截至目前🧑🏽‍🦲，在線人類孟德爾遺傳（OMIM）數據庫已收錄8000多種單基因遺傳病。盡管單基因遺傳病被認為是罕見的🪔，其發病率為萬分之一👨‍👦🗂，甚至可能低至百萬分之一，但單基因病總體發病率高達人口的1%🎏，嚴重影響人類健康🤴🏼。

對於致病變異明確的家庭🎼，單基因病胚胎著床前遺傳學檢測可以有效阻斷疾病向下一代傳遞🚮🙎🏽‍♀️。然而目前基於基因組DNA的胚胎著床前遺傳學檢測方法存在一定的局限性🚴🏿，其準確性和適用範圍受到單細胞全基因組擴增覆蓋不均和等位基因脫扣的影響🏑。此外，即使胚胎著床前遺傳學檢測診斷為正常的囊胚，仍有約50%的胚胎無法著床。因此，本研究探索利用滋養外胚層細胞中豐富的mRNA轉錄拷貝來進行突變檢測，並同時評估胚胎著床潛能。

2024年6月20日🕕，意昂3体育官网第三醫院喬傑院士👬🏻2️⃣、閆麗盈教授👮🏿‍♂️、嚴智強副研究員團隊在Advanced Science在線發表題為“Concurrent Preimplantation Genetic Testing and Competence Assessment of Human Embryos by Transcriptome Sequencing”的研究論文🔓，研究針對目前基於基因組DNA的胚胎著床前遺傳學檢測的局限性🤜，提出一種利用RNA實現胚胎著床前遺傳學檢測的新方法🧜‍♀️，在準確診斷致病變異的同時能夠評估胚胎著床潛能。

論文截圖

目前，胚胎著床前遺傳學檢測主要通過囊胚外滋養層活檢獲得檢測材料，在基因組DNA水平進行遺傳學檢測🤹🏽。胚胎著床前遺傳學檢測自應用以來一直面臨兩大難題：一是單細胞全基因組擴增存在覆蓋不均和脫扣問題，影響診斷的準確性和其適用範圍🐉；二是胚胎移植成功率目前仍然相對較低，即使是經過著床前非整倍體遺傳學檢測的胚胎🦨，仍面臨著床失敗的風險。

與單細胞基因組僅含兩拷貝相比🕵🏽‍♀️✢，單細胞轉錄組的拷貝數豐富🖕🏻。本研究基於囊胚外滋養層細胞轉錄組☀️，開發胚胎遺傳學檢測和著床潛能評估方法⇢🤵🏼‍♀️。研究首先解析了囊胚外滋養層轉錄組基因表達的基本特征，篩選出表達水平較高且無父母源表達偏倚的單基因病相關基因，確立了基於轉錄組的胚胎著床前遺傳學檢測的適用範圍，進而開發出一種高效的基於轉錄組的胚胎著床前遺傳學檢測方法。隨後，研究納入26個單基因病家系👩‍🔬🧑🏿‍🏫，運用該方法成功對26個家系的82個胚胎進行了突變位點直接檢測🏷，檢測準確性達95%；結合連鎖分析，實現突變檢測準確性100%⌚️。

另一方面🧖🏽，本研究著眼於胚胎著床前遺傳學檢測移植成功率不理想這一臨床問題，從胚胎基因表達和發育潛能的相關性出發👨‍🦼，選取染色體表達水平和總體表達水平作為關鍵預測指標🔤，構建胚胎著床潛能預測模型。在遺傳學診斷的同時，對胚胎進行著床潛能預測🚌。

在胚胎突變位點的檢測方面，本研究開發的方法對於囊胚外滋養層中無父母源偏倚的高表達基因，尤其是全基因組擴增後覆蓋度和深度較低的基因更具優勢。例如ATXN3基因，其CAG三核苷酸重復序列的異常擴展會引起脊髓小腦共濟失調3型（SCA3），在常規胚胎著床前，遺傳學檢測中主要依靠連鎖分析進行診斷➰🧛🏼‍♀️。本研究基於RNA的方法，可以直接檢測出胚胎的CAG重復數🔲，並已成功應用於多個臨床家系🚶🏻，為新發突變和家系不全而無法實施基因組連鎖分析的夫婦提供了可靠的選擇🧛🏽，擴展了胚胎著床前遺傳學檢測的應用範圍。

在胚胎著床潛能的研究方面🚴🏼‍♂️，胚胎著床是復雜的生物學事件🫳🏽，需要胚胎本身、母體子宮容受性和免疫等方面的支持。胚胎層面上🤭，合適的基因表達被認為是著床和發育的必要條件🔝。本研究以囊胚外滋養層染色體表達水平和總體表達水平作為預測指標，建立了胚胎著床潛能評估系統🛹。運用該系統預測胚胎著床潛能，有望顯著提高胚胎移植後的著床成功率。

喬傑、閆麗盈、嚴智強為本文的共同通訊作者。意昂3体育官网前沿交叉學科研究院博士研究生王玉倩、李燁🌟，以及意昂3体育官网第三醫院生殖醫學科副主任技師朱小輝為本文共同第一作者🏄🏼。本研究由國家重點研發計劃和國家自然科學基金資助。