嵌合體胚胎移植產(chǎn)生的可能后果及處理對(duì)策

李剛，孫瑩璞

(鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院生殖與遺傳?？漆t(yī)院，河南省生殖與遺傳重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，鄭州 450000)

在體外受精-胚胎移植(IVF-ET)治療中，嵌合體胚胎(mosaic embryo)是一種常見的現(xiàn)象。胚胎嵌合體是指胚胎包含兩種及兩種以上的遺傳學(xué)不同的細(xì)胞系，在卵裂期胚胎中，嵌合體胚胎占比15%～90%，而在囊胚期胚胎中占比3%～24%。盡管所有的細(xì)胞都是由一個(gè)受精卵分裂而來，但是在減數(shù)分裂或有絲分裂的過程中可能出現(xiàn)錯(cuò)誤，而這些錯(cuò)誤分裂形成的染色體異常細(xì)胞就混在了正常細(xì)胞中。而這些含有多組遺傳物質(zhì)的胚胎是否移植或者移植后可能發(fā)生的情況的是IVF治療中值得重視的問題之一。

一、嵌合體胚胎定義

什么是嵌合體胚胎？胚胎植入前遺傳學(xué)診斷國(guó)際協(xié)會(huì)(PGDIS)指出胚胎中非整倍體細(xì)胞占比20%～80%為嵌合體胚胎，>80%為非整倍體胚胎，<20%為整倍體胚胎。嵌合體胚胎按照組成可分為三種：一是二倍體/非整倍體嵌合(Mosaic diploid-aneuploid)(二倍體和非整倍體細(xì)胞系的組合)，二是非整倍體嵌合(Mosaic aneuploid)(不同異常染色體細(xì)胞系的組合，無正常二倍體細(xì)胞)，三是無序嵌合(Chaotic)(多條染色體異常、多個(gè)異常細(xì)胞系)。按照胚胎發(fā)育時(shí)期可分為卵裂期嵌合體胚胎及嵌合體囊胚。其中囊胚嵌合體可分為全囊胚嵌合、單純內(nèi)細(xì)胞團(tuán)嵌合、單純滋養(yǎng)外胚層嵌合、全內(nèi)細(xì)胞異常、全滋養(yǎng)外胚層異常五種。

有研究顯示形成嵌合體胚胎可能的原因是減數(shù)分裂錯(cuò)誤或受精后有絲分裂錯(cuò)誤?？赡?1/2來自第一次有絲分裂，1/4來自第二次分裂，1/4來自第三次分裂。而嵌合體胚胎出現(xiàn)越早，有害影響越大。從卵裂期到囊胚期的發(fā)育過程中，非整倍體細(xì)胞可能進(jìn)行自我修正，可能形成滋養(yǎng)外胚層(TE)，也可能形成TE及內(nèi)細(xì)胞團(tuán)(ICM)，從而形成嵌合體囊胚[1]。

二、胚胎嵌合體的發(fā)生率

總體上文獻(xiàn)報(bào)道卵裂期嵌合體發(fā)生率最高，在15%～90%，囊胚活檢嵌合體發(fā)生率在3%～24%之間[2-6]。而研究報(bào)道胚胎嵌合體發(fā)生率不一，主要與不同PGT遺傳學(xué)診斷方法、不同胚胎發(fā)育時(shí)期等相關(guān)因素密切相關(guān)。

歐洲人類生殖與胚胎學(xué)會(huì)指南(ESHRE)給出的嵌合體發(fā)生率為40%～60%。既往熒光原位雜交(FISH)方法檢測(cè)卵裂期胚胎或囊胚，嵌合體的檢出率在30%左右[7]。單核苷酸多態(tài)性微陣列(SNP array)、比較基因組雜交(aCGH)、定量PCR(qPCR)和二代測(cè)序(NGS)等全染色體篩查(CCS)技術(shù)比FISH更具有優(yōu)勢(shì)，高分辨NGS(hr-NGS)可以檢測(cè)出20%至80%的嵌合性[8-9]。aCGH相比hr-NGS，其嵌合體檢測(cè)范圍窄(異常細(xì)胞約占40%～60%)[10]。由于卵裂期胚胎嵌合體發(fā)生率高，目前傾向于囊胚活檢，同時(shí)應(yīng)用CCS技術(shù)，對(duì)胚胎進(jìn)行更全面的評(píng)估[9]。

另外，在嵌合體囊胚中，不同染色體有不同的異常發(fā)生率。Nakhuda等[11]共檢測(cè)了1 547個(gè)囊胚，結(jié)果顯示染色體異常發(fā)生率高的染色體包括21、22、1、2、14、X等；染色體片段嵌合體發(fā)生率高的染色體為22、21、6、2、14等。

三、影響嵌合體胚胎的發(fā)生相關(guān)因素

在胚胎的形成和發(fā)育過程中，多種因素作用，影響了嵌合體胚胎的發(fā)生，如遺傳學(xué)檢測(cè)方法的診斷效能、女方年齡、活檢細(xì)胞種類、卵巢刺激方案等。

1.遺傳學(xué)檢測(cè)方法：對(duì)嵌合體胚胎檢測(cè)的方法主要有PCR、aCGH、SNP array及NGS，其對(duì)嵌合體診斷的效能不同。PCR檢測(cè)相對(duì)來說速度快，但費(fèi)用較高，且嵌合體檢測(cè)診斷時(shí)面臨污染和等位基因脫扣的挑戰(zhàn)，容易出現(xiàn)假陽性或假陰性的結(jié)果而導(dǎo)致誤診，嵌合體檢測(cè)效能低，現(xiàn)臨床使用已較少。aCGH可檢測(cè)染色體數(shù)目變化以及重復(fù)、缺失，可對(duì)1 Mb的異常進(jìn)行診斷，但并不能區(qū)分其分辨率以下的片段缺失和重復(fù)，不能檢測(cè)如三倍體胚胎、單親二倍體等整倍性的改變，在多種檢測(cè)方法中價(jià)格較高，嵌合體檢測(cè)效能較高，約40%～60%。SNP array分辨率高達(dá)1.5 kb，分析染色體數(shù)目和片段異常的同時(shí)，可以診斷三倍體胚胎、單親二倍體等非整倍體情況，但等位基因內(nèi)部可能發(fā)生重組，相鄰的SNP位點(diǎn)之間可能存在堿基或序列的變化，從而影響檢測(cè)結(jié)果，且價(jià)格昂貴。新一代測(cè)序技術(shù)(NGS)為對(duì)全基因的測(cè)序的方法，對(duì)染色體分辨率更高，可以更好的提供更全面更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，且價(jià)格相對(duì)其他的檢測(cè)方法便宜，嵌合體檢測(cè)效能高，約20%～80%[12]。Fragouli等[13]及Munné等[6]研究也表明NGS分辨率更高，可能發(fā)現(xiàn)其他幾種技術(shù)如aCGH、SNP array忽略的細(xì)節(jié)，檢測(cè)嵌合體效能更大，優(yōu)勢(shì)更明顯。

2.女方年齡：女方年齡對(duì)非整倍體胚胎及嵌合體胚胎的影響不同。高齡女性更容易出現(xiàn)減數(shù)分裂錯(cuò)誤，因此胚胎非整倍體發(fā)生率隨著年齡的增長(zhǎng)而增加，尤其是女方年齡大于35歲。文獻(xiàn)報(bào)道35歲以下的女性整倍體細(xì)胞占48.2%，42歲以上的女性僅占10.6%。但研究顯示嵌合體發(fā)生率不會(huì)隨著年齡增大而增加，不同年齡的女性囊胚嵌合體發(fā)生率均約為30%[3，14]。也有研究結(jié)果顯示卵裂球有絲分裂異常在各個(gè)年齡段相對(duì)恒定。而對(duì)于非整倍體，一般認(rèn)為是減數(shù)分裂異常，與女方年齡密切相關(guān)，對(duì)于嵌合體則一般認(rèn)為是有絲分裂異常，各個(gè)年齡段相對(duì)恒定。因此在對(duì)嵌合體發(fā)生率的影響上，女性年齡可能影響不大。

3.受精方式：關(guān)于受精方式對(duì)胚胎嵌合體的影響，文獻(xiàn)報(bào)道極少。Palmerola等[15]對(duì)比了320個(gè)胚胎植入前非整倍體遺傳學(xué)篩查(PGT-A)周期中IVF與ICSI的結(jié)果，采用滋養(yǎng)外胚層活檢，NGS檢測(cè)，IVF平均年齡38.6歲，ICSI平均年齡38.5歲，二者中整倍體率、非整倍體率、無結(jié)果率均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但I(xiàn)VF的嵌合體比率高于ICSI。出現(xiàn)這樣結(jié)果的原因尚不清楚，可能與受精方式對(duì)胚胎后續(xù)發(fā)育、DNA污染有關(guān)。因此臨床上PGT更傾向于ICSI受精，期望降低嵌合體胚胎發(fā)生率。

4.滋養(yǎng)外胚層細(xì)胞/內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞診斷一致性：在產(chǎn)前診斷中，約有2%的絨毛診斷為非整倍體，但是胎兒染色體正常被稱為限制性胎盤嵌合現(xiàn)象(confined placental mosaicism)。通常認(rèn)為，滋養(yǎng)外胚層細(xì)胞(TE)最終發(fā)育為胎兒的胎盤部分，而內(nèi)細(xì)胞團(tuán)(ICM)發(fā)育為胎兒部分，因此對(duì)TE/ICM診斷一致性提出了質(zhì)疑。文獻(xiàn)報(bào)道的TE/ICM診斷一致性約為96%～100%。Daphnis等[4]使用CGH分析了10個(gè)囊胚，結(jié)果顯示TE及ICM診斷一致率100%。Northrop等[16]使用SNP array分析了51個(gè)囊胚，診斷一致率為96.1%。Capalbo等[17]使用FISH分析了70個(gè)囊胚，診斷一致率為97%。但是2017年Munné等[6]使用NGS分析了65個(gè)囊胚，包括21個(gè)非整倍體囊胚及44個(gè)嵌合體囊胚，非整倍體TE、ICM診斷一致性100%，嵌合體TE、ICM診斷一致性59%。由此可見，嵌合體胚胎的發(fā)生率會(huì)受到活檢細(xì)胞類型的部分影響。

5.卵巢刺激方案：有研究報(bào)道了傳統(tǒng)刺激方案(黃體期長(zhǎng)方案，Gn 225 U)與溫和刺激方案的比較(拮抗劑150 U)。采用了Day3卵裂球活檢，F(xiàn)ISH檢測(cè)10條染色體來判斷胚胎嵌合體情況。結(jié)果顯示與傳統(tǒng)刺激相比，溫和刺激胚胎嵌合體比率低(37% vs.65%)，非整倍率也低，因而該作者認(rèn)為未來的卵巢刺激策略應(yīng)使卵母細(xì)胞產(chǎn)量最大化，但同時(shí)要通過減少對(duì)卵巢生理的干擾，從而能夠產(chǎn)生足夠數(shù)量的染色體正常胚胎[18]。由于未見其他相關(guān)的文獻(xiàn)及報(bào)道，卵巢刺激方案對(duì)嵌合體胚胎發(fā)生率的影響還待進(jìn)一步研究。

四、嵌合體胚胎的移植結(jié)局

嵌合體胚胎的移植結(jié)局主要有正常活產(chǎn)、流產(chǎn)及移植妊娠失敗等。2015年Greco等[19]首次報(bào)道了嵌合體胚胎移植后正?；町a(chǎn)的病例。2019年Zore等[20]報(bào)道了嵌合體胚胎與整倍體胚胎移植后臨床結(jié)局相比，活產(chǎn)率明顯降低，移植后的自然流產(chǎn)率明顯升高。2019年Fragouli等[13]報(bào)道，與移植整倍體胚胎相比，移植二倍體-非整倍體嵌合胚胎流產(chǎn)率更高，植入率更低，但與完全異常的TE活檢胚胎相比，二倍體-非整倍體嵌合胚胎具有更好的種植潛能。2019年Victor等[21]報(bào)道了共移植了100枚嵌合體囊胚的臨床結(jié)局。其中30枚囊胚有胎心(FHB)，包括11例繼續(xù)妊娠，19例活產(chǎn)。其中1例23周胎膜早破死產(chǎn)(胎兒外觀正常)。 2例羊水穿刺提示微缺失，但是比PGT-A診斷的片段小。1例羊水穿刺提示平衡易位攜帶者。無自然流產(chǎn)病例。其余為未種植妊娠失敗。

五、嵌合體胚胎的處理

關(guān)于嵌合體胚胎的處理上，患者夫婦及醫(yī)生、診所對(duì)嵌合體胚胎移植的態(tài)度不一。文獻(xiàn)報(bào)道了PGT治療中無整倍體胚胎，只有嵌合體胚胎的98對(duì)夫婦中，29.6%夫婦選擇嵌合體胚胎移植(MET)，41.8%夫婦選擇重新周期，6.1%選擇嵌合體胚胎廢棄。而重新周期的繼續(xù)妊娠率高于MET(51.2% vs 27.6%)[22]。

文獻(xiàn)報(bào)道了美國(guó)醫(yī)師、診所對(duì)嵌合體胚胎移植的態(tài)度，405個(gè)中心參與，其中完成的有252個(gè)，包括157個(gè)私人診所、55個(gè)大學(xué)附屬醫(yī)院及其他40個(gè)綜合性醫(yī)院。91個(gè)診所進(jìn)行到嵌合體胚胎的檢測(cè)；57個(gè)診所移植嵌合體胚胎，占62.6%；美國(guó)東北部診所移植嵌合體高于其他地區(qū)；72.6%診所對(duì)于嵌合體移植沒有統(tǒng)一意見[23]。

總的來說，雖然有文獻(xiàn)報(bào)道移植嵌合體胚胎有正?；町a(chǎn)，但是對(duì)于PGT-A檢測(cè)結(jié)果僅有嵌合體胚胎，是否可將嵌合體胚胎移植的問題，應(yīng)該遵循相關(guān)共識(shí)。例如PGDIS關(guān)于嵌合體胚胎共識(shí)指出，在臨床工作時(shí)，一是遺傳咨詢過程中告知夫婦遺傳學(xué)檢測(cè)局限性，二是優(yōu)先移植整倍體胚胎，三是一旦決定移植嵌合體胚胎，有三種可供選擇應(yīng)告知夫婦雙方。第一個(gè)是進(jìn)行下一個(gè)新周期以獲得整倍體胚胎移植，第二個(gè)是經(jīng)過遺傳咨詢后選擇低風(fēng)險(xiǎn)的嵌合染色體進(jìn)行移植，第三個(gè)是妊娠后密切監(jiān)測(cè)及產(chǎn)前診斷。而嵌合體胚胎的移植也有一定順序：最優(yōu)移植整倍體/單體的嵌合體胚胎，而不是整倍體/三體；其次有一條染色體三體的嵌合體。移植嵌合體比例低的，同時(shí)還要考慮下面情況：優(yōu)先嵌合體胚胎中染色體三體是1、 3、4、5、6、8、9、10、11、12、17、19、20、22、X、Y者；其次嵌合體胚胎中染色體UPD(14、15)；再次嵌合體胚胎中染色體是宮內(nèi)發(fā)育遲緩的(2、7、16)；最后考慮嵌合體胚胎中染色體是三體存活(13、18、21)。但在國(guó)內(nèi)，雖然在2017～2018年CSRM發(fā)布相關(guān)PGD/PGS指南規(guī)范，目前仍然無嵌合體胚胎移植的指導(dǎo)意見。目前認(rèn)為，在充分了解風(fēng)險(xiǎn)和知情同意的情況下，必要時(shí)可以考慮移植嵌合體胚胎。但嵌合體胚胎移植結(jié)局風(fēng)險(xiǎn)高，仍然需要謹(jǐn)慎對(duì)待。