2023年9月5日,ASRM在《Fertil Steril》雜志上在線發(fā)表了最新的關于囊胚PGT-A嵌合結果臨床管理意見的文件“Clinical management of mosaic results from preimplantation genetic testing for aneuploidy (PGT-A) of blastocysts: a committee opinion”,文中詳細回顧了大量已發(fā)表的關于嵌合胚胎移植(MET)的研究,并在此基礎上提出了臨床管理政策與遺傳咨詢建議。該文件取代了2020年發(fā)表的題為“Clinical management of mosaic results from preimplantation genetic testing for aneuploidy (PGT-A) of blastocysts: a committee opinion”的文件。
作者信息
Practice Committees of the American Society for Reproductive Medicine and the Genetic Counseling Professional Group American Society for Reproductive Medicine, Washington, DC.
PGT-A中嵌合胚胎的重要性一直都是一個廣泛熱議的話題,尤其是自2015年首次報告嵌合胚胎活產(chǎn)后。盡管既往對嵌合結果的解釋和患者咨詢在很大程度上依賴于關于嵌合的產(chǎn)前和兒科文獻,但越來越多的證據(jù)表明,這些數(shù)據(jù)可能不適用于植入前胚胎。該文件旨在通過公平討論,回顧審查有關嵌合胚胎的最新數(shù)據(jù),為面臨嵌合胚胎報告決策的檢測者提供循證指導,并就嵌合體胚胎移植(MET)的可能性向患者提供咨詢。
在醫(yī)學遺傳學中,嵌合體是指在單個個體中存在多種染色體核型的細胞系。下一代測序(NGS)技術是目前臨床中最常用的PGT-A分析方法,通過對滋養(yǎng)外胚層活檢細胞群體中提取和擴增的DNA進行分析,經(jīng)觀察NGS譜上的中間染色體拷貝數(shù)來推斷其是否為嵌合體。
然而,在PGT-A檢測過程中,由于統(tǒng)計差異(test artifact/“noise”)、DNA擴增偏倚、污染、有絲分裂狀態(tài)、胚胎活檢技術差異以及胚胎實驗室條件等因素影響,由中間拷貝數(shù)推斷的嵌合結果,并不一定就是真實的,這樣的胚胎實際上可能是整倍體、非整倍體、整倍體和非整倍體嵌合、或兩個或更多個不同的異常細胞系嵌合。臨床試驗中滋養(yǎng)外胚層嵌合結果的發(fā)生率估計在2%至20%之間,同樣取決于多種因素(表1)。也因如此,相同的活檢樣本在一個實驗室中可能是“高水平嵌合”,而在另一個實驗室則可能是“整倍體”或“多倍體”。PGT-A中嵌合結果的分析和臨床驗證問題,以及嵌合結果報出是否會通過剝奪較低生殖潛力胚胎的植入機會來提高IVF的成功率,或者相反,在沒有臨床益處的情況下導致不必要的風險咨詢和患者焦慮,都是目前非常關鍵的持續(xù)性爭論話題。
表1 影響對嵌合結果的解釋和報告的因素
部分專業(yè)組織已經(jīng)發(fā)表了一些聲明來指導臨床醫(yī)生解釋此類實驗室結果和促進知情患者決策。如,2017年,美國生殖醫(yī)學學會(ASRM)發(fā)布的倫理委員會意見,為處理PGT“異常”陽性結果提供了一般性建議。英國人類受精和胚胎學管理局(HFEA)也在其實踐守則中提到了這一點。國際植入前遺傳學診斷協(xié)會(PGDIS)和孕前植入前產(chǎn)前討論協(xié)會(CoGen)也發(fā)表了相關聲明。
生殖醫(yī)學界已逐漸接受嵌合胚胎移植,并將其作為患者的可替代選擇。目前至少有2700例嵌合胚胎移植記錄。
既往研究表明,與整倍體胚胎移植相比,移植嵌合胚胎(MET)與胚胎植入、持續(xù)妊娠減少以及自然流產(chǎn)(SAB)增加有關。2021年發(fā)表的迄今為止規(guī)模最大的一項MET研究,回顧性報告了1000個嵌合胚胎移植的相關結果,這些胚胎均經(jīng)相似的PGT-A技術進行檢測,并在5個不同的生殖中心進行移植。最終發(fā)現(xiàn),與整倍體胚胎移植相比,即使控制了胚胎的形態(tài)學差異,嵌合胚胎的植入率也顯著降低、SAB的發(fā)生率增加了一倍以上。然而,回顧性研究也有其局限性,即通常只在沒有整倍體胚胎時才移植嵌合胚胎,因此,接受嵌合胚胎移植的患者可能比移植整倍體胚胎的患者包含更多預后不良的群體。此外,鑒于嵌合體和非整倍體染色體拷貝數(shù)范圍之間的重疊,MET研究中嵌合體胚胎很可能包含一些非整倍體胚胎。以上兩個因素本身就可以解釋超差的嵌合胚胎移植臨床結果。
隨后的一項前瞻性、非選擇性研究,將拷貝數(shù)在1.5-1.8或2.2-2.5之間的胚胎歸為整倍體。當獲得移植結果后,再進行揭盲。與<20%嵌合胚胎(拷貝數(shù)1.8-2.2)或“真正”整倍體胚胎相比,中間拷貝數(shù)<50%嵌合胚胎移植的持續(xù)妊娠率或SAB率沒有任何差異。因此,研究團隊認為在一個沒有確定偏倚的非選擇人群中使用特定的PGT-A檢測方案,嵌合水平低于50%不會影響早期胚胎發(fā)育。
鑒于迄今為止嵌合胚胎移植結果研究的不同發(fā)現(xiàn),仍然需要更多的數(shù)據(jù)來闡明某些嵌合結果是否與胚胎的生殖潛力相關。此外,考慮到實驗室嵌合結果call出和比率的差異,目前尚不清楚與某一個實驗室PGT-A檢測相關的臨床結果數(shù)據(jù)是否可以外推到另一個實驗室。
一般在妊娠或者新生兒中發(fā)現(xiàn)的嵌合現(xiàn)象會帶來不良后果風險的增加,因此被格外關注。但是迄今為止,在植入前胚胎中發(fā)現(xiàn)的嵌合現(xiàn)象尚未確定與胎兒或新生兒不良結局風險的顯著增加有關。
2021年發(fā)表的一篇納入25篇MET研究的綜述,發(fā)現(xiàn)在2759個嵌合胚胎移植中,只有不到1%的嵌合胚胎移植后出現(xiàn)了與原始PGT-A結果相關的持續(xù)非整倍體妊娠。隨著MET數(shù)據(jù)的不斷積累,預計將會發(fā)現(xiàn)更多證實PGT-A嵌合結果的胎兒或新生兒病例。
目前,已有三例胎兒非整倍體病例報告發(fā)表,這三例均是由同一染色體導致的胚胎嵌合。案例一中,在產(chǎn)前正常胎兒中檢測到極低水平的嵌合現(xiàn)象,雖然新生兒表型正常,但其外周血中也檢測到低水平的嵌合現(xiàn)象。由于沒有研究其他組織,低水平嵌合的長期意義尚不清楚。案例二中,產(chǎn)前鑒定的胎兒非嵌合重復與胚胎PGT-A上報道的嵌合重復在染色體上的位置相似;而由此產(chǎn)生的新生兒明顯存在孤立性主動脈縮窄。第三個案例中的新生兒出生后喂養(yǎng)困難,檢測發(fā)現(xiàn)存在一種復雜的結構非整倍體和單親二倍體(UPD),與PGT-A嵌合結果涉及同一條染色體。需要強調的是,在后面兩個案例中,新生兒非整倍體似乎沒有嵌合。雖然滋養(yǎng)外胚層和內細胞團之間的不一致和/或復雜的異常拯救機制(如染色體破碎)可能解釋這些結果,但另一種也許更簡單的解釋是,最初的嵌合PGT-A結果是非嵌合(減數(shù)分裂)非整倍體胚胎的誤診。
·單親二倍體。根據(jù)產(chǎn)前和產(chǎn)后病例經(jīng)驗,嵌合體胚胎妊娠中單親二倍體(UPD)風險會增加。雖然罕見,但當胎兒嵌合現(xiàn)象是由合子后三體或單體拯救事件引起時,剩余的兩個染色體拷貝可能來自同一親本,導致UPD。雖然大多數(shù)與UPD相關的染色體沒有明顯的表型效應,但那些具有印跡區(qū)域的染色體含有表達依賴于親本起源的基因,已被證實與異常表型有關。具體而言,染色體6、7、11、14、15和20的區(qū)域與已知的印跡疾病有關,而其他染色體UPD的文獻結論不太一致。此外,也有由UPD引起的隱性單基因疾病的病例記錄,如果致病性變異位于重復的親本等位基因上,則可能發(fā)生。然而,依據(jù)嵌合胚胎孕育的新生兒染色體親本起源的最大數(shù)據(jù)集發(fā)現(xiàn),38名嬰兒都被證實具有雙親本全基因組遺傳,沒有發(fā)現(xiàn)UPD病例;此外,單一病例報告導致新生兒異常表型的UPD與PGT-A胚胎嵌合相關。UPD的發(fā)生率為1/2000-5000,由于其總體罕見,并且UPD檢測不作為常規(guī)產(chǎn)前護理的一部分進行,因此尚不清楚MET后UPD的風險是否會增加。
·限制性胎盤嵌合(Confined placental mosaicism,CPM)。有觀點提出,MET后限制性胎盤嵌合導致胎兒生長受限(FGR)或其他產(chǎn)科并發(fā)癥。然而,2020年進行的一項病例對照研究,在評估了來自每組MET和整倍體ET的162名新生兒的出生體重和妊娠期長度后,沒有觀察到顯著差異。由于缺乏MET妊娠的胎盤數(shù)據(jù),仍需要確定1)CPM患病率是否確實更高,2)CPM的存在是否與不良結局風險增加有關。在缺乏此類數(shù)據(jù)的情況下,可能不需要在MET后增加FGR監(jiān)測。
迄今為止,MET研究主要集中在產(chǎn)前和新生兒結局,還沒有進行任何縱向研究來評估嵌合胚胎新生兒的長期預后。盡管如此,在目前臨床應用中,預測個體健康狀況或減輕分娩后的醫(yī)療負擔已經(jīng)超出了PGT-A的范圍。由于PGT-A只能評估胚胎非整倍體狀態(tài),而非整倍體狀態(tài)主要與胚胎的生存能力有關,目前的證據(jù)不支持將其用于預測非整倍體相關的長期健康問題。
各國學者們已經(jīng)嘗試對不同類型PGT-A嵌合結果的胚胎進行優(yōu)先級排序,主要基于它們的成功率和感知風險。盡管有各種不同的風險評估與排序方法,但由于嵌合相關因素對臨床結局的影響數(shù)據(jù)一直不一致,尚未總結出一個普遍適用的、循證醫(yī)學方法。表2總結了可用于評估和比較MET結果和風險的因素。但還需要更多的數(shù)據(jù)來確定這些類別是否適用于臨床決策。
表2 評估MET結果和風險的潛在因素
整倍體胚胎是否應該普遍優(yōu)先于嵌合胚胎移植需要商榷。盡管結果數(shù)據(jù)不一定支持這一建議,但為了減輕MET帶來的患者不確定性負擔,根據(jù)患者偏好,將整倍體胚胎優(yōu)先于嵌合胚胎可能是合理的。形態(tài)學差異也可能被視為該決定的一部分。
產(chǎn)前篩查包括以下項目:
·孕產(chǎn)婦血清(生化)篩查;
·超聲檢查,包括胎兒頸項半透明層檢測和胎兒解剖成像;
·胎兒細胞游離DNA(cfDNA),也稱為無創(chuàng)產(chǎn)前檢測或篩查(NIPT或NIPS)。
應告知患者,篩查檢測不能診斷染色體非整倍體。在某些情況下,超聲和生化分析確定的先天性異??赡芘c非整倍體妊娠有關。然而,許多非整倍體(特別是嵌合非整倍體)可能不會導致可見的超聲異?;虍惓5纳治鑫?/span>。
細胞游離DNA檢測分析存在于母體血液中的胎盤DNA,并可以在特定的染色體分辨率內檢測選定數(shù)量的完全和部分非整倍體或所有非整倍體。需要注意的是,NIPT并不是為了檢測嵌合而設計的,可能會導致假陰性結果。且由于該技術的局限性,也可能出現(xiàn)假陽性結果。此外,NIPT分析的是胎盤(而非胎兒)DNA。因此,局限性胎盤嵌合體可能會混淆結果。出于這些原因,建議通過產(chǎn)前診斷來確認NIPT的陽性結果。
產(chǎn)前診斷包括以下項目:
·絨毛膜絨毛取樣(胎盤檢測)
·羊膜穿刺術(胎兒檢測)
絨毛膜絨毛取樣(CVS)通常在妊娠10至13周期間進行,包括分析胎盤活檢樣本。羊膜穿刺術通常在妊娠16周開始進行,包括從羊水中分離的胎兒上皮細胞。這兩種檢測都與手術相關流產(chǎn)的風險相關,因此對一些患者可能是不可取的,但它們是唯一可用的可以診斷妊娠期染色體非整倍體的檢測方法。
盡管CVS是一種早期的選擇,但分析胎盤起源的細胞具有局限性,類似于PGT-A,它只檢測滋養(yǎng)層細胞/胎盤細胞。另外,雖然羊膜穿刺術直到妊娠后期才能進行,但其能夠直接分析胎兒細胞。兩種檢測方法都受到所獲得樣本的限制;也就是說,如果在樣本中存在,就能夠檢測到嵌合,但較低水平或非胎盤或非上皮細胞中的嵌合將被遺漏。因此,盡管羊膜穿刺術能最好地反映胎兒組織中的染色體狀態(tài),但必須讓患者意識到嵌合體可能會逃脫檢測。
根據(jù)具體的PGT-A結果,應考慮對產(chǎn)前檢測樣本進行常規(guī)核型以外的其他分析??砂ǎ?/span>
·染色體微陣列檢測(如果染色體非整倍體是片段性的);
·用傳統(tǒng)核型或FISH進行的細胞計數(shù)法(以確定較低水平的嵌合);
·UPD分析(取決于所涉及的染色體)。
目前,缺乏數(shù)據(jù)來為嵌合胚胎移植后的產(chǎn)前檢測提供循證建議。需要考慮的問題是,第一,與整倍體胚胎相比,嵌合胚胎妊娠是否具有更高的胎兒異常風險;第二,PGT-A嵌合胚胎導致胎兒非整倍體的風險,根據(jù)目前可用的數(shù)據(jù),可能性非常低,但不應忽視。美國婦產(chǎn)科醫(yī)師學會建議對所有孕婦進行產(chǎn)前診斷,包括使用PGT-A的孕婦,無論胎兒非整倍體的統(tǒng)計學風險如何。MET后是否特別推薦產(chǎn)前診斷,以及推薦進行哪些檢測是一個有爭議的問題。一些文獻明確建議進行產(chǎn)前診斷,但也有一些文獻建議提出篩查和診斷的選擇,以及MET益處和局限性,供患者進行討論抉擇。美國醫(yī)學遺傳學和基因組學學院建議在涉及某些染色體的MET后進行產(chǎn)前UPD檢測。鑒于產(chǎn)前診斷操作會帶來流產(chǎn)和并發(fā)癥風險以及費用問題,還需要綜合考慮。強烈建議對任何移植嵌合胚胎患者進行遺傳咨詢,并應包括對產(chǎn)前檢測選擇的風險、益處和局限性的討論。
由于遺傳結果可能非常微妙,任何通過產(chǎn)前或流產(chǎn)物(POC)檢測確定的發(fā)現(xiàn)都需要遺傳專家進行審查。妊娠后染色體的發(fā)現(xiàn)可能與原始PGT-A結果相關或無關,在報告MET結果數(shù)據(jù)時,這種區(qū)別至關重要。但注意,結果不相關也可能由于妊娠后檢測到的異常為低于PGT-A分辨率的小拷貝數(shù)變異(缺失或重復)導致,這些變異在產(chǎn)前樣本和POC樣本中的發(fā)生率大約分別為2.5%和4.4%。
在持續(xù)妊娠中檢測到的嵌合非整倍體可能很難解釋。此外,在將從一個胚胎結果推斷到另一個胚胎時也應謹慎,因為具有相同類型嵌合的胚胎不一定遵循相同的發(fā)育路徑。在有超聲異常的情況下,真正的胎兒嵌合會增加發(fā)育和身體殘疾的風險。然而,在沒有超聲異常的情況下,結果更難預測,因為除了特定的染色體異常外,胎兒表型在很大程度上還取決于異常細胞的比例和在各種組織中的分布。出生后,染色體嵌合現(xiàn)象經(jīng)常與身體和發(fā)育異常有關,此外,在沒有表型異常的個體中也有發(fā)現(xiàn)嵌合現(xiàn)象。因此,PGT實驗室和IVF項目應該記錄MET后的臨床結果,包括植入率和SAB率;產(chǎn)前和產(chǎn)后遺傳學檢測結果(如核型、染色體微陣列);以及通過胎兒超聲和產(chǎn)后體格檢查獲得表型信息。
大多數(shù)PGT-A實驗室為臨床提供關于嵌合結果報告的不同選擇。在其他醫(yī)學領域,讓檢測者決定如何對結果進行分類并不常見,這些決定的臨床意義對于臨床醫(yī)生和患者的理解至關重要。無論嵌合報告與否,根據(jù)實驗室選擇的閾值和檢測人員的偏好,用于對結果進行分類的閾值在實驗室之間(甚至在實驗室內對某些染色體發(fā)現(xiàn)進行分類)可能會有很大差異。當沒有報告嵌合結果時,提供者了解中間拷貝數(shù)的結果是根據(jù)實驗室的報告閾值報告為“整倍體/正常”還是“異倍體/異常”是至關重要的。
鼓勵提供者使用當前數(shù)據(jù),就是否植入嵌合體做出基于證據(jù)的臨床決策。例如,數(shù)據(jù)顯示,將20%-50%的嵌合結果歸類為非整倍體可能導致每個周期的活產(chǎn)率下降,因為可移植的胚胎較少。生殖中心還應考慮《21世紀治愈法案》的影響,該法案使患者能夠按需訪問他們的醫(yī)療記錄,包括實驗室檢測結果。患者是否有權獲得實驗室未報告的或“原始”(未解釋的)數(shù)據(jù)仍然不清楚并且存在爭議。生殖中心還應確定如何管理PGT實驗室對嵌合報告的更改,這些更改可能會改變分類或導致對先前報告結果的重新解釋。
每個生殖中心都應該制定自己的內部政策,解決移植、儲存和處置嵌合胚胎的問題。這些政策規(guī)定了生殖中心是否支持MET,并解決了有關該條目的任何要求和限制,包括:
·遺傳咨詢;
·知情同意;
·等待期(例如,在計劃胚胎移植當天,首選胚胎無法存活);
·某些類型的嵌合胚胎是否不允許移植;
·允許多胚胎移植(例如,多個嵌合胚胎、嵌合和整倍體胚胎、嵌合胚胎和未經(jīng)檢測胚胎);
·在整倍體或未經(jīng)檢測胚胎之前移植嵌合胚胎;
·有償或同情妊娠攜帶者的使用;
·將嵌合胚胎運輸或儲存到其他診所,或從其他中心獲取嵌合胚胎。
在啟動PGT-A周期之前,以及在治療過程中的其他相關接觸點上,如在審查PGT-A結果期間,以及在年度胚胎存儲情況審計期間,應與工作人員和患者廣泛分享這些政策。
在進行任何遺傳學檢測(包括PGT-A)之前,應該告知患者所使用技術的風險、益處和局限性以及結果的含義。關于PGT-A的患者教育及知情同意應包括以下內容:
·PGT-A的目的、范圍和局限性;
·每種結果的預測發(fā)生率,包括嵌合結果(由檢測實驗室引用);
·在胚胎移植和儲存決策的背景下,接受可能不清楚或難以解釋的信息的可能性;
·生殖中心關于移植和儲存不同類型結果的胚胎的政策;
·拒絕PGT-A的選擇。
任何情況都可能導致患者考慮移植嵌合胚胎。在胚胎移植周期開始之前,患者應該由專業(yè)委員會認證的遺傳咨詢師提供遺傳咨詢。討論應包括以下幾點:
·PTG-A嵌合結果的可能性解釋,例如滋養(yǎng)外胚層嵌合,可能包含或不包含內細胞團嵌合;
·目前沒有循證醫(yī)學證據(jù)可以預測嵌合胚胎不良結果的風險,也沒有基于表2中列出的相關因素對嵌合胚胎進行移植排序;
·研究表明,與整倍體胚胎相比,某些類型的嵌合胚胎可能降低植入潛力,并增加自然流產(chǎn)的風險;
·持續(xù)妊娠和分娩數(shù)據(jù)基本上是可靠的。在已有產(chǎn)前檢查結果的病例中,在胎兒或新生兒中的確診率<1%;
·建議進行產(chǎn)前遺傳咨詢,討論產(chǎn)前篩查和診斷的益處、風險和局限性;
·如果產(chǎn)前診斷胎兒為非整倍體,可能存在顯著的不良結局風險,而風險的大小尚不清楚;
·咨詢心理健康專家可能有利于患者的MET決策。
·生殖醫(yī)學界正在逐漸且越來越多地接受嵌合胚胎移植,并將其作為患者可行的選擇。
·迄今為止,文獻報道結果表明,嵌合結果可能影響早期妊娠潛力和胚胎活力。在許多研究中發(fā)現(xiàn),與整倍體胚胎相比,具有一定嵌合水平的胚胎移植后的植入率較低,流產(chǎn)率較高;這些結果可能部分是由于研究的患者群體存在偏差。
·根據(jù)目前可用數(shù)據(jù),與PGT-A嵌合胚胎移植相關的胎兒非整倍體可能性非常低(<1%)。
·生殖中心應制定有關PGT-A嵌合結果報告和管理的政策。在進行PGT-A檢測之前,工作人員應該了解這項政策,并與患者分享。
·臨床醫(yī)生應了解其參考實驗室發(fā)布的PGT-A嵌合結果的發(fā)生率和報告結構(包括“不報告”的含義);
·考慮移植嵌合胚胎的患者應咨詢經(jīng)專業(yè)委員會認證的、專門從事PGT和嵌合結果研究的遺傳咨詢師;
·與所有妊娠一樣,應根據(jù)ACOG/ACMG指南,為嵌合胚胎移植后妊娠的患者提供遺傳咨詢和產(chǎn)前檢查;
·與所有新生兒一樣,如果出現(xiàn)身體或發(fā)育表型異常,建議轉診到兒科遺傳學專家處;
·鼓勵臨床醫(yī)生和PGT實驗室跟蹤和公布嵌合胚胎移植后的產(chǎn)前、圍產(chǎn)期和兒科結果,以進一步改善患者遺傳咨詢。
文獻來源:
Penzias, A., Amato, P., Anderson, J., Bendikson, K., Gracia, C., Falcone, T., Flyckt, R., Hansen, K., Hill, M., Jindal, S., et al., (2023). Clinical management of mosaic results from preimplantation genetic testing for aneuploidy (PGT-A) of blastocysts: a committee opinion. Fertility and sterility, S0015-0282(23)01822-8. Advance online publication. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2023.08.969