基因编辑与线粒体替代

        基因编辑

        自2015年末发生的一系列事件对我们理解早期胚胎发育、不孕症治疗及单基因病(特别是线粒体病)的预防具有重要影响。2015年12月1日至3日，在美国国家科学院、伦敦皇家学会、中国科学院共同主持的人类基因编辑国际峰会上，建议允许人类基因编辑技术的研究，但不允许将基因编辑的胚胎用于妊娠。这次会议是在中国发表了将CRISPR/Cas-9基因编辑技术用于人类胚胎的文章后紧急召开的。Cas-9是一种内切酶，与CRISPR共同在细菌宿主基因组中编辑出侵袭性噬菌体和病毒。基因组编辑技术已被讨论了30年，与其他序列特异性核酸酶相比，CRISPR/Cas-9具有更精确、快速、价格不贵的特点。

        第一项对人类胚胎进行基因编辑的研究是在有三个原核的未存活的受精卵上进行的。研究者试图编辑一个球蛋白基因。数据显示基因编辑的有效性很低，在71个人类胚胎中，仅有4个在注射后含有被改变的遗传物质。并且，被编辑的胚胎是嵌合体，这也是这项技术的一个大问题。其他担忧还包括脱靶效应、寡核苷酸和结构的非预期随机整合。胚胎并不是基因编辑技术唯一可能的对象，其他可能的对象还包括配子、配子前体细胞、可能分化为精子或卵细胞的诱导多能干细胞。

        由于PGD联合IVF是携带单基因突变夫妇的一个选择，那么人类基因编辑的临床指征会是什么?一个是夫妻双方具有同一种常染色体隐性遗传病，希望有自己的生物学不患病子代。另一种罕见情况是亲代中一方是同一染色体两条同源染色体的罗伯逊易位，比如21;21。其他可能的适应证包括基因突变造成不孕症，例如TUBB8和TEX11，分别会造成卵细胞和精原细胞的发育捕获。

        英国一直在IVF治疗和胚胎研究的科学、医学、伦理方面走在前列。30年前，他们成立了人类受精与胚胎管理局。2016年2月，经过三年的调查，他们批准了对最多7天大的健康胚胎使用基因编辑技术。Dr Kathy Niakan被授予了执照，她希望更好的了解人类胚胎的早期发育并改善IVF的成功率。在Karolinska研究所，Fredrik Lanner分析了88个早期人类胚胎的基因表达。他的团队正在应用CRISPR/Cas-9编辑某些基因，以确定哪些基因对人类胚胎的正常发育是关键的。

        线粒体替代

        2015年，英国人类受精与胚胎管理局依法批准了将“第三位亲代”的线粒体或线粒体DNA移植治疗线粒体病。2016年，第一个宝宝诞生在墨西哥，这是一对患有Leigh氏综合征的约旦夫妇的孩子，他们之前已经失去了两个孩子。墨西哥没有涉及辅助生育或基因组操作的特定法律或政策。胚胎处理和移植是在墨西哥New Hope生殖中心完成的。辛辛那提儿童医院的黄涛生正在分析来自这个男孩的遗传物质，包括他的头发、唾液、颊拭子、外周血和脐带血、尿以及包皮。他证实平均3-4%的线粒体DNA发生了突变，远低于会导致有害临床后遗症的50-60%。New Hope诊所希望今年再对20对夫妇开展线粒体替代治疗。与此同时，Nature杂志最近发表的研究提出了母亲与供体线粒体可能发生冲突的忧虑，会造成移植线粒体的丢失。

        基因组编辑与线粒体替代在全球快速发展，我们必须跟上脚步。但必须记住基因组编辑的应用已经超越了生殖医学。几乎所有的专家都同意将基因编辑技术用于出生后的多种疾病，而不是卵细胞、精子或胚胎。可能的对象包括单基因病如血红蛋白病，以及通过让细胞对HIV感染产生耐受性而改变疾病风险。英国已经在一例侵袭性白血病婴儿的治疗中取得了成功，我们期待2017年有更多的数据。

        产前全基因组测序

        近年来，二代测序技术通过非整倍体无创产前检测和单基因并无创产前诊断改变了产前诊断。去年报告的一些病例将全外显子测序用于超声异常但微阵列检测结果正常的胎儿，提高了诊断率，也提高了父母亲及从业者对这项检测的认识。数据显示胎儿多发畸形的诊断率增加可达57%，病例选择很重要，单独NT增厚的一组胎儿就没有达到这一诊断率。仍然需要更多的病例来确认在所选择的胎儿亚组中的临床应用前景，目前欧洲和北美正在进行这样的工作。早期研究显示，快速产前诊断是可能的，对于某些情况，结果可能有助于产前治疗。一个例子是成骨发育不全，它可能很快就会成为胎儿干细胞移植的候选疾病。然而，我们也要考虑全外显子测序不利的一面。这项新技术可能会有偶然发现，目前，我们依然面临产前难以及时证明其致病能力的问题。这一情况很可能在2017年得到国际产前诊断协会和其他国家、国际协会的纠正，大家都正式引入了这个话题。

        嵌合胚胎：移植还是剔除?

        嵌合通常被认为是一种遗传学上的异常，它并不总是导致不良结局。2015年，Greco等报告了在独立的IVF周期将18个非整倍体嵌合囊胚移植，并最终有6个外观正常婴儿出生。最近Maxwell等也观察到了类似的情况，他们回顾性证实了15.8%的囊胚是嵌合体，最终获得了外观正常的活产。他们还证实了大约三分之一在囊胚阶段是整倍体，而后流产的胚胎存在嵌合。这些发现带来了两个问题，现有技术识别滋养层囊胚存在嵌合的精确性有多高，以及我们如何辨别哪些嵌合的胎儿能够成为正常染色体的孩子，哪些会流产?即便通过羊水和外周血这些常规组织诊断嵌合也是具有挑战性的，在滋养层囊胚中准确评估就会更加困难。现有的PGD技术如微阵列、定量PCR已被证实优于以FISH为基础的方法。然而，它们检测嵌合体的能力并不相同。最近将二代测序技术用于PGD，可能为检测低水平嵌合提供了最好的机会，一些实验室报道能够检测出低至20%比例的嵌合。PGD实验室需要验证他们的技术，以判断采用他们的方法学能达到的低水平的阈值，并能够判别技术/生物信息学的人工因素与真实生物学的区别。

        嵌合胚胎不一定导致不良结局，并可能具有生殖潜能的概念对那些PGS后只有异常胚胎的夫妻尤其有意义。需要进一步的研究来了解决定囊胚阶段嵌合胚胎生育结局的复杂因素。必须将可能结局的现有知识(或不了解的)告诉考虑移植嵌合胚胎的夫妇，并强烈建议后续常规进行产前诊断。对于这类病例，羊膜腔穿刺是更加适宜的选择。已经有建议和指南指导嵌合囊胚的报告及患者咨询。

        亲神经病毒

        寨卡病毒流行

        2016年2月，WHO宣布南美洲寨卡病毒流行是国际公共卫生紧急情况。很快就明确了寨卡病毒与胎儿颅脑畸形存在因果关系，不仅在早孕期，之后的孕期感染也会造成胎儿损害。

        为了在产前诊断这样的病例，母胎医学会发布了胎儿头围测量值的超生参考范围，明确指出只有头围小于平均值-3SD才能考虑小头畸形。此后，不同的研究小组发表了其他特征性颅脑畸形的超声表现：钙化、侧脑室增宽、皮质变薄、脑回异常。流产和胎儿生长受限也有报告。出生后，胎儿感染会造成发育障碍、关节挛缩、听力及视力受损。

        目前已经有了怀疑寨卡病毒感染的产前诊断及生后处理指南，但仍有很多问题未找到答案。比如，有多少被感染的孕妇最终孩子会被感染(据估计大约5~10%)或者有其他病毒共同感染时，胎儿受损害的风险是否增加。一项大规模前瞻性队列研究目前正在进行，国际注册也在尽力收集更多旅行者病例的信息。

        巨细胞病毒

        当产前超声发现一系列异常，尤其是中枢神经系统异常时，可能会考虑先天性CMV感染。但是，超声在普通产科人群中的准确性不高。在一项关于孕期原发感染的大规模研究中，只有8.5%先天感染的胎儿或新生儿产前存在超声异常，阳性预测值仅为14.9%。但对于CMV先天性感染发病率高的人群而言，也就是孕20周以前CMV原发感染、羊穿证实存在胎儿传播的情况下，超声阳性率大大提高。当然，治疗方面的选择依然有限。CMV特异性超免疫球蛋白(HIG)的第一项随机临床试验结果令人失望。美国妇产科学会不推荐HIG用于研究以外的先天性CMV的预防。最近的一项研究首次报道了将伐昔洛韦用于CMV感染、有颅内或颅外超声表现的胎儿。治疗后新生儿无症状的比例(82%)高于未治疗组(43%)。

        将胎儿大脑与心脏关联

        先心病与神经发育不良有相关性。复杂先心病的胎儿，尤其是那些单室循环(左心发育不良综合征)或右旋大动脉转位(d-TGA)的胎儿，大脑血流异常，表明供氧减少。持续缺氧失代偿会造成神经元生长受抑制。MRI发现复杂先心病胎儿的大脑总容量降低。而先心病新生儿大脑的不成熟还会造成出生后受损伤的风险增高，对缺氧和异常灌注更敏感，例如分娩时和手术前，以及心肺分流时。一项针对先心病足月患儿(特别是d-TGA或单室循环)的队列研究比较了产前和生后诊断的病例术前的MRI表现，产前诊断组脑损伤比例明显更低(24%比48%)。这可能是因为距离手术的时间更短，以及产前诊断组前列腺素E1治疗开始得更早，使得血流动力学状态更好，使术前异常脑灌注的暴露最小化。

        胎儿MRI还可以应用在心脏异位的诊断。

        有创胎儿治疗的进展

        双胎输血综合征

        胎儿治疗领域，有越来越多双胎输血综合证(TTTS)治疗和结局的数据。2016年发表了两项1期TTTS的研究使其治疗更加扑朔迷离。澳大利亚报告了43例1期TTTS，59%的病例稳定或好转，说明保守治疗是一个可以接受的选择。而北大西洋胎儿治疗网络则在124例的回顾性队列研究中发现，60%的病例进展，激光阻断胎盘血管吻合能够减少不良结局。两项研究都认为1期TTTS仍有较高的胎儿或新生儿死亡率(20-23%)，应当继续相关随机试验。

        对于TTTS激光治疗的结局，两项大型随访研究均记录了婴儿远期的神经发育情况：Solomon试验中大约半数以上的患者在2岁时的神经发育表现在两组中相似，神经发育障碍的占10%，脑瘫占3%。这一结果与斯特拉斯堡小组的远期随访结果相符。最近的数据还表明远期神经发育可能不仅决定于分娩时的孕周，还取决于激光治疗后的胎儿脑血流。不过仍需大的队列研究和多因素分析证实。

        胎儿脊柱裂

        在“MOMs”试验中，先天性脊柱裂的开放性胎儿手术与生后修复相比，改善了新生儿和婴儿结局。但这一试验并未报告2岁以后的神经发育结局，以及对膀胱功能的影响，而这些对远期生活质量具有重要作用。2016年，一篇来自费城儿童医院的报告记录了54名平均年龄10岁，在MOMs试验之前接受了开放性胎儿脊柱裂手术的儿童的结局，分别有26%和31%的孩子膀胱及肠道功能正常。此外，一大批孩子具有正常或几乎正常的执行功能，能够完成正常的日常活动，甚至参加运动。在另一篇报告中，来自MOMs试验的随访数据显示，50%产前治疗的婴儿膀胱功能正常，而保守治疗的孩子100%膀胱功能不全。

        为减少开放性手术对母体的并发症，2016年，3个小组报告了创伤更小的治疗方式。巴西的一个小组采用了迷你开腹手术，子宫切口仅3cm，同样达到了修复效果，瘢痕裂开低于MOMs。其他人报告了胎儿镜脊柱裂贴膜覆盖的近期效果。对有经验的医生来说，操作成功率在增加，但仍缺乏远期结局。因此，治疗仍处于实验阶段。

        文献引自：Van Mieghem T, Bianchi DW, Levy B, Deprest J, Chitty LS, Ghidini A. Incaseyou missed it: thePrenatalDiagnosiseditors bring you the most significant advances of 2016.Prenat Diagn. 37(2):117-122