阻断遗传性耳聋垂直传递的新方法

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来源：《中国科学：生命科学》 / 作者： / 2015-10-26' K4 w. m& ]$ T3 P
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研究家庭耳聋基因诊断结果、体外受精形成囊胚的GJB2基因诊断结果。GJB2基因的Sanger测序结果：父亲携带c.299-300delAT突变，母亲携带c.235delC突变，其儿子（先证者）和自愿终止妊娠的胎儿均为c.299-300delAT/c.235delC复合杂合。在第5天或者第6天时囊胚评级并活检进行GJB2基因诊断。7个STR位点分析(short tandem repeats, STR)分析显示5个囊胚为GJB2基因的携带者(#2, #7, #9, #11, #13),3个囊胚(#1, #5, #8)为GJB2 c.299-300delAT/c.235delC复合杂合。父母、先证者、囊胚的7个STR位点PCR产物经毛细管电泳分析，计算后用阿拉伯数字描述。红色数字表示与父源致病突变等位基因连锁的STR片段大小，蓝色数字表示与母源致病突变等位基因连锁STR的片段大小，黑色的数字表示不与致病突变等位基因相连锁的STR的片段大小，绿色数字表示相关片段发生重组。
: c1 r5 o, }9 ?( ]. q据悉，我国是世界上听障儿童数量最多的国家，每年新增听障患儿超6万，其中先天性听障患儿3.5万。遗传因素是导致听障的最主要的先天因素，每1000名新生儿中就有一位因耳聋基因缺陷而致的先天性遗传性耳聋患者。我国迫切需要阻止遗传性耳聋的垂直传递，让更多的孩子能生活在有声的世界里。
$ ^& {( h) W% P5 [& r对于夫妻双方均携带耳聋致病基因的家庭而言，可通过产前诊断（绒毛膜、羊膜腔或者脐带血穿刺）在胎儿出生前诊断耳聋基因型来预测胎儿听力是否正常。一旦基因型显示胎儿具有听力障碍，这些家庭一般都自愿选择终止妊娠，其中一些会选择在一段时间后重新尝试自然受孕。单从基因遗传理论的角度来讲，这样的家庭再次生育听障孩子的概率为25%。然而，大量临床诊断工作经验表明，实际概率往往高得多，很多家庭甚至在第3次自然受孕后行产前诊断结果仍然提示胎儿为遗传性耳聋患儿。这样的经历会给孕妇造成巨大的身心伤害，也给众多家庭带来阴影。; @2 N! P0 M& a% |* Q) u
胚胎植入前遗传学诊断（Preimplantation Genetic Diagnosis, PGD）给上述家庭带来理想可行的新选择。我国最近一项临床研究，首次综合 PGD技术、孕早期非侵入性检测技术成功阻断家庭遗传性耳聋的垂直传递，使得听力正常的健康试管婴儿诞生。这项工作由解放军总医院耳鼻咽喉头颈外科王秋菊教授团队和山东大学附属生殖医院陈子江教授团队及华大基因等单位合力完成，标志着我国对单基因遗传病的预防已达到国际先进水平。研究论文作为期刊封面文章发表于Science China Life Sciences（《中国科学：生命科学》英文版）2015年第9期，刊物网站可免费阅读原文：http://life.scichina.com:8082/sciCe/EN/10.1007/s11427-015-4936-y
; T+ f' K0 }: ]; i' IPGD即采用辅助生殖方式（试管婴儿途径），通过活检体外培养胚胎（穿刺获取囊胚的外胚层滋养细胞）进行相应的耳聋基因诊断，挑选预测表型正常的胚胎进行子宫移植、孕育。此方法能有效避免传统产前检测过程中不必要的胚胎丢失。在我国将PGD应用于遗传性耳聋疾病中，有特殊的意义。因绝大部分遗传性耳聋为单基因遗传性疾病，有PGD的适应症，更重要的是中国人口基数巨大，遗传性耳聋基因携带者和遗传性耳聋患者人数多，此方法能有效阻断遗传性耳聋基因在中国人群中的垂直传递，实现我国聋哑防治从二、三级预防到一级预防里程碑式的跨越。
: O8 J# m1 Q  d# m1 B* @+ \& }配合该项目研究的是一对均携带GJB2突变基因的夫妻，他们曾生育一个先天性遗传性极重度感音神经性耳聋患儿（先证者），二次自然受孕产前诊断胎儿基因型与先证者一致，遂选择终止妊娠。经过遗传咨询，医院推荐采用PGD。经过控制性促排卵，通过胞浆内单精子注射后体外培养至囊胚，活检囊胚的外胚层滋养细胞进行遗传学检测。使用多重巢式PCR的方法，联合GJB2基因直接Sanger测序和GJB2基因上下游STR遗传标记进行连锁分析，确定囊胚的GJB2基因型。在自然周期准备子宫内膜后，一枚预测表型正常的囊胚成功移植，获得单胎妊娠。在孕13周时抽取孕妇外周血5ml，通过目标序列捕获及大规模平行基因组测序和低覆盖度全基因组测序，推测胎儿GJB2基因型，结果与囊胚挑选结果一致。外周血检测结果同时提示胎儿的染色体未见非整倍性和10M以上的拷贝数变异、易位和倒位，说明胎儿无染色体异常。孕妇于孕39周自然分娩一健康男婴。婴儿出生后24小时听力筛查及出生后2月诊断性听力检测通过。
& y: d: z$ B8 O* @* s! v6 ]综上，该研究通过聋病遗传咨询专家、辅助生殖专家、生物信息分析师、妇产科医生及超声科医生的协作，成功地将PGD应用于GJB2基因突变致遗传性耳聋家庭，为此类家庭孕育健康后代提供孕前、孕早期和出生后的综合保障，提供新的可复制的聋病一级预防医学模式。
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