近日，中山大學附屬第六醫(yī)院生殖醫(yī)學中心教授梁曉燕團隊宣布國際上首次通過改進后的基于鏈讀測序的長片段二代測序技術，成功實現(xiàn)了端粒融合型環(huán)狀染色體的單體型構建，應用第三代試管嬰兒技術（PGT）成功阻斷環(huán)狀染色體向子代傳遞的健康寶寶在中山大學附屬第六醫(yī)院誕生，健康茁壯，已滿百天。

看著寶寶的笑容，小雪（化名）夫妻倆心里滿是甜蜜，滿懷感激。這段幸福的背后是一段充滿坎坷的求子之路，也是中山大學附屬第六醫(yī)院生殖醫(yī)學中心PGT團隊直面挑戰(zhàn)取得重大突破的科研求真之路。

夫妻一方染色體異常，一方基因變異，想生健康寶寶有多難？

小雪28歲，丈夫29歲，兩人步入婚姻殿堂3年，從未避孕卻遲遲不孕。在外院經(jīng)歷了三次人工授精均失敗，進一步檢測發(fā)現(xiàn)小雪的染色體檢查結果為“46,XX,r(17)(p13q25)[29]/46,XX[71]”，即嵌合型的17號環(huán)狀染色體，嵌合比例為29%，也就是說小雪體內71%的細胞染色體是正常的，29%的細胞17號染色體形成了一個環(huán)狀。環(huán)狀染色體是人類很罕見的一類染色體結構畸變，攜帶者一般生育率較低，會承受不孕不育、高發(fā)的反復流產或生育畸形兒等風險。這可能就是小雪多年未孕的原因。

全球首例！PGT技術成功阻斷環(huán)狀染色體傳遞，誕生健康寶寶-肽度TIMEDOO

該類染色體核型結果（17號染色其中一條體呈現(xiàn)環(huán)形）

經(jīng)過多方打聽，2021年12月他們來到中山大學附屬第六醫(yī)院生殖醫(yī)學中心尋求幫助。初診時任姿副主任醫(yī)師發(fā)現(xiàn)小雪身體和腿部均有牛奶咖啡斑，并表現(xiàn)出輕微的語言發(fā)育障礙，與17號環(huán)狀染色體綜合征的表型吻合，但小雪的父母染色體均正常，因此確定小雪為新發(fā)的染色體結構變異。在面診男方時，發(fā)現(xiàn)男方存在特殊面容并伴有輕度的智力障礙，為其進行了基因全外顯子組測序，結果發(fā)現(xiàn)男方KMT2A基因存在一個新發(fā)的致病變異。每個個體均有兩套遺傳物質，一套來自父親，一套來自母親，如果染色體或基因變異遺傳自父母，通過信息比對就可以找出這兩套遺傳物質中哪一套有問題，這就是我們常說的單體型構建。當夫妻雙方再生育時，通過與胚胎信息比對，就知道胚胎是否遺傳了有問題的遺傳物質，從而判斷胚胎的疾病狀態(tài)。然而，小雪夫婦均為新發(fā)變異，無法通過雙方父母的信息構建單體型，這樣就無法區(qū)分他們自身的兩套遺傳物質中哪一套發(fā)生了問題，從而給胚胎的診斷帶來了挑戰(zhàn)。

小雪夫妻一方染色體異常，一方基因變異，在這種情況下，想要生育一個完全健康的孩子非常困難（染色體和基因均正常的理論概率極低）。并且，小雪環(huán)狀染色體的結構是由于染色體端粒區(qū)的融合導致，端粒區(qū)為DNA高度重復序列，無法通過傳統(tǒng)的三代試管技術判斷胚胎是否攜帶環(huán)狀染色體，目前也尚無文獻報道過該類環(huán)狀染色體單體型構建成功的案例。然而，夫妻雙方非?？释麚碛幸粋€健康的孩子，同時也希望能夠阻斷染色體病和單基因病在家族中的傳遞。他們選擇與中山大學附屬第六醫(yī)院生殖醫(yī)學中心PGT團隊一同踏上探索之路。

200倍！環(huán)狀染色體單體型構建取得突破

2022年2月，在生殖醫(yī)學中心學科帶頭人梁曉燕教授、中心主任方叢主任醫(yī)師的帶領下，任姿副主任醫(yī)師、徐麗南副主任醫(yī)師、李小蘭主治醫(yī)師及PGT檢測室張志強主管技師、何姝婧主管技師等進行了深入討論。團隊進行了多種常用檢測方法的嘗試，包括熒光原位雜交技術（FISH），染色體微陣列技術（CMA），基因組光學圖譜技術（OGM）、三代測序技術（Pacbio和Nanopore），結果都不盡人意。

最后，團隊開發(fā)了針對環(huán)狀染色體檢測的基于鏈讀測序的長片段二代測序方法。據(jù)悉，常規(guī)二代測序長度約為單端0.15kb（人類染色體頭尾2個端粒的平均長度18-30kb），因此，常規(guī)二代測序無法跨越2個端粒融合區(qū)域進行檢測，經(jīng)過技術改良后，此例測序長度平均值大于30kb，且堿基準確性比較高，可檢測到大量跨越端粒融合區(qū)域的長片段DNA分子，從而確認了環(huán)狀染色體的結構；再通過標記、篩選分類，成功構建了17號環(huán)狀染色體攜帶單體型、正常染色體的單體型，同時還成功構建了男方新發(fā)致病突變基因的單體型。
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測序手段如同“拼圖”，測序讀長越長，拼接錯誤的風險低，診斷的準確性和可信度更高

隨后，團隊對胚胎進行了一體化PGT檢測（PGT-plus），包括胚胎植入前單基因遺傳病檢測（PGT-M）、胚胎植入前染色體結構變異檢測（PGT-SR），成功判斷了胚胎環(huán)狀染色體及致病基因變異的攜帶情況。本次共送檢11枚胚胎中僅1枚胚胎染色體和基因均正常，異常概率高達90.9%(10/11)。

全球首例！為更多家庭帶來希望和福音
去年3月，唯一一枚正常的胚胎被成功植入小雪的子宮內，接下來便是等待驗孕的日子，雖然只有十幾天，但對小雪來說卻像是過了幾個月，漫長的等待終于有了回音，驗孕結果顯示成功妊娠，小雪夫婦高興萬分，雙方長輩更是流下了喜悅的淚水。

四個月后，中山大學附屬第六醫(yī)院產科主任高羽主任醫(yī)師團隊為小雪進行羊水產前診斷，結果顯示胎兒染色體核型為“46，XN”，不攜帶環(huán)狀染色體，同時基因檢測顯示不攜帶KMT2A基因突變。2023年12月7日，是小雪夫婦及六院生殖與產科團隊非常開心的一天，國際首例“染色體脫環(huán)”寶寶順利誕生，且各項相關評估及檢查均正常，寶寶的出世給小雪一家?guī)砹藷o限的歡樂。

近日，中山大學附屬第六醫(yī)院生殖醫(yī)學中心梁曉燕教授團隊就全球首例端粒融合型環(huán)狀染色體患者采用三代試管技術成功誕生“染色體脫環(huán)”寶寶召開新聞發(fā)布會，接受來自中央、省市主流媒體采訪。

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中山大學附屬第六醫(yī)院生殖醫(yī)學中心PGT團隊基于這類環(huán)狀染色體構建單體型的技術方法已申請技術發(fā)明專利，希望這一突破性的研究成果能為更多飽受不孕和遺傳疾病風險之苦的家庭生育健康后代帶來希望，同時也為醫(yī)學領域開辟新的道路。此技術還有望拓展應用至其他有染色體異常和單基因病的夫婦，為更多家庭帶來希望和福音。
任姿副主任醫(yī)師提醒：如果夫妻正常性生活未避孕超1年仍未孕，或有不良孕產史，或者夫妻雙方或家系成員患有某些遺傳病或先天畸形，建議及時前往正規(guī)醫(yī)療機構的生殖中心進行遺傳咨詢和檢查。染色體異常和遺傳病可能會導致不孕、反復流產、胎兒畸形、出生缺陷等問題，及早發(fā)現(xiàn)并評估能否采用三代試管嬰兒技術干預，這對于預防相關風險至關重要。

來源：中山大學附屬第六醫(yī)院