輔助生殖技術(shù)對子代表觀遺傳影響的Meta 分析

張曉芬

（北京市順義區(qū)婦幼保健院，北京 101300）

0 引言

近年來的研究發(fā)現(xiàn)，在不改變DNA 序列的情況下，改變基因組的修飾，不僅可以影響個體的發(fā)育而且還可以遺傳至其后代，這種遺傳現(xiàn)象被稱為表觀遺傳，并被認為是導致相同基因組表現(xiàn)出不同特征的主要原因[1]。輔助生殖技術(shù)（ART）通過對配子、合子、胚胎的人工操作實現(xiàn)受孕的目的，其包含體外受精-胚胎移植（IVF-ET）、卵胞漿內(nèi)單精子注射（ICSI）、宮腔內(nèi)人工授精（IUI）、卵子體外成熟（IVM）等，涉及誘導排卵、配子操作等非自然受孕過程。這些操作從不同方面干擾子代表觀遺傳，進而引發(fā)各類印記基因失調(diào)疾病[2]?；蚪M印記是表觀遺傳修飾的一種，指的是來自父母的一對等位基因在功能上存在著差異。基因組印記是正常發(fā)育不可缺少的一種調(diào)控機制，與基因甲基化表達密切相關(guān)，其異常表達會引起多種印記基因失調(diào)相關(guān)疾病。研究顯示ART 對精子和卵子的操作會引起印記基因甲基化表達的異常，增加相關(guān)疾病的發(fā)病率[3]。因而，本文對與ART 相關(guān)的印記基因失調(diào)疾病進行Meta 分析，為ART 對子代表觀遺傳影響提供一定的依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本文做了大量的文獻查閱工作，主要收集2000 至2018 的文章資料。中文文獻來源主要包括維普中文科技期刊全文數(shù)據(jù)庫、中國學術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)出版總庫、中國博碩學位論文全文數(shù)據(jù)庫、中國專利數(shù)據(jù)庫等，查詢的關(guān)鍵字是（輔助生殖或者人工授精或者胚胎移植）并且（表觀遺傳或者基因印記或者遺傳變異或者 甲基化）。國外的文獻資料主要來源于PubMed，EBSCO 全文數(shù)據(jù)庫，IEEE 數(shù)據(jù)庫、SPRINGER 期刊數(shù)據(jù)庫，F(xiàn)rontiers 期刊數(shù)據(jù)庫，ACM 數(shù)據(jù)庫、Cochrane Library 等，查詢的關(guān)鍵字為“（assisted reproductive technology OR artificial inseminat ion OR embryo transplantation）AND（epigenetics OR imprinted genetic OR genetic variation OR DNA methylation”。根據(jù)查找到的相關(guān)文獻以及綜述文章，從其中的參考文獻中找到相關(guān)性較強的文獻。

1.2 統(tǒng)計分析

對納入研究的文獻采用軟件RevMan 5.0 進行分析。首先對文獻進行異質(zhì)性檢驗。如果納入的研究具有統(tǒng)計學同質(zhì)性（P ＞0.1，I2＜50%），則采用固定效應(yīng)模型進行Meta 分析。如果存在統(tǒng)計學異質(zhì)性（P ＜0.1，I2＞50%），采用隨機效應(yīng)模型進行meta 分析，分析異質(zhì)性來源并可能的異質(zhì)性因素進行亞組分析。計量資料選取加權(quán)均數(shù)差（WMD）及其95%置信區(qū)間（CI）表示，計數(shù)資料選取兩個率優(yōu)勢比（OR）及其95%置信區(qū)間（CI）表示。

2 結(jié)果

2.1 檢索結(jié)果

通過關(guān)鍵字檢索共查找到154 篇相關(guān)文獻，其中英文文獻85 篇，中文文獻69 篇。經(jīng)過初步的摘要閱讀分析，排除其中研究內(nèi)容不相關(guān)、文章質(zhì)量差、無具體實質(zhì)性相關(guān)內(nèi)容等文獻90 篇。再經(jīng)過仔細的全文閱讀，排除數(shù)據(jù)信息不完整等文章49 篇，最終納入本文分析的文獻共15 篇[4-5]，均為英文文獻。

2.2 納入文獻基本情況

納入研究的15 篇文獻（表1）時間跨度從2000 年到2018 年，涉及美國、法國、日本等多個國家，總共有輔助生殖子代880587 例，自然妊娠19013585 例，數(shù)據(jù)來源廣泛，說服力強。文獻[4-9]是關(guān)于輔助生殖與Beckwith-Wiedemann 綜合征關(guān)系。文獻[10-14]介紹輔助生殖與Prader-willi 綜合征、Angelman 綜合征的關(guān)系。文獻[15-18]介紹了輔助生殖與Silver-Russell 綜合征的關(guān)系。

表1 納入研究文獻基本描述

2.3 分析結(jié)果

2.3.1 ART與Beckwith-Wiedemann綜合征

6 篇納入研究的文獻是關(guān)于ART 與BWS 疾病的關(guān)系研究，經(jīng)過異質(zhì)性檢驗得到P=1，I2=0%，因此這6 篇研究同質(zhì)性較好，采用固定效應(yīng)模型進行Meta 分析，OR 值的合并效應(yīng)量為1.32，95%CI（6.48-12.03），合并效應(yīng)量的檢驗（Z=13.8，P ＜0.00001），差異具有統(tǒng)計學意義，結(jié)果顯示輔助生殖技術(shù)子代中BWS 的發(fā)病率高于正常受孕的子代，Meta 分析森林圖見圖1。

圖1 輔助生殖技術(shù)與BWS的關(guān)系

2.3.2 ART與Angelman綜合征和Prader-Willi綜合征的關(guān)系

納入研究的5 篇文獻是關(guān)于ART 與AS 疾病的關(guān)系，經(jīng)過異質(zhì)性檢驗得到P=0.17，I2=38%，因此這5篇研究同質(zhì)性較好，采用固定效應(yīng)模型進行Meta 分析，OR 值的合并效應(yīng)量為2.6，95%CI（1.92-3.51），合并效應(yīng)量的檢驗（Z=6.19，P ＜0.00001），差異具有統(tǒng)計學意義，結(jié)果顯示輔助生殖技術(shù)子代中AS 的發(fā)病率高于正常受孕的子代[6]，Meta 分析森林圖見圖2。

圖2 輔助生殖技術(shù)與AS的關(guān)系

3 討論

本文對輔助生殖技術(shù)對子代表觀遺傳的影響進行Meta 分析，通過廣泛的查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻，對輔助生殖技術(shù)與印記基因失調(diào)相關(guān)關(guān)系進行了統(tǒng)計分析，結(jié)果顯示輔助生殖技術(shù)對子代印記基因相關(guān)疾病的發(fā)病率高于自然妊娠子代。輔助生殖過程中大量的控制性超促排卵、胚胎培養(yǎng)、體外受精等體外操作與印跡基因失調(diào)疾病的相關(guān)性近年來引起廣泛的研究。卵子體外成熟（IVM）及冷凍技術(shù)為卵巢功能損傷的女性患者在保存生育力方面發(fā)揮了重要作用。在輔助生殖中，IVM 有時候為了避免卵巢過度刺激而替代促排卵以獲得成熟卵子的手段。之前的研究表明人的卵子經(jīng)過IVM 處理后在H19 等印記基因出現(xiàn)異常甲基化，但是IVM 是否會議卵子基因印記的擦除、獲得以及重建造成干擾還不是很明確。體外受精（IVF）技術(shù)的涉及在母體環(huán)境外受精以及對受精卵的大量體外操作，都可能對印記基因異常造成影響。卵胞漿內(nèi)單精子注射（ICSI）技術(shù)繞開了人類天然的優(yōu)勝劣汰機制，使得質(zhì)量較差的精子能夠與卵子結(jié)合形成受精卵，增大了表觀遺傳異常發(fā)生的概率。有研究表明，相比體內(nèi)受精相比，IVF 的胎盤和臍帶血有700 多個基因的平均甲基化程度發(fā)生明顯改變并且相應(yīng)基因表達也有差異[8]。經(jīng)過IVF 與ICSI，表觀遺傳學發(fā)生異常改變，體現(xiàn)在基因組總甲基化程度與染色質(zhì)結(jié)構(gòu)改變是相似的[9]。此外，未成熟精子卵漿內(nèi)注射胚胎也存在著許多表觀遺傳修飾異常，可能導致胚胎發(fā)育異常。目前，胚胎的體外培養(yǎng)與移植也應(yīng)用廣泛，臨床上的胚胎體外培養(yǎng)就涉及對胚胎的人工操作，這對后代印記基因甲基化的異常勢必會有影響。同時，也有研究表明，即使只進行胚胎的移植、收集而不進行胚胎培養(yǎng)也會引起甲基化程度的改變和印記基因的異常表達。輔助生殖導致的印跡基因的異常表達與子代表觀遺傳疾病發(fā)病率有著相關(guān)性。相關(guān)研究顯示，體外受精導致子代臍帶血中CPG 位點高甲基化表達而胎盤中的CP6 位點甲基化程度偏低。

從本文的Meta 分析來看，輔助生殖技術(shù)可引起印記基因表達異常，導致相關(guān)基因位點甲基化異常，進而與基因印記改變引起的子代遺傳疾病相關(guān)。然而，輔助生殖技術(shù)在臨床上和實驗室操作中涉及大量的因素，這個過程是一個非常復雜的過程，其與印記基因失調(diào)相關(guān)疾病的機制還需要進一步做深入的研究。