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新技术实现单端高通量测序的平衡易位携带者筛查

2017/12/15 来源:生物探索
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导读
染色体平衡易位是人类中最多见的一类染色体结构畸变,在新生婴儿中的发生率约为1/500~1/1000。平衡易位携带者通常没有临床表征,传统的诊断办法无法识别胚胎的染色体平衡易位携带状态。如今,研究人员攻克技术难关,成功研发BaseMapping技术,实现了单端高通量测序的平衡易位携带者筛查。


新突破

理论上,平衡易位携带者生育染色体正常后代的概率仅有1/18,生育平衡易位携带者后代的概率为1/18,另有16/18胚胎因染色体非整倍体而流产或生育畸形儿。

目前,胚胎植入前遗传学诊断是解决这类问题的有效途径,但是传统方法诸如FISH、基因芯片等常规技术只能在植入前胚胎水平诊断染色体非整倍体,无法识别胚胎的染色体平衡易位携带状态,更无法阻断平衡易位向子代传递。因此,患者移植胚胎后仍有约50% 的几率生育携带平衡易位的子代,家庭将再次承受高发反复流产、生育畸形患儿的风险,这带来巨大的精神和经济负担。

如今,这一领域有重要进展。Thermofisher与苏州贝康医疗器械有限公司共同组建的 “全球生殖与遗传临床研究中心”,成功研发了BaseMapping技术,实现了单端高通量测序的平衡易位携带者筛查,为更多平衡易位携带者生育健康后代带来了希望。

具体来说,BaseMapping技术通过环化DNA,对平衡易位携带者的样本DNA进行环化处理,对所获得片段末端DNA序列进行高通量测序,通过数据分析能够有效寻找平衡易位的断点,然后利用长链PCR技术明确断点位置,从而能够有效的检测平衡易位携带者。

技术优势

据介绍,BaseMapping技术首先采集平衡易位携带者的细胞样本,通过DNA片段化然后环化,利用特有的技术获得环化接点位置的DNA序列。由于序列片段长度适宜,可以利用Ion Proton平台测通,通过数据分析明确平衡易位的断点。利用Long Range PCR技术,可精确定位断裂点位置至核苷酸水平。

根据断裂点信息,试验人员设计特殊的PCR引物,同时在断点上下游设计SNP位点,对胚胎活检样本WGA产物进行检测,即可区分正常胚胎和平衡易位携带胚胎,从而选择正常的胚胎进行植入,阻断平衡易位遗传。


BaseMapping技术能够精确的寻找断点,筛查平衡易位携带者,成本低,准确度高;胚胎样本同时进行PCR和SNP连锁分能够有效避免ADO现象;精准的在断点位置上下游设计SNP位点,能够有效避免由于同源重组导致的分析错误。

成功案例

有一对患者夫妇,男34岁,女33岁。男方为平衡易位携带者,核型46,XY,t(5;22)(q33;q12)。在预实验阶段,研究人员通过BaseMapping技术对女方细胞样本进行断点定位到核苷酸水平。随后,对所获得的7个胚胎进行PCR断点验证,并结合SNP连锁分析确认,最终获得1枚正常的胚胎进行植入。


未来展望

目前在定位平衡易位染色体断裂点的术方面,有显微切割后高通量测序、Mate-Pair测序和高深度全基因组测序等方法。与这些方法相比,Basemapping技术虽然在操作难度和实验周期上具有优势,但由于存在检测不稳定和成功率较低等尚待进一步攻克的问题,目前仍只处于科研阶段,还不能在临床应用。

关于贝康医疗

苏州贝康医疗器械有限公司是由中山大学达安基因股份有限公司(股票代码:002030)投资的高科技领军企业,致力于高通量测序技术在辅助生殖领域的研发和临床应用,专注于胚胎植入前染色体病检测(PGS)技术的研发、销售和服务工作。

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