世界首例MALBAC胚胎全基因组扩增测序试管婴儿诞生

世界首例MALBAC胚胎全基因组扩增测序试管婴儿诞生

　　2014年9月19日，世界首例经MALBAC基因组扩增高通量测序进行单基因遗传病筛查的试管婴儿在北京大学第三医院诞生，这标志着我国胚胎植入前遗传诊断技术已处于世界领先水平。

　　婴儿的父母，男方为单基因显性遗传病患者，经历了多次手术治疗，非常痛苦。该疾病主要是因为基因序列上发生了单个碱基的缺失，后代中无论男孩女孩都有二分之一概率患同样的疾病。为了能够拥有一个健康的宝宝，夫妻二人2013年5月来到北医三院生殖医学中心就诊，期望通过胚胎基因诊断，帮助他们挑选正常胚胎，不要让自己的孩子也患上同样的疾病。

　　通过辅助生殖技术，首先获得了18枚质量好的胚胎。研究人员随后利用显微操作技术从中获得极少量细胞，采用本研究组研发的单细胞基因组MALBAC扩增技术，将这些极少量胚胎细胞中的DNA均匀扩增上百万倍以满足基因分析的需求。研究人员结合PCR技术与高通量测序技术，经过低深度测序，同时观察到全部染色体数目及结构是否异常，实现了准确的、单位点的关键基因检测。最后，研究人员发现，这18枚胚胎中只有3枚既不包含致病位点又不包含新发现的突变位点，同时染色体正常的胚胎。

　　2013年12月29日，3枚胚胎中质量最好的1枚被移植到女方子宫内，胚胎成功着床，发育正常。经羊水细胞基因验证，染色体以及该遗传病基因均正常。2014年9月19日，妈妈顺利分娩。婴儿体重4030克，身长53厘米。随后的脐血基因检测再次证实，婴儿不含致病位点。

　　借助基础研究向临床应用转化的这一最新成果，夫妻二人终于拥有了一个健康的宝宝。

　　这一成果是在科技部、北京市科委、国家自然科学基金委、北大985项目基金的资助下，由北京大学第三医院乔杰教授团队、北京大学生物动态光学成像中心（BIOPIC) 的谢晓亮教授团队以及汤富酬教授团队共同合作完成。

　　婴儿父亲所患的单基因遗传病是指由基因组DNA上一个或一对等位基因突变所导致、符合孟德尔遗传规律的疾病，包括显性遗传、隐性遗传及X-连锁遗传等多种遗传类型。目前已经发现的单基因遗传疾病有7000多种，其中已经明确致病基因的有4000多种。虽然单基因遗传病的单个病种发病率较低，但由于其种类繁多，所以在出生活婴中的总体发病率和人群中的总体患病率并不低。并且大部分单基因病具有致死性、致残性或致畸性，除部分可以通过某些治疗手段进行校正外，大部分至今尚无有效的治疗手段。

　　胚胎着床前遗传诊断对预防单基因遗传病的发生和传递具有重要的科学及社会意义。

　　胚胎遗传学诊断是一种更早期的产前诊断技术，可避免中期引产，有效地防止有遗传疾病患儿的出生。胚胎遗传学诊断是指在体外受精过程中，对有遗传风险的胚胎进行遗传学分析，选择基因正常的胚胎移入宫腔。国内外常规应用于胚胎植入前遗传学诊断的方法，开始是单细胞荧光原位杂交技术（FISH）、聚合酶链反应技术（PCR），遗传学检测方法得到的基因信息有限，近几年新兴的比较基因组杂交（CGH）和单核苷酸多态性（SNP）基因芯片技术，已经能对细胞内所有23对染色体分析，但芯片技术成本很高，同时还不能实现同时检测染色体数目结构异常和单基因单位点突变的异常。

　　为了能够使夫妻二人得到一个健康的宝宝，此次应用了近年来新发展的二代测序技术。即仅需低深度高通量测序，就能同时完成突变位点及胚胎染色体的检查，而且能发现新的突变位点，保证低成本、快速地对胚胎完成全面的遗传诊断。其中，MALBAC单细胞全基因组均匀放大技术是这一工作的关键技术。

　　2012年底，谢晓亮哈佛团队首次报告了MALBAC技术。MALBAC应用于单细胞全基因组扩增比传统的PCR及MDA技术要均蚝妥既返枚啵因为MALBA是线性放大，而PCR及MDA是指数放大。MALBAC技术特别适用于珍贵的数目少的细胞的基因组分析。

　　2013年底，乔杰教授的团队与BIOPIC的谢晓亮教授团队以及汤富酬教授团队合作，在细胞杂志发表文章，第一次显示了MALBAC技术在试管婴儿临床应用的可能性。