延长囊胚培养时间提升非侵入性胚胎染色体筛查(niPGT-A)DNA产量,但诊断特异性仍受限

【字体: 时间:2025年10月09日 来源:Scientific Reports 3.9

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  本研究针对非侵入性胚胎染色体筛查(niPGT-A)临床可靠性未经验证的问题,通过前瞻性配对样本设计比较niPGT-A与滋养层活检(TE biopsy)的诊断性能。研究发现延长培养至第6天显著提高niPGT-A信息率(69.4%→97.9%),但特异性仅50.7%,33个假阳性胚胎中94%获得临床妊娠,揭示当前niPGT-A可能错误排除可移植胚胎,亟需优化cfDNA分析方案。

  
在辅助生殖领域,胚胎染色体筛查是提高试管婴儿成功率的关键技术。目前临床金标准——滋养层活检(TE biopsy)虽能准确检测染色体异常,但需从胚胎中提取细胞,存在操作创伤风险。近年来,一种颠覆性的非侵入性检测技术(niPGT-A)应运而生,它仅需分析胚胎培养液中释放的细胞游离DNA(cfDNA)即可完成遗传评估,理论上完全避免了对胚胎的物理干预。然而,这种看似完美的技术却面临根本性质疑:培养液中的DNA是否真正代表胚胎的真实染色体状态?其临床可靠性是否足以替代传统活检?
为解答这些关键问题,来自台湾Lee Women's Hospital的研究团队在《Scientific Reports》发表了突破性研究成果。他们通过前瞻性配对样本研究,对98对夫妇的212个囊胚同步进行niPGT-A和TE活检检测,首次在盲法设计下系统评估了两者的诊断一致性与临床结局相关性。
研究采用单中心前瞻性队列设计,纳入2021-2022年期间接受ICSI(卵胞浆内单精子注射)治疗的98对夫妇产生的212个囊胚。所有胚胎在培养至第5或第6天时,同步收集滋养层活检样本和培养液样本(SCM),使用Illumina的VeriSeq PGS Kit进行靶向测序分析。关键技术包括:严格无菌操作避免污染、SurePlex全基因组扩增系统、Illumina MiSeq测序平台以及BlueFuse Multi软件染色体分析。胚胎移植决策完全基于TE活检结果,niPGT-A结果对临床团队设盲。
PGT-A outcomes and DNA yield: analysis of TE biopsy and spent culture media
研究发现培养持续时间显著影响niPGT-A的信息获取率。第5天囊胚的信息率仅为69.4%,而延长培养至第6天时跃升至97.9%,表明延长培养可大幅提升cfDNA的可获取量。然而,niPGT-A检测出的非整倍体率(75.3%)显著高于TE活检(58.5%),提示可能存在假阳性风险。
Concordance rates between TE biopsy and SCM in day 5 and day 6 blastocysts
两种方法的总体染色体一致性为75.9%,其中完全一致性仅50.0%。令人惊讶的是,性别染色体判断达到100%一致,说明Y染色体检测可能因序列特殊性而更可靠,但这不能代表全染色体组的准确性。
Diagnostic accuracy of SCM versus TE biopsy for PGT-A: sensitivity and specificity analysis
niPGT-A展现高灵敏度(91.6%)但低特异性(50.7%)的特征,意味着它能有效捕捉异常胚胎,却容易将正常胚胎误判为异常。这种特异性缺陷在第5天和第6天囊胚中保持一致,表明培养时间延长并未改善诊断特异性。
Clinical outcomes post-embryo transfer
最令人震惊的发现来自临床结局:被niPGT-A判为异常但TE活检正常的16个胚胎,移植后获得94%的临床妊娠率和88%的活产率,远高于两者一致正常的胚胎组(57%妊娠率)。这证明niPGT-A的假阳性可能导致可移植胚胎被错误废弃。
研究结论明确指出,尽管延长培养时间能提高niPGT-A的DNA产量,但其诊断特异性不足严重限制临床适用性。培养液中的cfDNA可能源自凋亡细胞或母源污染,不能完全代表胚胎真实染色体状态。讨论部分强调,当前niPGT-A技术尚不能替代TE活检,必须进一步优化cfDNA提取、污染控制和生物信息学分析流程。这项研究为niPGT-A的临床应用提供了关键警示:在缺乏充分验证的情况下,盲目采用非侵入性检测可能导致优质胚胎的错误丢弃,反而降低整体试管婴儿成功率。未来需要建立标准化操作流程和完善的质量控制体系,才能让这项技术真正造福不孕症患者。
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