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Nature Genetics称基因变异不限于“单碱基错位”,美国试管PGT如何应对复杂遗传?
作者:HRC  来源:原创  发布日期:2026-05-28 14:24:52  阅读数量:1344

2026年5月,国际期刊《Nature Genetics》发表了一项大规模基因组研究。科学家们利用241名不同祖源个体的高精度长读长测序数据,构建了包含171,233个高质量结构变异的参考面板,并开发了填补工具ImputeSV,成功将这些变异信息推断至英国生物银行456,643名欧洲祖源参与者的现有数据中。研究共识别出17,335个结构变异与人体性状之间的关联,其中958个关联不太可能由小变异驱动。

参考资料 

结构变异是指基因组中长度通常不小于50个碱基对的插入、缺失、倒位或复杂重排等较大范围的DNA变化。与单核苷酸多态性相比,结构变异更容易扰动基因调控。然而长期以来,由于检测技术上的难度,结构变异在传统遗传学研究中常被忽略。这项研究将结构变异带入复杂性状关联分析的视野,并基于遗传建模和模拟分析推断,结构变异至少贡献了常见遗传变异解释力的4.7%。

这项研究对辅助生殖领域的遗传学筛查具有参照价值。它提醒我们:人类遗传病的根源,远比“单碱基错位”更为复杂多样。而在辅助生殖中,PGT技术正是从染色体和基因层面评估胚胎健康状况,帮助家庭实现优生优育的关键手段。

PGT的三种类型:因“异常类型”而异

PGT技术

PGT,即胚胎植入前遗传学检测,是在胚胎移植入宫腔前,通过遗传学技术对活检的胚胎细胞进行检测,判断胚胎的染色体或基因状态,选择检测范围内未见特定变异的胚胎进行移植,从而生育健康子代的辅助生殖技术。根据检测目标的不同,PGT分为三种类型:

PGT-A:筛查染色体数目是否正常

PGT-A技术

PGT-A主要检测胚胎的染色体数目是否存在异常。正常人类体细胞应有23对染色体,如果胚胎某条染色体多了一条或少了一条,称为非整倍体。非整倍体胚胎通常难以着床,或着床后容易发生早期流产,即使活产也可能伴随严重的出生缺陷。常见的21三体(唐氏综合征)即属此类。PGT-A通过在囊胚阶段采集少量滋养外胚层细胞进行检测,筛选出染色体数目正常的整倍体胚胎进行移植,主要适用于女方高龄、复发性流产、反复种植失败、不良孕产史及男方严重畸精子症等患者群体。

PGT-M:阻断单基因遗传病

PGT-M技术

PGT-M适用于那些携带特定单基因遗传病致病突变的夫妇。单基因遗传病是由一个基因的突变引起的疾病,常见病种包括地中海贫血、脊髓性肌萎缩症、囊性纤维化等。如果夫妻双方为同一常染色体隐性遗传病的携带者,子女有1/4的概率患病;若一方为常染色体显性遗传病患者,子女患病概率可达1/2。PGT-M在明确家族致病位点后,检测胚胎是否携带该突变,筛选不携带致病基因的健康胚胎进行移植,从而阻断遗传病的代际传递。

PGT-SR:识别染色体结构重排

PGT-SR技术

PGT-SR是针对父母一方或双方携带染色体结构异常(如平衡易位、倒位等)的情况。这类患者本人通常外表健康,但在产生配子的过程中容易形成染色体部分重复或缺失的不平衡配子,导致反复流产或生育异常患儿。PGT-SR通过分析胚胎的染色体结构,筛选结构平衡的胚胎进行移植,为这类家庭提供健康生育的保障。

这三类PGT技术分别对应人类遗传变异的三种主要来源:染色体数目异常、单基因突变和染色体结构重排。

从结构变异到遗传学筛查:HRC的技术支撑

上述三种遗传异常中,PGT-SR针对的染色体结构重排,正是Nature Genetics研究中结构变异的范畴。无论是父母遗传的平衡易位,还是胚胎自发产生的结构性改变,都可能需要通过PGT-SR来识别和规避。这意味着,遗传学筛查的技术体系同样需要随着对人类基因组认识的深化而不断完善。

美国胚胎实验室

美国HRC Fertility在PGT技术的临床应用方面建立了系统化的体系。HRC独立拥有5所胚胎实验室,均通过了CLIA、CAP、FDA及AAAHC四重权威认证,采用时差成像系统在不干扰胚胎发育的前提下连续记录胚胎动态。HRC应用高通量测序技术对囊胚滋养外胚层细胞进行精准分析,全面筛查23对染色体的数目与结构,并针对单基因遗传病致病位点进行检测,为遗传病高风险家庭提供从咨询到胚胎筛选的系统化支持。

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