技术升级！华大基因胚胎植入前单基因病全基因组检测上市
2022-06-09
华大基因胚胎植入前单基因病全基因组检测全面升级，通过解读基因数据集持续更新覆盖更多致病基因、提高更强的染色体CNV检出能力等多方面提高临床胚胎植入前单基因遗传病诊断效率，辅助临床实现更精准、更快速的胚胎植入前单基因遗传病检测。
《中国出生缺陷防控报告 (2012)》数据显示，我国出生缺陷总发生率约为5.6%[1]，其中单基因遗传病在出生缺陷中占22.2%[2]。
现有的出生缺陷防控体系可通过超声等影像学手段筛查胎儿结构畸形、通过NIPT等技术筛查染色体异常，而单基因遗传病由于在胎儿发育期常常不表现出结构畸形，影像学检查不易发现，并且许多隐性遗传病往往没有明显的家族遗传史，因此在常规产检中难以发现。实际上，只要在孕前或者孕早期对高发的单基因遗传病进行扩展性携带者筛查，就能预知疾病的发生风险，通过植入前诊断或产前诊断就能有效防控此类出生缺陷。
自1990年世界首例经胚胎植入前遗传学检测 ( Preimplantation genetic testing, PGT) 的健康婴儿诞生开始，PGT逐渐被广泛用于遗传性疾病的防控。PGT从临床目的角度包括两方面，即植入前遗传学诊断 (PGD) 和植入前遗传学筛查 (PGS)。
2017年，为便于医务人员、遗传检测实验室人员以及患者之间的有效沟通，在国际辅助生殖技术监控委员会 (ICMART) 的主导下多个国际学术组织均建议统一使用PGT代替PGD/PGS，并将其进一步细分为3类，分别为植入前单基因病检测 (PGT for monogenic defects, PGT-M)、非整倍体检测技术 (PGT for aneuploidies, PGT-A) 及染色体结构变异检测 (PGT for structural rearrangements, PGT-SR)。[4]。
2012年，华大基因正式推出面向临床的胚胎植入前高通量测序检测产品，受遗传病影响的夫妇可以在选择体外受精治疗的同时，对胚胎进行植入前单基因遗传病检测 (Preimplantation Genetic Testing for monogenic defects, PGT-M)，根据检测结果选择无致病基因携带或受遗传病影响最小的胚胎进行植入，避免产前诊断为患病胎儿后选择性终止妊娠或患儿出生，从而也降低孕妇的精神压力。2012年华大基因和中信湘雅生殖与遗传专科医院采用高通量测序技术筛查的试管婴儿顺利诞生并且各项指标检测一切正常。
胚胎植入前单基因病遗传学检测专家共识建议运用WGA高通量测序辅助诊断单基因遗传病
2021年，中国医师协会生殖医学专业委员会精准辅助生殖研究学组及中国医师协会医学遗传医师分会联合发布了《单基因病胚胎着床前遗传学检测专家共识》[3]，建议对于胚胎植入前单基因遗传病检测，运用高通量测序技术进行辅助诊断。
全基因组优势普适性不断提高
对比传统的FISH检测、PCR、arrayCGH、SNParray、基因捕获测序等多项PGT检测技术，胚胎植入前单基因病全基因组检测的优势在于一次检测能够同时完成多种遗传变异的分析，且适用于不同的遗传病。胚胎植入前单基因病全基因组检测的优势显著，针对复杂罕见疾病，可通过高密度的SNP位点实现更精准的单基因遗传病单体型分型检测，快速检测多种疾病和突变类型。
结论
1.WGS与Microarray平台均适用于高精度全基因组染色体异常筛查，且WGS可实现精度更高，检测周期更短。
2.WGS可通过高密度的SNP位点实现更精准的单基因遗传病单体型分型检测，快速检测多种疾病和突变类型。
2012年，华大基因率先在国内推出面向临床的胚胎植入前基因捕获高通量测序检测项目，检测范围包含当时已知的致病基因相关32种单基因遗传病，更将染色体大片段CNV检测精度达到16M。今天，华大基因胚胎植入前单基因检测产品全新升级，可实现对1,000多种单基因遗传病1,000+基因的检测，同时实现染色体CNV检测精度提升到4M，助力胚胎植入前检测新技术标准，引领行业持续高速发展。
升级亮点1：检测疾病种类升级
大多数单基因遗传病会致死、严重致畸或致残，且缺乏有针对性的治疗手段及治疗药物 (仅5%左右)，治疗费用昂贵，通常只能采取对症治疗或康复治疗。生育一个有严重单基因遗传病的患儿给家庭和社会带来的负担和创伤是巨大的。因此单基因遗传病防控已经成为我国出生缺陷防控事业中重要的组成部分。
华大基因胚胎植入前单基因病全基因组检测产品新升级到1000+单基因遗传病，为我国庞大的辅助生殖需求提供专业的技术平台，辅助临床前移单基因遗传病的防控线。
升级亮点2：CNV精度再提升
体外受精的胚胎普遍存在较高的染色体异常概率，单基因病胚胎着床前遗传学检测专家共识2021版中明确建议采用PGT-M联合胚胎染色体非整倍体检测 (PGT for aneuploidies, PGT-A) 的检测策略。胚胎植入前全基因组检测除了可以精准检测点突变及InDel变异外，还具有极大的染色体CNV高精度检测潜能。华大基因本次升级中测试了94例胚胎和21例标准品，4M以上CNV检测的准确性为99%以上。
升级亮点3：实验流程升级
经过不懈的实验流程优化，华大基因胚胎植入前全基因组检测产品通过一次实验可同时完成PGT-M (胚胎植入前单基因遗传病检测) 和PGT-A (胚胎植入前非整倍体检测) 同步检测，辅助临床实现胚胎植入前全基因组层面精准且快速的诊断。
同时华大基因基于检测技术及计算平台的自主研发，进一步优化全基因组检测成本，万元价格即可为胚胎植入前单基因遗传病全基因组检测提供优质的服务。
结语
单基因病多属于罕见病，但单基因病种类极多，其综合发病率超过1%，单基因病患者的临床表现为致死、致残、致愚，对健康危害极大。因此，为预防或阻止由此引起的出生缺陷，迫切需要通过产前检测或者单基因病胚胎着床前遗传学检测 (preimplantation genetic testing for monogenic disorders, PGT-M) 技术进行干预[3]，近年来基因捕获高通量测序应用于PGT检测得到广泛认可，逐渐成为辅助医生进行遗传病诊断的重要工具。然而基因捕获高通量测序仍然存在一些技术限制，包括仅能检测部分基因以及无法进行结构变异检测 (structural variations, SV) 等。
随着科学研究的深入，现在认为WGS可有效避免在对相关基因组区域进行靶向富集时产生的技术偏差，不仅可以检出单核苷酸变异 (single nucleotide variations, SNV)，还可以对结构变异 (structural variations, SV)、线粒体基因组 (mitochondrial genome DNA, mtDNA) 变异进行分析。同时其操作步骤相对简化，能更加快速地获得更完整的基因组信息。胚胎植入前单基因病全基因组检测技术应用于临床遗传诊断有望缩短诊断流程，节省时间及降低诊疗费用。因此，胚胎植入前单基因病全基因组检测技术在临床拥有更加广阔的应用前景。
推动胚胎植入前全基因组检测技术在临床更广泛的应用，不仅可以提高临床疑难案例的诊断率、有效缩短临床诊断周期、为单基因遗传病患者或携带者生育健康的下一代提供更快、更全、更优的检测方案，实现我国对遗传性罕见病的个体化诊断和针对性的预防。华大基因本次针对胚胎植入前单基因病全基因组检测的全面升级，一次检测覆盖更多检测病种，进一步提升CNV检测精度，在更高性价比的基础上可实现PGT-M和PGT-A的两次检测内容，辅助临床实现胚胎植入前全基因组层面精准且快速的诊断，以科技力量推进胚胎植入前单基因遗传病检测的发展，精准、高效锁定病因，助力我国出生缺陷防控事业的高速发展。
参考文献
[1] 中华人民共和国卫生部. 中国出生缺陷防治报告 (2012) [R]. 中华人民共和国卫生部, 2012:3.
[2] March of Dimes, 全球出生缺陷报告2006.
[3]单基因病胚胎着床前遗传学检测专家共识(2021) 中华生殖与避孕杂志2021 年6 月第41 卷第6 期
[4] 植入前遗传学检测技术的现状及新进展中华生殖与避孕杂志, 2019,39(1) : 67-74. DOI: 10.3760/cma.j.issn.2096-2916.2019.01.015
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