行业动态

前言：

2022年3月，国际胚胎植入前遗传诊断学会（Preimplantation Genetic Diagnosis International Society，PGDIS）在线发表了“关于嵌合胚胎移植的立场声明（2021）”，该文件是继2016年和2019年后，PGDIS第三次针对嵌合胚胎移植更新立场声明。本文即对该文件进行全文翻译，以便各位读者阅读、理解。

摘 要

染色体检测策略，如PGT-A等，是旨在通过避免基于形态学方法在无意中选择非整倍体胚胎进行移植的情况，来改善体外受精胚胎移植结局。新的检测技术发现，一些胚胎可能具有的中间型整条染色体（或称为片段的部分染色体）拷贝数结果，提示滋养外胚层（TE）嵌合。对于某些患者来说，滋养外胚层为中间拷贝数（或嵌合范围）的胚胎（下文均称为“嵌合胚胎”）可能是用于移植的唯一选择。

近期研究（Capalbo等人，2021）结果提示，与整倍体胚胎相比，低水平（定义为<50%）嵌合胚胎可以移植而不会增加不良结局风险，而另外一些已发表研究（Fragouli等人，2017；Lledo等人，2017；Munne等人，2017；Lin等人，2020；Viotti等人，2021）表明，嵌合胚胎移植可能与植入失败率和流产率增加有关，高水平嵌合似乎更不利于患者产生良好结局（图1）。一些对照类研究报告了这种移植结局的下降，其中最大的一项属于回顾性分析的研究（Viotti等人，2021）证实嵌合胚胎移植结局较差。有关嵌合胚胎移植后结局的数据仍然有限，但已有超过2500例病例的随访汇编信息，且并未发现异常活产的增加（Treff等人，2021）。

本立场声明，为实验室、诊所、临床医生和遗传咨询师提供指导，以协助对有关嵌合胚胎实用性和移植的讨论。

引 言

作为一个国际学会，PGDIS有效促进了在胚胎分析的所有阶段质量程序的实施，包括所有PGT操作程序中的技术能力，以及对所有检测结果的恰当解释。自2019年PGDIS立场声明（www.PGDIS.org）发布以来，嵌合胚胎移植的影响仍存在不确定性，其潜在的结果是许多中心正在避免移植此类胚胎。本文件的目的是审查现有的最新信息，并向检测实验室、诊所、临床医生和遗传咨询师提供关于嵌合胚胎移植的最新摘要，以取代2016年（https://pgdis.org/docs/newsletter_052417.html）以及2019年（Cram等人，2019）PGDIS发布的代表文件。

背 景

虽然约一半的早期妊娠丢失与染色体不平衡有关，但对流产物分析表明，10%是常染色体三体嵌合（Chen等人，2017）。还有研究发现（Wang等人，2013），一些异常活产是胎儿-胎盘嵌合的结果。据推测，在发育的某个阶段（可能是在胚胎早期），这些流产物是嵌合妊娠。因此，在TE活检中检测到的嵌合体可能对任何妊娠期的胎儿和/或胎盘具有理论上的临床意义，包括对胎盘功能和/或活产疾病综合征的影响（Grati等人，2018）。

植入前非整倍体基因检测（PGT-A）的主要目的是通过减少基于形态学胚胎选择中固有的非整倍体胚胎移植的数量和影响，来改善IVF移植结果（Forman等人，2013）。活检不是一种提高胚胎质量的工具，但是目前唯一被证实的鉴定胚胎遗传学的方法。虽然生物学合乎逻辑，但在近期才证明与整倍体胚胎相比，移植非整倍体胚胎会显著降低植入率、持续妊娠率和活产率（Tiegs等人，2021；Wang等人，2021）。

早期旨在鉴定和避免非整倍体胚胎移植的研究未能证明基于卵裂期活检和FISH分析的PGT-A（以前称为PGS）相较于仅形态学选择有任何优势。然而，结合几个TE活检细胞的全染色体分析（Fragouli et al.，2008）改变了染色体畸变的非整倍体发现率，这种方法现在被认为是评估胚胎染色体状态的最佳方法。因早期发育阶段的活检会更大程度上降低胚胎发育潜力，在大多数中心已经停止。但在一次分析中对一个以上的细胞进行分析，就能得到全部染色体（或部分/片段染色体）的拷贝数结果使其成为可能。

新进展概述

嵌合胚胎发生率

虽然通常只有少数胚胎，但染色体嵌合现象已被普遍观察到。诸如aCGH和NGS等检测拷贝数变异的灵敏技术，可以不同程度地区分类型统一的非整倍体（影响活检中的全部细胞）和嵌合非整倍体（仅影响活检中的部分细胞）。在囊胚期，使用NGS方法检测出的嵌合发生率在各中心差异很大，变化范围为2%~40%，绝大多数中心报告的嵌合率在5-15%之间（Fragouli等人，2019；Munne等人，2016；Rodrigo等人，2020）。在一些中心，嵌合胚胎的持续高检出率可能与主要患者的年龄（尽管多项研究表明年龄与嵌合发生率无关）、临床治疗手段和/或特定的胚胎学操作习惯有关（Ruttanajit等人，2016；Fragouli等人，2019），而特定检测机构中所有送检中心的嵌合高发生率可能表明检测机构实验室操作较差。在这两种情况下，都需要对临床和/或检测实验室操作进行审查。所有将用于PGT-A检测的活检物委托给外部检测服务实验室的中心，应要求该实验室披露其整体胚胎嵌合率，以及其嵌合判定中临界值范围。这将不仅有助于中心评估其自身的表现，还可评估所有参与的检测实验室的分析能力。

嵌合胚胎移植结果

自首次报告（Greco等人，2015）移植已知嵌合胚胎成功诞生健康婴儿后，其他涉及更多数量染色体嵌合胚胎的移植结局也相继被报道（Munne等人，2017；Vigor等人，2019a；Zhang等人，2019；Zore等人，2019；Capalbo等人，2021；Viotti等人，2021）。从研究结果来看，整条染色体嵌合或片段嵌合胚胎确实会能够健康妊娠，但也同样表明这类移植可能会降低着床率（Wang等人，2021）和/或流产率升高（Lin等人，2020；Viotti等人，2021），尽管最终出生率可能与整倍体胚胎移植相似（Capalbo等人，2021；Tiegs等人，2021；Wang等人，2021）。

在Treff等人（2021）总结的整体移植数据中，很明显可以看出，高比例嵌合胚胎具有一定水平的发育能力，从其移植的适宜性方面来看，这一点不应被忽视——如先前在PGDIS 2019立场声明（Cram等，2019）中所讨论的。总的来说，低比例嵌合胚胎移植后成功率较高，而经TE活检鉴定为高比例嵌合胚胎则不太可能成功妊娠。目前，几乎所有的嵌合胚胎移植后已确定妊娠的产前诊断结果都显示胎儿为正常整倍体，且迄今报道的所有活产婴儿均没有证据表明其有染色体相关的综合征。此外，很少有关于嵌合胚胎移植产生受影响儿童的报道发表（Mounts等人，2019）。尽管到目前为止还没有直接报告嵌合胚胎移植的不良结果，但最近一项在美国一个大型检测中心（Scuffins等人，2021）开展的研究发现，在进行临床外显子组测序的每320名综合征婴儿中就有1名是典型的涉及一个印记染色体的UPD。还注意到，在普通人群中，每2000例活产婴儿中就约有1例具有UPD染色体模式（Nakka等人，2019），考虑到三体/单体自救可能的不同分离模式，这表明660例妊娠中约有1例在发育早期存在染色体不平衡。这些UPD近2/3起源于减数分裂，其余1/3可能是单体自救或有丝分裂不分离后的自救。所有这些活产婴儿可能在早期胚胎发育期间或在非常早期的胎儿发育期间（尽管可能性较小）表现出嵌合状态。这些情况表明，嵌合现象是一种真正的生物学现象，至少有时可能导致临床相关的结果。

最近，捐赠胚胎的整体分析揭示了关于嵌合囊胚的染色体结构的额外信息（Popovic等人，2018；Capalbo等人，2021；Viotti等人，2021）。原始整倍体和非整倍体结果往往会在随后的胚胎活检中得到证实，一般来说，原始活检中的高水平嵌合体通常（尽管不总是）在随后的TE和ICM活检中被证实为完全非整倍体（另见Capalbo等人，2021）。然而，如果在随后的TE和ICM活检中为较低水平的嵌合体，其中大多数胚胎是统一的整倍体（Victor等人，2019b；Ou等人，2020；Capalbo等人，2021；Marin等人，2021）。

在临床实践中如何影响非整倍体检测？

大多数（>85%）TE活检结果要么是所有染色体的均一整倍体，要么是涉及一条或多条染色体的整条染色体非整倍体。但一小部分胚胎活检可能显示一条或多条染色体的中间拷贝数变化。与自然怀孕类似，嵌合胚胎导致的异常活产的风险相对较低（Viotti等人，2021），但植入失败发生率（Wang等人，2021）和流产率可能高于整倍体移植（Lledo等人，2017；Lin等人，2020）。

对检测实验室的建议

间接证据表明，NGS和用于检测染色体拷贝数的相关数据分析管道有时可能不能正确地指示嵌合体（Fragouli等人，2019；Marin等人，2021；Treff等人，2021）。

理论上，嵌合发生率可能被以下因素夸大：

（i）活检技术的变化（Ruttanajit等人，2016；Xiong等人，2021）

（ii）样本处理/运输不良

（iii）次优DNA扩增和文库构建

（iv）选择用于对染色体比对窗口进行归一化矫正处理的算法

其他意见

1 出于技术原因考虑，只有可重现染色体拷贝数检测结果的分析平台才能被用来确认活检样本的嵌合情况。检测实验室可以针对大量整倍体和非整倍体样本的扩增DNA产物进行相应基线对照实验。这些实验可以在每个实验室内设定的固定时间间隔重复进行，以确保嵌合检测结果的稳定性。来自不同团队的已发表研究表明，整倍体比例的经典临界值为<20%，非整倍体比例的临界值为>80%。这些阈值本质上代表分析噪音范围，并可能根据所使用的特定技术或算法发生变化（Fragouli等人，2017；Maxwell等人，2016；Munne等人，2017；Spinella等人，2018）。胚胎染色体变异<20%可报告为整倍体，胚胎变异>80%可报告为非整倍体。而染色体值超出这些范围的则被认为是潜在的或假定的嵌合体。一些中心使用不太严格的整倍体/非整倍体阈值（例如30%/70%（Garcia Pascual等人，2020）），导致报告的中间拷贝数的胚胎数量减少，但因此在逻辑上他们也接受了更高的分析噪音水平，这对嵌合范围内的类似重叠部分会有影响。事实上，报告嵌合胚胎移植结局较高的团队可能反映出与在分析中所使用的读取计数、不同检测平台和/或分析算法有关的更高的嵌合错误率（Garcia-Pascual等人，2020；Navratil等人，2020；Rodrigo等人，2020；Capalbo等人，2021；Zhou等人，2021）。无论用于确定整倍体/非整倍体调用的阈值如何，检测实验室都应将这些嵌合下限和上限值报告给送检的临床医生，以便于他们与患者进行所有移植方案的讨论。

图1 嵌合水平与嵌合胚胎移植结果的关系。右边箭头显示整倍体（绿色）或非整倍体（红色）胚胎中的嵌合水平增加

2 鉴于嵌合体发生和后期发育的生物学特性，任何被分析为嵌合的活检物均有可能无法准确反映其余部分的实际情况（见Lin等人，2020）。所设定的任何阈值都应被视为一个参考值，仅用于报告目的以及便于进一步或后续讨论。

3 除了对整倍体/非整倍体范围的任何分析误差外，还存在一个固有的困难，即为单个染色体上可能分布的相对广泛的数据指定一个平均特定值。因此，对噪音带为20%（或30%）的整倍体（或非整倍体）的潜在意识将导致所有嵌合平均值在技术上类似地归属于该噪音带，这意味着任何估计值都可能高于或低于平均值。所以，可以认为，使用单一内部嵌合范围阈值的报告是不符合逻辑的，因为如果存在整倍体和非整倍体噪音带，则类似的不确定性必须适用于任何临界值。具体而言，在内部将低嵌合与高嵌合区分开来的单一固定值是不符合逻辑的，因此应谨慎使用，并仅作为咨询目的的参考值（图1）。

4 虽然可能涉及商业需求，但鉴于可能会降低患者周期的潜力，故检测实验室不应将嵌合胚胎归类为完全非整倍体。这包括具有多条染色体嵌合的胚胎。可能意味着“无结果”分配是最合适的（Marin等人，2021）。

5 检测实验室应避免将嵌合胚胎归类为不适合移植，因为这可能会限制随后的临床治疗选择。

6 实验室报告格式应进行更新，需包括嵌合报告结果、嵌合比、用于确定整倍体/嵌合体/非整倍体状态的阈值，以及鉴定的所有染色体异常。

7 为了让遗传咨询师或临床医生向患者解释PGT-A结果，还应提供每一个患者胚胎嵌合的染色体结果图谱。

对IVF中心的建议

为了尽量减少该过程对剩余胚胎的影响，同时保证平稳扩增，建议仅对5-10个TE细胞进行活检，应始终注意确保对胚胎的影响最小。在活检过程中，以及清洗或装管过程中，应尽量减少对细胞的损伤，以减少扩增偏倚，并提高产生能够反映原始胚胎细胞遗传物质真实情况DNA产物的可能性。如果在某一特定中心的胚胎队列中发现嵌合体的发生率持续很高，则应考虑调查胚胎学和整体PGT-A操作，以帮助鉴定任何可能的潜在问题。

对遗传咨询师/临床支持小组的建议

科学文献和社交媒体论坛中信息的多样性和质量差异混淆了人们对嵌合胚胎在体外受精治疗中的作用的理解。科学文献、大众媒体和社交媒体上辩证信息的缺乏，导致了医疗机构间以及患者支持和倡导团体中的不确定性。植入前非整倍体基因检测（PGT-A）是一个旨在通过鉴定那些具有最可能导致成功移植结果的染色体结构的胚胎来改善移植结局的过程。

非整倍体胚胎妊娠失败是无可争议的，同样，对于成功妊娠所需的平衡染色体组的必要性也是无可争议的。此时，检查染色体组构成的最佳方法是从囊胚期胚胎中取出一个小样本，与涉及多个细胞的所有分析一样，在这些细胞内识别染色体差异的可能性是存在的。如果细胞中有两个不同的染色体组成，则显示染色体中间拷贝数，即既不是二倍体（称为整倍体），也不是单倍体或三体（称为非整倍体）。这种存在中间拷贝数的状态通常被称为嵌合（混合）状态。由于只从胚胎中取出一小部分，因此嵌合状态可能仅限于活检区域，或可能存在于胚胎的其他部位。

任何个体的胚胎群都可能没有被确定为整倍体的胚胎，或者可能有一个或多个被归类为嵌合的胚胎。本立场声明旨在帮助在面临嵌合胚胎移植选择时的决策过程。而总结嵌合胚胎移植后结果的最新报告（Treff等人，2021；Viotti等人，2021）表明，所有后续出生婴儿染色体异常的发生风险很低。

每个患者都面临不同的机会和局限。因此，决策过程需要与合适的专业人士充分讨论。应该记住的是，嵌合胚胎一直存在，并且可能会在诸如没有事先进行鉴定的情况下而在体外受精过程中被移植。还应该认识到，即使是一些被选择用于移植的整倍体胚胎，如果在滋养外胚层的另一个区域进行活检，也可能被证明是嵌合体（Friedenthal等人，2020）。

鉴于嵌合体的性质及其在早期胚胎发育过程中形成的方式，很显然，一个初步鉴定为嵌合体的单一活检标本，并不能证明其周围的滋养外胚层或胚胎的其余部分也是嵌合体。嵌合水平增加可能不太有利于良好的结果（图1），但由于技术原因（分析平台、放大变异、分析算法）和生物学原因（局部嵌合与均匀嵌合），不应遵守任何为移植决策设定的精确阈值（Lin等人，2020；Marin等人，2021；Treff等人，2021）。

对临床医生的建议

虽然实验室会提供每个胚胎的报告，但患者可能会要求对移植几率进行解释，所以临床医生应该对胚胎染色体结果图谱有一定的了解。染色体图谱通常可以用胚胎相对染色体拷贝数的简单图形表示。

1 应不断告知患者，由于技术和生物学因素，在胚胎植入前，任何基于从一个或少量细胞活检样本的遗传检测都不可能100%准确，包括染色体嵌合检测。

2 应对患者信息和用于非整倍体检测的知情同意书进行修改，以包括嵌合结果的可能性。

3 一般来说，具有正常整倍体结果的囊胚应优先于嵌合囊胚进行移植，除非有其他适应症，如患者的偏好。

4 进一步的刺激周期可能会带来经济、医疗和心理负担，尤其是考虑到任何可能存在植入潜力的胚胎仍有不确定性。然而，与整倍体胚胎相比，移植嵌合胚胎可能会增加负面结果的风险。因此，只有在对这些潜在风险进行充分考虑和咨询后，才应提出移植嵌合胚胎的建议。临床医生还应该考虑并与患者讨论进一步的PGT-A周期的替代选择，以增加鉴定整倍体囊胚的机会。由于这是一个基于临床发现和患者个体情况的讨论，因此，最好由熟悉这两个方面的专业人士进行管理。

对产前选择的建议

PGDIS建议对IVF/PGT后的所有妊娠进行产前诊断。这与ACOG/ACMG当前的建议一致，即无论怀孕方法或之前的遗传学检测结果如何，都应讨论并提供每次怀孕的产前诊断。

非侵入性检查

由于其方便、在妊娠早期进行、敏感性和特异性高，非侵入性产前检测/筛查已成为世界许多国家的标准做法。这些筛查技术存在差异，一些检测只能检查少量特定染色体，而另一些检查则提供了全基因组筛查的可能性。对于专门检查嵌合胚胎移植的所有妊娠早期的检查，都应优先考虑24-染色体NIPT技术，该技术可以将所有嵌合染色体考虑到其中（Benn等人，2019）——许多国家提供的简单5-染色体NIPT检测（21、18、13、X和Y）可能不适用于其中一些特定检查。此前，使用基于全基因组测序的NIPT进行的研究表明，这种方法可以检测出低水平胎盘嵌合现象（Canick等人，2013；Wang等人，2013；Hartwig等人，2017），这可能是单独位于胎盘内的细胞有丝分裂错误的结果（局限性胎盘嵌合现象），也可能起源于真正的嵌合早期胚胎。然而，需要注意的是，由PGT-A检测到的一些片段变异可能低于NIPT检测下限。因此，如果要考虑这种方法的使用，则必须使推荐者知道该区域是否在检测范围之内。推荐人还应了解，非侵入性检测只能评估胎盘染色体状态，这并不总是能够反映剩余结构或胎儿状态。

侵入性检查

从妊娠第14周开始的羊膜穿刺术分析被认为是最能代表胎儿染色体组成的。可以考虑妊娠早期绒毛膜绒毛取样（CVS），但与NIPT一样，它可能只揭示胎盘染色体组成，这可能与实际胎儿染色体组不同。在所有情况下，都应提供关于所有选项的非指向性咨询。

嵌合胚胎考虑移植的优先级建议

基于从最近的胚胎分析和移植研究中获得的新进展，以下是帮助临床医生（或遗传顾问）考虑移植的建议：

1 与低水平嵌合相比，高水平嵌合胚胎可能与较差的移植结果相关。目前，在更高水平嵌合胚胎移植方面只有很少的经验（Lin等人，2020）。嵌合体的相对百分比似乎比所涉及的特定染色体能够更好地预测结果，因此应纳入报告和患者讨论。

2 移植嵌合胚胎的决定可以根据嵌合程度或嵌合类型（整条染色体与片段变化）进行优先排序。如果在两个嵌合水平相似的胚胎之间进行选择，考虑到较高形态等级胚胎趋向于有更好的移植结果（Capalbo等，2014），移植胚胎的偏好可以基于胚胎形态或替代性的特征进行考虑（与部分（Tiegs等人，2021）或片段染色体嵌合胚胎移植（Zore等人，2019）结果相比，整条染色体嵌合胚胎移植（Tiegs等人，2021；Capalbo等人，2021）的植入结果与整倍体胚胎更为相似）。

结 论

PGT基因组技术的最新进展使更为完整的染色体异常整谱得以确定，包括全染色体和片段嵌合体——目前对结果的了解尚不完整且仍在不断发展的领域。一直以来体外受精，该过程中嵌合胚胎的移植是不可避免的，并没有证据表明其与自然妊娠相比，活产染色体疾病的风险增加。对于夫妇来说，移植嵌合胚胎似乎是一个相对安全的选择，除了一些怀孕的基础风险外，对出生婴儿产生负面影响的风险很低或极低。NIPT已被证明能够检测到许多罕见的（非活体出生的）三体（Scott等人，2018），这为无创跟踪原始滋养层嵌合结果提供了机会。传统的侵入性检测也可以在妊娠后期进行。

在研究层面上，对捐赠的嵌合胚胎的染色体重分析再次阐明了初始活检评估的重要性，并为初步认定的嵌合胚胎遗传构成提供了有价值信息（Capalbo等人，2021）。同样，对出生后胎盘的详细染色体检测将为原始移植的嵌合胚胎中观察到的所有嵌合现象的性质和程度提供有价值的信息。随着信息的进一步发展，本立场声明将相应更新。