在这篇文章中，我将介绍IVF 中用于胚胎筛查的PGS测试（又名PGT-A）。我们将了解染色体非整倍体和整倍体胚胎、PGS 的工作原理、如何读取PGS检测结果、PGS成功率、马赛克和所有争议！

胚胎植入前基因检测 ( PGT ) 是检测胚胎 DNA 的总称。

PGT有几个版本：

这篇文章将讨论PGS / PGT-A的大部分内容，我将使用“ PGS ”，因为这是最熟悉的术语。

PGS背后的医学逻辑是，具有正确数量染色体（整倍体）的胚胎比具有错误染色体数量（非整倍体）的胚胎具有更好的成功率。

我们人有 46 条染色体——23 条来自卵子，23 条来自精子。其中 22 个是“常染色体”（#1-22），2 个是性染色体（X 和 Y）。这 46 条染色体为我们提供了生命所需的所有指令。

性染色体决定了我们的生理性别。一个女性有两个 X 染色体副本，一个男性有一个 X 和一个 Y 的副本。

染色体非整倍体是指除了 46 之外的任何数字。

因此，如果您有45 或 49，那就是非整倍体。

一个有 46 条染色体的胚胎有正确的数目，这是整倍体。

当您的胚胎是整倍体时，它流产或无法植入的可能性更高。

通常这是由卵子和精子细胞形成过程中的错误引起的。因此，不是将 23 条染色体分离到一个精子细胞中，而是可能会发生错误，并且可能有 22 条染色体。这样，当它与具有正常 23 条染色体的卵细胞结合时，就会形成具有 22+23 = 45 条染色体的胚胎，这就是非整倍体。

随着年龄的增长，这些错误可能会更频繁地发生，并且可能与卵子质量或精子质量有关。

随着年龄的增长，卵母细胞更有可能是非整倍体（在这里阅读更多 ）。因此，由这些较老的卵母细胞制成的胚胎具有相同的命运。

因此，对于反复流产（超过 2 次）的女性或 35 岁以上的女性，使用PGS / PGT-A测试进行胚胎筛查可能会有所帮助。

PGS的历史都始于染色体非整倍体是胚胎无法植入或流产的主要原因的想法。通过确定哪些胚胎是整倍体，我们应该有更好的机会选择合适的胚胎进行移植。

1990 年代出现了FISH（荧光原位杂交），但这只能筛选 23 条染色体中的少数几条，并且主要使用卵裂期胚胎进行。

在接下来的 20 年左右，FISH是主要的检测方法。但它在预测怀孕结果方面并不是很好。事实上，一些研究表明，与未经测试相比，测试的结果更糟。所以不鼓励PGS测试（Brezina et al. 2016）那是黑暗的日子。也称为PGS 1.0：

培养囊胚开始成为2000年代和胚胎植入前基因检测开始考虑较受欢迎的滋养外胚层的胚泡活检。

技术本身也得到了改进，现在可以使用FISH分析所有染色体，而不仅仅是少数染色体。

这包括SNP、aCGH和qPCR。也称为PGS 2.0：

这些技术在当时是很好的，但移植整倍体胚胎的人流产了，后来被测试为非整倍体（Maxwell 等人，2016 年）。

人们对PGS测试提出了质疑，对假阳性的担忧正在成为一个问题，因为具有良好潜力的胚胎可能会被丢弃（Munne 等人，2018 年）。

到 2010 年中期，我们开始意识到囊胚可能不是 100%整倍体或非整倍体，并且可能存在这些细胞的混合体。这被称为胚胎嵌合现象，可以解释为什么被测试为整倍体的胚胎可能会失败并重新测试为非整倍体。

借助改进的技术 ( NGS )，我们现在能够检测嵌合体现象。这迎来了PGS 3.0 又名PGT-A（此时PGS被重新命名为PGT-A）。

PGS / PGT-A测试通常推荐用于：

随着年龄的增长，非整倍体更常见，并可能导致更多的流产。胚胎筛查可以提高成功率。

预后不良的女性无法进行原始细胞或原始细胞质量足以进行活检的女性将不会受益 -询问您的诊所活检需要什么样的胚胎质量，您这个年龄的女性中有多少百分比的女性能够产生这种质量的原始细胞。

PGS / PGT-A测试的成本（和潜在的多个循环的成本，以获得整倍体需要胚胎）对通过使用未测试胚胎没有测试并且可能更传输/流产并称重。

第一步是从胚胎中获取细胞进行测试。

现在几乎每个人都使用来自囊胚的滋养外胚层细胞。胚胎活检的步骤是：

看到那一小块了吗？这是经过PGS测试的作品。我们假设胚胎的其余部分具有相同的构成。这与胚胎的其余部分有多匹配是有争议的。

非整倍体可发生多种染色体异常：

接下来让我们看看实际结果如何与染色体扩散一起显示概念。

下面是一个整倍体胚胎的例子：

具有单体22的非整倍体胚胎：

具有22单体和10三体的非整倍体胚胎：

“节段性非整倍体”只有一部分染色体受到影响，例如“dup(16)(q23.2-qter)”

每条染色体都有一个短臂（“p”）和一个长臂（“q”），它们可以进一步分为条带（如 q23.2）。

对于 16 号染色体上的 q23.2-qter，末端的那一小块是重复的：

这是它的外观（注意 16 号染色体绿色框中的重复）：

了解马嵌合体、复杂异常、混乱或无结果

对于嵌合体，您可能会看到类似“mos[+2]”的内容——这意味着活检中的某些细胞具有2-三体性。PGS测试实验室可能会也可能不会给出嵌合体的百分比。

它可以得到更复杂的嵌合体，如“+2，MOS [-1]”，这意味着在活检的所有细胞有2-三体，只有一些具有1-单倍体（这样就镶嵌了单倍体1 ）。

其他重要信息：

对于不确定的结果，Cimadomo 等人的一项研究。(2018)表明它发生的时间约为 1.5-5%，并且取决于试管婴儿诊所的技术能力。有时样品加载不正确并且试管是空的（样品非常小，所以会发生这种情况），或者样品降解。

在过去，第 3 天（卵裂期）胚胎活检更为常见。如今，由于以下几个原因，它们被认为不如第 5 天（滋养外胚层）活检。

一个好处是胚胎可以在第 3 天进行活检，结果可以及时返回，以便进行新的第 5 天移植。然而，阴性结果超过了阳性结果，第 5 天（滋养外胚层）活检现在是常态。

获得整倍体胚胎的机会？

这取决于年龄。德姆科等人(2016)进行了一项大型研究，发现对于小于 35 岁的女性，囊胚是整倍体的几率约为 60% （30% 到 41%）。年龄< 35 时获得非整倍体的几率约为 10%，43 时约为 50%。

西蒙等人(2018)研究了大约 650 个整倍体转移：

请注意，这是每次传输数据。当他们查看每次检索数据时，其中许多比率降低了，其中包括由于没有整倍体而取消转移的女性。

几项研究着眼于胚胎等级，发现它们确实对整倍体成功有影响。质量较高的胚胎比质量较低的胚胎表现更好。他们在胚胎冷冻的那天（第 5、6、7 天）也起作用。

已经进行了一些较小的研究。重新活检可能有影响（3 项中的 1 项发现减少，另外 2 项没有差异或不显着），以及解冻和活检（2 项研究，一项不显着）。这里肯定需要更多的研究！

嵌合体胚胎是一个相对较新的概念。整倍体的胚胎都正常细胞和非整倍体的胚胎都异常细胞。而嵌合体是一种组合。

使用更灵敏的PGS检测技术检测镶嵌胚胎。诊所很紧张转移它们，尤其是当某些细胞具有21三体时，例如

格拉蒂等人(2018) 制定了指南并对镶嵌三体进行了排序：

嵌合体胚胎可以自我纠正，这是整倍体细胞超过非整倍体细胞的过程，以创造一个健康的婴儿。这是如何发生的尚不清楚。

一般来说，嵌合体的成功率低于整倍体：

PGS/PGT-A 测试有效吗？

实际上，PGS / PGT-A测试的成功是有争议的。

Munne 2019 年 进行的一项大型随机对照试验（>600 次转移） 旨在在预后良好 的情况下研究旧胚胎分级与PGS测试相比有多好 。

达杜赫等人(2015)回顾了随机对照试验：

所以在这些研究中，PGS检测确实提高了检测率！

争议是，这些研究规模较小（5 个胚胎）。

由于非整倍体随着年龄的增长而增加，我们预计老年女性比年轻女性受益更多。

康等人(2016)比较了整倍体和未经测试胚胎的移植：

关于“每次检索”数据的这一点是有道理的——并非所有女性都有合格的胚胎进行活检，也不是所有活检的胚胎都是整倍体。

所以概率自然会更低。

卢比奥等人(2017)发现PGS组中 38-41 岁女性的每次转移和每位患者的活产率（类似于每次取回）更高。

在使用NGS的RCT 中，在 35-40岁的女性中，整倍体的持续妊娠率为 51%，而未检测的为 37% （Munne 等人，2017 年）。

根据这些数据，一般而言，PGS测试似乎确实有效，尤其是对于 >35 岁的女性——当您有整倍体要转移时！

Munne 2019 年进行的一项大型RCT（>600 次转移） 发现，在预后良好的患者中使用未经测试和经过测试的胚胎时，流产率没有差异。

李等人(2015)回顾了几项研究：

彭齐亚斯等人(2018)目前的数据显示PGS / PGT-A测试可以减少流产，以及显示它不会的数据。

因此，基于这些数据，PGS是否可以减少流产是有争议的。

胚胎活检结果不是 100% 决定性的。

一个小样本（大约 5-10 个细胞）通常是从一个可能有数百个细胞的胚胎中进行活检。

那么我们如何确定结果代表整个胚胎呢？

以下是嵌合体胚胎的单次活检

如图，同一个胚胎中，可能获得 3 种不同的结果：

以我们现在的视角看，只有第一个结果是准确的。

另外两个结果不准确，但诊断将是整倍体或非整倍体。

所以要么你很清楚可以移植，要么你不是，即使胚胎实际上两者都不是。

这个视频很好的解释了这点：

那么您需要活检多少个细胞才能获得准确的结果？

格莱歇尔等人(2017)进行了数学计算，发现您需要 27 个细胞才能自信地确定胚胎的状态（来自 300 个细胞的滋养外胚层）。

穆恩等人(2018)认为这可能不是TE的准确细胞数，这可能会使他们的发现无效。

由于ICM是产生胎儿的原因，而活检来自滋养外胚层( TE )，这是一个很好的问题！

加里西等人（2016）发现（满分为19）是胚胎非整倍体的TE中，ICM也非整倍体。

麦克斯韦等人(2016)将NGS测试结果与流产POC（作为ICM的指示）进行了比较，发现 20 个中有 14 个匹配。

Tortoriello 等人(2016) 对37 个异常胚胎进行了重新活检（通过不同的技术分析）并且普遍发现不一致：

这是非常重要的证据！需要更多的研究。

PGS检测在报告嵌合体方面取得了长足的进步。

像aCGH这样的旧技术不像当前技术 ( NGS )那样敏感，只能检测40-60% 之间的嵌合体（Maxwell 等人，2016 年）。用于NGS，可检出20-80％之间的嵌合体（Munne等人2017年）：

随着的aCGH，20％的嵌合算是整倍体，它被认为转移没有问题。但是对于NGS，20% 的嵌合是一个嵌合体，并不是每个人都会转移它（但是随着新兴研究，这可能会改变）。

而实际上由aCGH，60-80% 的嵌合被认为是“异常”胚胎，而这些没有被转移——或者可能被丢弃——因为由于当时技术的限制它们被标记为非整倍体。

一些诊所可能对转移高水平嵌合体持开放态度，但很少（如果有的话）会转移测试为非整倍体的胚胎。

部分参考文献：

A single trophectoderm biopsy at blastocyst stage is mathematically unable to determine embryo ploidy accurately enough for clinical use

Discordance among serial biopsies of mosaic embryos

Why do euploid embryos miscarry? A case-control study comparing the rate of aneuploidy within presumed euploid embryos that resulted in miscarriage or live birth using next-generation sequencing

Reanalysis of human blastocysts with different molecular genetic screening platforms reveals significant discordance in ploidy status

Detection of mosaicism at blastocyst stage with the use of high-resolution next-generation sequencing