重磅喜訊：全基因組測序助力準父母訂制雙胞胎！

　　一個科學家研究小組開發出一種新型的全基因組測序方法：

　　可用來檢測體外受精（IVF）的胚胎是否發生了突變

　　隨著女性生殖年齡的推遲及環境等因素，許多育齡夫婦雖然很想要孩子，但是由于身體的原因一直不能如愿。隨著生物科學和醫學研究的發展，對于這樣的夫婦來說，終于有補救措施了——他們可以寄希望于試管嬰兒技術，生育可愛的寶寶！自1978年世界首例試管嬰兒（IVF嬰兒）降臨后，迄今已經有500多萬的新生命是采用IVF技術出生。

　　什么是IVF技術？

　　IVF英文全稱“in vitro fertilization”，中文即體外受精聯合胚胎移植技術，又稱試管嬰兒。是指分別將卵子與精子取出后，置于試管內使其受精，再將胚胎前體---受精卵移植回母體子宮內發育成胎兒。這種人工方法首先要將卵子和精子在體外受精并進行早期胚胎發育，然后移植到母體子宮內發育而誕生的嬰兒。它通過促排卵技術促進女性卵巢內的卵泡發育，然后從中取出卵子進行體外人工受精，再將發育的胚胎移植到子宮里孕育，主要用于治療不孕癥（目前也有少部分人群用于訂制“雙胞胎”）。

　　IVF技術助力準父母訂制“雙胞胎”

　　如今部分事業有成的年輕夫婦，希望多要幾個孩子，他們有的因為政策不允許有的因為夫妻不想經歷多次妊娠，而希望借力輔助生殖技術，達到“一次懷多子”的目的。例如歌壇天后席琳迪翁在2010年在經歷了6次人工授精后誕下一對雙胞胎男孩。

　　然而由于不是每個卵子都能受精，不是每個受精卵都能發育成有活力的胚胎，因此要從女性體內獲得多個卵子，才能保證有可以移植的胚胎。當女性取卵時，男性進行取精。精液經過特殊的洗滌過程后，將精卵放在特殊的培養基中，以期自然結合。這就是所謂的常規受精方式。因為這一過程是在醫生的人工操縱下進行的，為了保證受精卵的質量，一般會多選幾個卵細胞進行受精，在它們發育到一定程度時，選擇最好的2～4個植入母體子宮腔內，最后保留一個最好的胚胎，讓其在子宮內著床發育，直至胎兒誕生。但有些女性的身體條件允許兩個胚胎同時發育，加之自己又有要求，醫生也可為其保留兩個胚胎，于是就產生了雙胞胎。這種采用IVF技術導致的多胎妊娠率顯著高于自然妊娠，約為25-30%左右。

　　IVF技術的核心第一步：胚胎植入前遺傳學診斷（PGD）

　　為了減輕夫妻經歷難以受孕的壓力，生殖醫學中心會為每一對選擇試管嬰兒技術生育兒女的夫婦，在試管中培育出若干個胚胎，在胚胎植入母體之前，按照遺傳學原理對這些胚胎作診斷（此方法簡稱PGD），用以檢測胚胎的基因突變和染色體異常，從中選擇最符合優生條件的那一個胚胎植入母體。

　　PGD技術是指從體外受精第3日的卵裂球取1-2個細胞或第5第6日的囊胚取3-10個外滋養層細胞，進行遺傳學分析；然后再從中選擇遺傳學正常的胚胎用于移植，得到健康下一代。PGD技術一般可用于篩查單基因遺傳病、常染色體隱性遺傳，肉B-珠蛋白生成障礙性貧血、纖維囊性變；常染色體現性遺傳病（如a -珠蛋白生成障礙性貧血）；X-染色體伴性遺傳（如血友病）；三聯體重復序列異常（如脆性X染色體綜合征）；染色體數目、結構異常，非整倍體，平衡易位，羅伯遜易位等。

　　因為PGD是指利用顯微操作技術和DNA分析技術對移入到子宮腔之前的胚胎的染色體異常或遺傳性疾病進行診斷，選擇無異常的胚胎移植入子宮后建立妊娠，從而防止遺傳病患兒的妊娠和出生。不幸的是，一直以來對胚胎進行全基因組的系統掃描并檢測其連續突變具有較大的難度。

　　全基因組測序技術（WGS）助力IVF技術篩選優質囊胚

　　來自CG公司（Complete Genomics）、Reprogenetics公司以及紐約大學生殖中心（NYU Fertility Center）的科學家開發出一種新的“全基因組測序”的方法，或許可以解決這一難題。他們從剛剛接受體外受精的試管胚胎中提取5到10個細胞組織，進行掃描，分析其可能存在的不利突變。這項研究以“Detection and phasing of single base de novo mutations in biopsies from human in vitro fertilized embryos by advanced whole-genome sequencing”一文在線發布2月11日的Genome Research期刊上。

　　從左到右依次是A-DNA、B-DNA和Z-DNA的3種構型（來源：維基百科）

　　首先，研究者從2個IVF胚胎中挑選的3個活體細胞組織進行基因測序以尋找新生突變，發現精子和卵子的突變并不完全繼承父母雙親的基因。那些自發的突變常常會引起先天性混亂，例如自閉癥、癲癇以及一些嚴重的智力問題。

　　CG公司的首席科學家Radoje Drmanac博士和領銜這項研究、文章的共同作者Brock Peters則認為：由于每個個體基因引起的新生突變平均小于100個，而要檢出父母雙方的原始突變，這能夠導致許多類型的疾病，需要極低的錯誤率。

　　過去從胚胎的囊胚中提取5到10個細胞活體組織，在進行測序前，DNA先被擴增。由于缺乏復制的保真度，擴增過程將產生成千上萬個錯誤，其中很多錯誤將會導致連續的突變，并產生假陽性結果。現在的方法，是利用長片段的讀取技術，可以消除100,000個測序錯誤，若是用于臨床上，將會減少100個錯誤折疊。

　　根據文章所述，科學家能夠檢測出IVF胚胎中82%的新生突變。有意思的是，他們在一個胚胎中的蛋白編碼區域找不到任何突變，而來自同一夫婦的另一個胚胎則出現了2個編碼突變，分別是ZNF266和SLC26a10基因，這些基因的突變導致了很嚴重的疾病或遺傳缺陷。然而科學家目前還不清楚他們所觀察到的特殊突變是否會導致胎兒的其他健康風險。Drmanac教授和Peters教授補充道：現在最大的問題是怎樣分析這些突變對醫學的影響，并基于這些結果做出何種決定。

　　此外，科學家認為全基因組測序技術（WGS）對試管嬰兒（IVF）的另一好處是可以用于難以獲得細胞的臨床應用，譬如腫瘤循環細胞及胎兒循環細胞。