Преимплантационное генетическое тестирование в циклах ЭКО

Предимплантационное генетическое тестирование — это метод эмбрионального тестирования нового поколения, который предлагает как альтернативу методам пренатального генетического тестирования, таким как биопсия ворсин хориона (CVS) и амниоцентез, для пар, которые, как известно, имеют высокий риск передачи генетических заболеваний своему потомству, так и платформу тестирования для пациентов с повторяющимися неудачами ЭКО и повторяющимися выкидышами.

В то время как методы пренатального генетического тестирования могут быть использованы только на определенном сроке беременности, ПГТ предлагает генетическое тестирование эмбрионов до беременности, тем самым исключая вероятность беременности потомством с генетическими проблемами. Истоки ПГД/ПГС восходят к 1968 году, когда Эдвардс и Гарднер провели самую первую микрохирургическую биопсию эмбриона на эмбрионах кролика, окрашивая половой хроматин бластоцисты кролика эухризином 2GNX. Однако только в начале 1990-х годов был проведен первый случай ПГТ для скрининга пола эмбриона на предмет сцепленного с полом аутосомно-рецессивного заболевания.

Преимплантационное генетическое тестирование (ПГТ) является важнейшим достижением в области вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ), в частности в экстракорпоральном оплодотворении (ЭКО). ПГТ включает генетический анализ эмбрионов перед переносом в матку с целью повышения показателей имплантации, снижения риска выкидыша и предотвращения передачи генетических нарушений. За последние несколько десятилетий эта технология значительно развилась и подразделяется на три основных типа: ПГТ-А (для скрининга анеуплоидии), ПГТ-М (для моногенных или одногенных заболеваний) и ПГТ-СР (для структурных перестроек). Ниже вы найдете информацию о различных типах ПГТ, клинических сценариях, для которых они подходят, и их общей эффективности.

Типы преимплантационного генетического тестирования

1. ПГТ-А (преимплантационное генетическое тестирование на анеуплоидию)
PGT-A проверяет эмбрионы на наличие числовых хромосомных аномалий (анеуплоидий). Анеуплоидии являются основной причиной неудач имплантации, выкидышей и хромосомных нарушений, таких как синдром Дауна (трисомия 21), синдром Патау (трисомия 13) и синдром Эдвардса (трисомия 18).

Показания:
Пожилой возраст матери (>35 лет), когда частота анеуплоидии увеличивается из-за возрастных ошибок сегрегации хромосом.
Повторные неудачи имплантации или повторные неудачи ЭКО.
Привычное невынашивание беременности (ПНБ), часто связанное с хромосомными аномалиями у эмбрионов.
Мужской фактор бесплодия, поскольку риск анеуплоидии может увеличиваться при определенных аномалиях спермы.
Выбор пола в целях балансировки семьи

Процедура:
Эмбрионы подвергаются биопсии (обычно на стадии бластоцисты) для извлечения нескольких клеток трофэктодермы, которые затем анализируются с использованием таких методов, как FISH или секвенирование следующего поколения (NGS), в зависимости от цели лечения. В случаях, когда основным фокусом является выбор пола без фоновых генетических заболеваний, простой анализ FISH может предоставить базовую панель из 5 хромосом, которая проверяет наиболее распространенные генетические нарушения на хромосомах 13, 18 и 21, а также X и Y.

Успех и ограничения:
Было показано, что ПГТ-А улучшает показатели рождаемости в определенных группах населения, таких как женщины старшего возраста и женщины с предыдущими неудачными циклами, но его универсальное применение остается спорным. Некоторые исследования не предполагают существенной пользы для молодых пациентов с хорошим прогнозом (Munné et al., 2019). Более того, мозаицизм — когда некоторые клетки в эмбрионе нормальные, а другие анеуплоидные — может усложнить интерпретацию и результаты. Во многих случаях эмбрионы, которые были признаны мозаичными, могут продолжать устранять мозаицизм и развиваться в генетически здоровые и эуплоидные эмбрионы. Когда ПГТ-А проводится в молодых и здоровых группах населения, это может привести к отбраковке эмбрионов, которые потенциально могут развиться в генетически здоровых людей. В целом, это подходящий вариант для пациентов, выбирающих выбор пола в целях балансировки семьи, пациентов с повторными неудачами ЭКО или повторяющимися выкидышами.

2. ПГТ-М (преимплантационное генетическое тестирование на моногенные заболевания)
PGT-M выявляет эмбрионы, несущие нарушения одного гена (например, муковисцидоз, серповидноклеточная анемия, болезнь Хантингтона). Пары, которые являются носителями известной генетической мутации или имеют семейный анамнез определенного генетического заболевания, получают пользу от этого тестирования.

Показания:
– Скрининг на носительство аутосомно-рецессивных или доминантных заболеваний.
– Профилактика заболеваний, сцепленных с Х-хромосомой (например, мышечной дистрофии Дюшенна, гемофилии).
– Пары с известным патогенным вариантом у одного или обоих партнеров.

Процедура:
Это включает в себя индивидуальное тестирование с использованием таких методов, как полимеразная цепная реакция (ПЦР) или NGS для обнаружения конкретной мутации. Часто анализ сцепления выполняется вместе с обнаружением мутации для подтверждения результатов и снижения риска неправильной диагностики. Это означает, что пара, желающая пройти тестирование с PGT-M, должна будет пройти подробное генетическое тестирование, показывающее конкретные мутации генов, чтобы можно было разработать специальный тестовый зонд для индивидуального процесса тестирования. Пациентов, у которых нет подробного отчета о генетическом тестировании, обычно просят приехать на Кипр дважды — один раз, чтобы оставить образец крови для проведения тщательного тестирования на мутацию, после чего тестовый зонд может быть изготовлен индивидуально, и второй раз для процесса ЭКО.

Успех и ограничения:
PGT-M обеспечивает точность почти 98–99% в предотвращении передачи генетических заболеваний при проведении в аккредитованных лабораториях (Кулиев и др., 2020). Однако к проблемам относятся необходимость детального генетического обследования пары и возможность недостаточного количества эмбрионов для тестирования. Женщины в более старших возрастных группах с уменьшенным овариальным резервом иногда могут извлечь пользу из нескольких раундов сбора яйцеклеток, чтобы максимизировать количество эмбрионов, которые будут получены. В таких случаях забор яйцеклеток будет запланирован во время обеих поездок.

3PGT-SR (преимплантационное генетическое тестирование структурных перестроек)
PGT-SR направлен на обнаружение хромосомных структурных аномалий, таких как транслокации, инверсии или дупликации. Такие перестройки могут привести к несбалансированным эмбрионам, вызывая выкидыш или врожденные аномалии. Пациенты со сбалансированными транслокациями часто не проявляют никаких симптомов. Однако, когда они пытаются забеременеть, некоторые из полученных эмбрионов имеют смертельные хромосомные аберрации, что приводит к неудачным беременностям или повторным выкидышам. Лица со сбалансированными хромосомными перестройками, такими как робертсоновские или реципрокные транслокации, часто проходят PGT-SR, чтобы гарантировать отбор сбалансированных эмбрионов, которые не приведут к выкидышу или нарушениям развития (Munné et al., 2020).

Показания:
Носители сбалансированных хромосомных транслокаций (например, робертсоновских или реципрокных)
Пары с историей повторных выкидышей или дети со структурными хромосомными аномалиями.

Процедура:
PGT-SR использует такие методы, как NGS, для обнаружения структурных аномалий, по сути, используя процедуру тестирования, аналогичную PGT-A.

Успех и ограничения:
PGT-SR значительно снижает риск выкидыша у носителей транслокации, при этом исследования сообщают о клинических показателях беременности 50–70% по сравнению с более низкими показателями в нелеченных циклах (Collins et al., 2021). Однако этот подход не может полностью исключить риск аномальных исходов, поскольку тестирование оценивает только хромосомную структуру, а не функцию гена. Если есть дополнительные генетические проблемы, этот тест их не решит. Тем не менее, это будет иметь очень низкую частоту.

Эффективность и клиническое воздействие ПГТ

Показатели имплантации и рождаемости
PGT, особенно PGT-A, показала многообещающие результаты в улучшении показателей имплантации и рождаемости в определенных группах населения, таких как женщины старше 35 лет или те, у кого повторяющаяся неудача имплантации. Для PGT-M и PGT-SR основной мерой успеха является профилактика генетических или хромосомных заболеваний у потомства, с высокими показателями точности, зарегистрированными в многочисленных исследованиях (Practice Committee of the ASRM, 2020).

Снижение частоты выкидышей
ПГТ-А связывают с более низкими показателями выкидышей, особенно у пациенток с привычной потерей беременности. Выявление и исключение анеуплоидных эмбрионов значительно снижает потерю беременности в этих случаях. Пары с историей повторных выкидышей, особенно из-за хромосомных аномалий, получают пользу от ПГТ, поскольку повышают вероятность успешной беременности за счет выбора хромосомно нормальных эмбрионов (Carp, 2018).

Мужской фактор бесплодия: Тяжелые случаи мужского бесплодия могут повышать риск хромосомных аномалий у эмбрионов, поэтому в таких случаях рекомендуется проводить ПГТ-А для снижения этого риска (Кушнир и др., 2016).

Процедура предимплантационного генетического тестирования

ПГТ может быть предложена только как часть цикла ЭКО (экстракорпоральное оплодотворение), поскольку это единственный способ создания эмбрионов в лабораторных условиях для проведения биопсии и процедур тестирования. Процесс ПГТ включает несколько ключевых этапов в цикле ЭКО:

1. Стимуляция яичников и извлечение яйцеклеток: Сначала женщина проходит стимуляцию яичников гормональными препаратами для получения нескольких яйцеклеток. Затем эти яйцеклетки извлекаются из яичников с помощью небольшой хирургической процедуры, называемой «забор ооцитов» (Practic Committee of the American Society for Reproductive Medicine, 2018). Женщинам с сильно сниженной функцией яичников может потребоваться пройти несколько заборов яйцеклеток, чтобы получить достаточное количество эмбрионов для тестирования. Помните, что чем больше количество эмбрионов, тем выше вероятность получения жизнеспособных эмбрионов для переноса.

2. Оплодотворение и культивирование эмбрионов: Извлеченные яйцеклетки оплодотворяются в лаборатории спермой, как правило, с использованием интрацитоплазматической инъекции сперматозоида (ИКСИ), чтобы гарантировать попадание только одного сперматозоида в каждую яйцеклетку. Этот процесс сводит к минимуму риск заражения дополнительными сперматозоидами, что в противном случае может повлиять на результаты генетического тестирования (Скотт и др., 2013).

3. Биопсия эмбриона: На пятый день после оплодотворения эмбрионы достигают стадии бластоцисты. На этом этапе несколько клеток осторожно извлекаются из внешнего слоя эмбриона (трофэктодерма) для генетического тестирования. Эта процедура биопсии, по-видимому, не наносит вреда развитию эмбриона или его имплантационному потенциалу, поскольку извлекается только несколько клеток (Benoff et al., 1999).

4. Генетический анализ: Биопсированные клетки подвергаются генетическому анализу с использованием таких методов, как секвенирование нового поколения (NGS), флуоресцентная гибридизация in situ (FISH) или полимеразная цепная реакция (ПЦР). NGS стал предпочтительным методом для PGT-A из-за его высокой точности в обнаружении хромосомных аномалий (Franasiak et al., 2014).

5. Перенос эмбрионов: После получения результатов генетического тестирования эмбрионы, идентифицированные как свободные от целевых генетических аномалий или хромосомных проблем, отбираются для переноса в матку женщины. Тестирование часто занимает несколько дней. Это означает, что эмбрионы обычно не переносятся в том же цикле, что и процедура ЭКО. Обычно перенос эмбрионов происходит на стадии формирования бластоцисты на 5-й день (приблизительно на 20-й день менструального цикла женщины). Когда генетическое тестирование занимает несколько дней, это окно переноса эмбрионов пропускается, то есть пациентке нужно будет подготовиться к переносу эмбрионов в следующем менструальном цикле. Это делается путем замораживания эмбрионов после процесса биопсии.

Преимплантационное генетическое тестирование — это преобразующий инструмент в репродуктивной медицине, позволяющий улучшить результаты циклов ЭКО и предотвратить генетические заболевания. Каждый тип ПГТ — ПГТ-А, ПГТ-М и ПГТ-SR — имеет различные показания и преимущества, что делает необходимым адаптировать его использование к индивидуальным обстоятельствам пациента.

Для получения более подробной информации о наших протоколах ПГТ и процедурах ЭКО воспользуйтесь нашей контактной формой. связаться с нами.

Рекомендации

Benoff, S., Hurley, IR, Cooper, GW, Mandel, FS, Rosenfeld, DL, & Hershlag, A. (1999). Числовые дозо-компенсированные оплодотворения in vitro дают высокие показатели оплодотворения и беременности. Fertility and Sterility, 71(6), 1067–1072. https://doi.org/10.1016/s0015-0282(99)00311-8.

Карп, Х. (2018). «Рецидивирующая потеря беременности: причины, противоречия и лечение». Передовая практика и исследования в области клинического акушерства и гинекологии, 53, 3-12. doi:10.1016/j.bpobgyn.2018.08.005.

Коллинз, СК, Зегерс-Хохшильд, Ф. и Кобо, А. (2021). Преимплантационное генетическое тестирование структурных перестроек: показатели успешности и проблемы. Фертильность и стерильность, 115(5), 1201–1210.

Фрагули, Э., Альфаравати, С., Спат, К. и Уэллс, Д. (2017). «Происхождение и влияние анеуплоидии эмбрионов на практику ЭКО у человека». Цитогенетические и геномные исследования, 150(3-4), 217-227. doi:10.1159/000478888.

Франасиак, Дж. М. и др. (2014). «Секвенирование следующего поколения для предимплантационного генетического скрининга анеуплоидии как альтернатива сравнительной геномной гибридизации с использованием массива». Молекулярная цитогенетика, 7, 19. doi:10.1186/1755-8166-7-19.

Франкель, М.С. и Чепмен, А.Р. (2018). «Этические и политические вопросы генетического тестирования и скрининга детей». Генетика в медицине, 20(4), 435-441. doi:10.1038/gim.2017.210.

Geraedts, J., & Sermon, K. (2016). «Предимплантационное генетическое тестирование: последние разработки и будущие перспективы». Human Reproduction Update, 22(4), 402-405. doi:10.1093/humupd/dmw007.

Греко, Э. и др. (2015). «Двойное дробление зиготы: новый индикатор развития эмбриона». Фертильность и стерильность, 103(6), 1290-1296. doi:10.1016/j.fertnstert.2015.02.025.

Кулиев, А., Речицкий, С. и Тур-Каспа, И. (2020). Преимплантационное генетическое тестирование моногенных заболеваний: двадцатипятилетний опыт. Репродуктивная биомедицина онлайн, 41(3), 379–390.

Кушнир, ВА, Солоуки, С., Дармон, СК, Барад, Д. Х. и Глейхер, Н. (2016). Системное воспаление и аутоиммунитет у женщин с хроническим эндометритом. Американский журнал репродуктивной иммунологии, 75(6), 672–677. https://doi.org/10.1111/aji.12508

Munné, S., Spinella, F., & Grifo, JA (2019). Клинические результаты после применения PGT-A в циклах ЭКО: обзор. Human Reproduction Update, 25(2), 209–222.

Комитет по практике Американского общества репродуктивной медицины (ASRM). (2020). Клиническое применение предимплантационного генетического тестирования: мнение комитета. Фертильность и бесплодие, 113(2), 305–322.

Скотт, РТ, младший, Апхэм, КМ, Форман, Э. Дж., Чжао, Т. и Трефф, Н. Р. (2013). Биопсия на стадии дробления значительно ухудшает потенциал имплантации человеческого эмбриона, тогда как биопсия бластоцисты — нет: рандомизированное и парное клиническое исследование. Фертильность и стерильность, 100(3), 624–630. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2013.04.039