下一代测序(NGS)工作流程的验证,该工作流程整合了倍性、微缺失和新发单基因疾病的同时分析,用于扩大植入前基因检测(PGT)(⬅点击左侧文字观看视频)
研究问题:在单个胚胎活检标本上,是否可以使用综合的NGS方法有效地检测重大的从头遗传和染色体异常(即倍性、微缺失)?
总结答案:整合的NGS工作流程为基于单次活检的多水平染色体和遗传异常分析提供了高精度,将PGT的信息性扩展到从头开始的情况。已知的是:目前PGT中采用的基于NGS的非整倍体(PGT-A)方法既不能检测胚胎的倍体水平,也不能检测胚胎的频率致病性从头微缺失低于分辨率极限。此外,尽管其发病率和不良妊娠结局相当高,但导致严重显性单基因胎儿结构缺陷(FSD)的从头突变在PGT期间并未被研究。基于单个活检标本的PGT-a测序策略的开发,整合了倍性和从头微缺失/突变评估,将大大拓宽PGT-a的诊断范围和技术能力。这种综合的方法将提供额外的有价值的遗传信息,毫无疑问的临床实用性,以进一步完善胚胎选择过程中,那些显示真倍体轮廓。
研究设计、大小、持续时间:采用24例胚胎再眼压和5株已知倍性水平和已知微缺失的细胞系验证染色体条件 (-4p; -8q; -1p; -22q; -5p; -15q; -11q)。利用5个基因组DNA样本(33pg/μl)在COL1A1、SOS1、PTPN11、TSC2和FGFR2基因中携带已知致病性单核苷酸变体(SNV)对单基因条件进行基因分型。为了评估所鉴定的SNP的技术性能,对5个胚胎和2个细胞系的17个样本进行了基因分型准确性评估。
对象/材料、地点、方法:采用多重PCR技术对32例具有FSD和强基因-疾病关系的新发显性单基因条件进行检测。使用356个高度多态性单核苷酸多态性(SNPs)的B等位基因频率(BAF)检测了8种常见的微缺失(<10Mb)综合征(Wolf-Hirshorn、LangerGeidion、1p36缺失、De George、Cri-du Chat、Prader-Willy/Angelman、Jacobsen)。这些单核苷酸多态性也用于倍性鉴定。对IonTorrent S5(ThermoFisher)进行文库制备和测序。
主要结果及机会作用:盲NGS数据分析证实了所有(19)个已知组成的样本(8个二倍体,7个多倍体,4个单倍体)的倍性状态。具体而言,二倍体杂合子调用的比例(BAF 40%-60%)为60.9%(95%CI:47.6-72.8),单倍体为<1%(P<0.001)。所有多倍体样品均在3个实验范围(20-40%、40%-60%、60-80%)中均表现出典型的BAF分裂:34.1%,18.2%和47.7%,对于微缺失,所有基因型间质snp均显示出预期的杂合性(LOH)丢失。20例囊胚性再出血和3个细胞系(-4p:n=3)阳性对照分析-8q:n=4-1p:n=5-22q:n=3-5p:n=2-15q:n=4-11q:n=2),可准确地描述7个微缺失(18/23个样品)中的6个。特别是,所有间质snp基因型均表现为LOH,二倍体对照组的杂合度为30.9%(hetsnpx缺失平均数=9/28)。只有极小的端粒1p36区域未能适当扩增。对于单基因条件,5个阳性gDNA对照组的测序分析证实了4个已知SNV的存在,而只有1个未达到变异调用的最小覆盖率。此外,8例囊胚再出血基因面板测序分析检测到4个新的SNV均经qPCR/Taqman测定证实。
局限性,谨慎的理由:阳性对照并不适用于小组中的所有基因和微缺失。此外,低效放大已经影响到一些目标区域,需要进一步优化。然而,技术和生物复制的分析性能在细胞系和滋养细胞活组织检查的测试条件下是非常有希望的。
研究结果的广泛意义:这项研究表明,基因分型和染色体分析的整合可以在同一个工作流程中有效地实现。这种方法可用于扩大PGT的诊断范围,使之适用于父母因其新发或低于标准PGT-A分辨率而无法检测到的疾病。
试验注册号:不适用