图为中信湘雅生殖与遗传专科医院研究人员在培养皿中对胚胎进行操作。
中信湘雅生殖与遗传专科医院研究人员在显微镜下对染色体进行分析。 均为长沙晚报通讯员 董雷 摄
编者按
医学改善生活,创新遇见未来!从生殖遗传医学领域的重大突破,到正在猎杀癌细胞的全球第三代CAR-T技术,再到让患者重返有声世界的人造耳蜗技术,卓越的医疗技术和设备正在以深刻的方式改变我们的生活。
如今的长沙,正奏响“创新驱动、转型发展,推动长沙国家智能制造中心建设”的最强音,加快建设健康长沙,让市民尽享健康生活。在此背景下,从今天起,长沙晚报“医学改善生活”栏目与您见面,请跟随我们栏目记者的脚步深入医院,深入病房、手术室,让我们一起见证湖南医疗事业的进步,我们相信在未来,会有越来越多的先进医学技术,在长沙、湖南这片热土被研究出来,应用到临床,为人类的健康服务。
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长沙晚报记者 唐江澎 通讯员 董雷
前沿探访
0.2皮克(1皮克即10的-12次方克,也就是万亿分之一克),这是什么概念?
或许谁也无法准确地说出这个重量是多少。中信湘雅生殖与遗传专科医院实验室的研究人员告诉记者,要对其扩增数千万倍后,才能利用新一代大规模平行测序技术进行测序分析。
昨日,中信湘雅生殖与遗传专科医院和湖南光琇高新生命科技有限公司联合发布消息称,我国胚胎植入前遗传学诊断技术在阻断“染色体平衡易位向子代传递”的方面取得了重大突破性进展,他们通过应用染色体平衡异位断点显微切割测序法(MicroSeq技术),有望为全球数千万例平衡易位携带者家庭改善生育结果。
中信湘雅生殖与遗传专科医院科研部部长胡亮告诉记者,在这个技术中,他们需要截取0.2皮克的染色体或染色体片断。怎么样准确地截取这些染色体或染色体片断?它揭示了怎样的生命奥秘?昨日,记者跟随研究人员探索这些神秘的编码,揭秘人类去除异常染色体对生命健康影响的全过程。
缘起:染色体异位可致流产胎儿畸形不育
据胡亮介绍,3%-4%的反复流产患者存在染色体结构异常。通过对在该院就诊的3197名染色体易位携带者的检测分析显示,其中相互易位占77.01% ,罗氏易位占 22.99 %, 这些患者75.1 %发生反复流产症状,还有的表现为严重男性因素(16.89% )、卵巢功能下降(1.31 % )。
染色体易位携带者由于减数分裂的异常易形成部分三体或者单体胚胎,从而导致发生早期流产、胎儿畸形甚至不育。已有的植入前遗传学诊断技术下,他们仍有可能生出染色体平衡的结构异常携带者,这些后代仍然需要求助于PGD以避免反复流产等异常妊娠的风险。目前也有极少数报道可以在植入前鉴别完全正常胚胎,但现有技术均存在成本过高、不具有普适性等原因无法常规应用于辅助生殖临床。
生命解码创新:辅助生殖中“屏蔽”异常染色体
关键词1 核型分析
先将外周血进行3天的体外培养,然后在特殊试剂的处理下让正在分裂的淋巴细胞“暂停”,再将染色体铺展在玻璃片上并进行特殊染色。
每条经过这样处理的染色体都有独特的条纹。在显微镜下放大1000倍进行观察并与标准的染色体进行比较。研究人员根据对这些条纹的分析,可以判断是否存在染色体的数目和结构异常。
关键词2 染色体微测序(MicroSeq)
寻找到染色体具体断裂的位置后,研究人员通过显微镜将染色体放大1000倍,再用一根很细很细的玻璃针,在显微镜下将染色体的一部分(大约0.2皮克)切割下来,扩增约5千万倍后利用新一代大规模平行测序技术进行测序分析,然后通过生物信息学方法找到易位染色体断裂的精确位置。
关键词3 囊胚活检和冷冻
为了尽可能不去触碰未来的宝宝,研究人员在显微镜下将囊胚放大400倍,用很细的吸管吸取3-5个滋养层细胞(不碰到宝宝)。然后,他们将活检后的囊胚在冷冻保护剂的保护下冷冻到零下-196摄氏度的液氮中变成“胶冻”样状态,相当于给胚胎按下了“暂停”键。
关键词4 全基因组扩增和检测
为了提高检测的准确性,研究人员对活检获得的3-5个细胞的DNA进行扩增。扩增后的DNA样本相当于有成千上万个细胞的DNA数量了。
之后,研究人员对DNA进行新一代测序分析,结合生物信息学方法知道哪些胚胎是可以用于移植而不会因为染色体异常而流产的胚胎,并对这些胚胎剩下的DNA利用之前获得的染色体断点信息进行进一步分析,如果是完全正常的胚胎,便不会含有染色体断裂位点;反之,如果检测到有断点,就可以确认这枚胚胎是染色体易位携带胚胎了。为了减少后代的痛苦,研究人员会优先移植完全正常的胚胎。
生命改变惊喜:还可为健康风险进行提前预警
令人惊喜的是,MicroSeq技术不仅可以阻断染色体平衡易位向子代传递,还能精确定位染色体断点基因,为可能由该基因引发的重大疾病提前预警。
据中信湘雅生殖与遗传专科医院副院长林戈介绍,近期他们遇到两例染色体平衡易位患者,其平衡易位所致的染色体断裂恰好分别将抑制乳腺癌和黄斑变性所在的基因拦腰打断,这意味着这两人将来分别发生乳腺癌、眼底黄斑变性的几率会很高。
林戈告诉记者,根据该院对134例染色体相互易位患者的基因分析显示,其中14%的染色体异位断点打断的是与疾病关系明确的基因,19%打断了有功能但与疾病关系不明的基因。
“通过深入分析和进一步遗传咨询,医护人员可为他们将来可能发生的重大疾病进行提前预警。”林戈表示,对于有症状的染色体平衡易位携带者,该技术可以通过精确定位断点寻找可能的致病原因,可为后期的诊断和治疗提供一定的依据,同时,这也将为疾病的机制研究提供帮助。
来源:长沙晚报
作者:唐江澎
编辑:夏君香