNA均勻擴(kuò)增上百萬(wàn)倍以滿足基因分析的需求。研究人員結(jié)合PCR技術(shù)與高通量測(cè)序技術(shù)，經(jīng)過低深度測(cè)序，同時(shí)觀察到全部染色體數(shù)目及結(jié)構(gòu)是否異常，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確的、單位點(diǎn)的關(guān)鍵基因檢測(cè)。最后，研究人員發(fā)現(xiàn)，這18枚胚胎中只有3枚既不包含致病位點(diǎn)又不包含新發(fā)現(xiàn)的突變位點(diǎn)，同時(shí)染色體正常的胚胎。

2013年12月29日，3枚胚胎中質(zhì)量最好的1枚被移植到女方子宮內(nèi)，胚胎成功著床，發(fā)育正常。經(jīng)羊水細(xì)胞基因驗(yàn)證，染色體以及該遺傳病基因均正常。2014年9月19日，媽媽順利分娩。嬰兒體重4030克，身長(zhǎng)53厘米。隨后的臍血基因檢測(cè)再次證實(shí)，嬰兒不含致病位點(diǎn)。

借助基礎(chǔ)研究向臨床應(yīng)用轉(zhuǎn)化的這一最新成果，夫妻二人終于擁有了一個(gè)健康的寶寶。

這一成果是在科技部、北京市科委、國(guó)家自然科學(xué)基金委、北大985項(xiàng)目基金的資助下，由北京大學(xué)第三醫(yī)院?jiǎn)探芙淌趫F(tuán)隊(duì)、北京大學(xué)生物動(dòng)態(tài)光學(xué)成像中心（BIOPIC) 的謝曉亮教授團(tuán)隊(duì)以及湯富酬教授團(tuán)隊(duì)共同合作完成。

嬰兒父親所患的單基因遺傳病是指由基因組DNA上一個(gè)或一對(duì)等位基因突變所導(dǎo)致、符合孟德爾遺傳規(guī)律的疾病，包括顯性遺傳、隱性遺傳及X-連鎖遺傳等多種遺傳類型。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的單基因遺傳疾病有7000多種，其中已經(jīng)明確致病基因的有4000多種。雖然單基因遺傳病的單個(gè)病種發(fā)病率較低，但由于其種類繁多，所以在出生活嬰中的總體發(fā)病率和人群中的總體患病率并不低。并且大部分單基因病具有致死性、致殘性或致畸性，除部分可以通過某些治療手段進(jìn)行校正外，大部分至今尚無(wú)有效的治療手段。

胚胎著床前遺傳診斷對(duì)預(yù)防單基因遺傳病的發(fā)生和傳遞具有重要的科學(xué)及社會(huì)意義。

胚胎遺傳學(xué)診斷是一種更早期的產(chǎn)前診斷技術(shù)，可避免中期引產(chǎn)，有效地防止有遺傳疾病患兒的出生。胚胎遺傳學(xué)診斷是指在體外受精過程中，對(duì)有遺傳風(fēng)險(xiǎn)的胚胎進(jìn)行遺傳學(xué)分析，選擇基因正常的胚胎移入宮腔。國(guó)內(nèi)外常規(guī)應(yīng)用于胚胎植入前遺傳學(xué)診斷的方法，開始是單細(xì)胞熒光原位雜交技術(shù)（FISH）、聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)（PCR），遺傳學(xué)檢測(cè)方法得到的基因信息有限，近幾年新興的比較基因組雜交（CGH）和單核苷酸多態(tài)性（SNP）基因芯片技術(shù)，已經(jīng)能對(duì)細(xì)胞內(nèi)所有23對(duì)染色體分析，但芯片技術(shù)成本很高，同時(shí)還不能實(shí)現(xiàn)同時(shí)檢測(cè)染色體數(shù)目結(jié)構(gòu)異常和單基因單位點(diǎn)突變的異常。

為了能夠使夫妻二人得到一個(gè)健康的寶寶，此次應(yīng)用了近年來新發(fā)展的二代測(cè)序技術(shù)。即僅需低深度高通量測(cè)序，就能同時(shí)完成突變位點(diǎn)及胚胎染色體的檢查，而且能發(fā)現(xiàn)新的突變位點(diǎn)，保證低成本、快速地對(duì)胚胎完成全面的遺傳診斷。其中，MALBAC單細(xì)胞全基因組均勻放大技術(shù)是這一工作的關(guān)鍵技術(shù)。

2012年底，謝曉亮哈佛團(tuán)隊(duì)首次報(bào)告了MALBAC技術(shù)。MALBAC應(yīng)用于單細(xì)胞全基因組擴(kuò)增比傳統(tǒng)的PCR及MDA技術(shù)要均勻和準(zhǔn)確得多，因?yàn)镸ALBA是線性放大，而PCR及MDA是指數(shù)放大。MALBAC技術(shù)特別適用于珍貴的數(shù)目少的細(xì)胞的基因組分析。

2013年底，喬杰教授的團(tuán)隊(duì)與BIOPIC的謝曉亮教授團(tuán)隊(duì)以及湯富酬教授團(tuán)隊(duì)合作，在細(xì)胞雜志發(fā)表文章，第一次顯示了MALBAC技術(shù)在試管嬰兒臨床應(yīng)用的可能性。

編輯：歆琴