胚胎移植前基因学检查筛选(Preimplantation Genetic Screening, PGS)旨在检测胚胎染色体数量及结构不同寻常,除 PGT-A(2017 年 WHO 将 PGS 更名为 PGT-A,即是移植前基因筛查 - 非完整倍数体检查筛选)外,根据技术原理、检测范围的不同,还存在许多种衍生方法,以下从技术归类、道理、使用场景等维数展开剖析:

一、按检测目标归类的检查筛选技术
1. 极体活检检查筛选(Polar Body Screening)
检测目标:卵细胞个体减数决裂发生的第一极体(PB1)和第二极体(PB2)。
技术道理:极体携带与卵细胞相互补充的染色体信息,通过分析极体染色体可推测卵细胞个体的染色体状况(如非整倍体)。
合用场景:
合用于年轻女性(≤35 岁),卵母细胞个体染色体异常多由减数分裂差错诱发;
避免胚胎活体组织检查伤害,特别适合囊胚发育少的病人。
限制性:无法检测胚胎有丝分裂过程中出现的染色体异常(如嵌合体),假阴性率约 10%-15%。
2. 卵裂球活检检查筛选(Cleavage Stage Biopsy)
检测目标:第 3 天胚胎(8-10 细胞期)的 1-2 个卵裂球。
技术道理:初期卵裂球理论上与胚胎具有遗传一致性,通过萤光原位杂合(FISH)或新一代测序(NGS)检测染色体数目。
临床运用:曾为 PGS 主流技术,但因以下不足逐步被囊胚活检代替:
卵裂球镶嵌结合率高(约 30%-40%),容易致使假阴性;
活体组织检查也可能影响胚胎生长,妊娠率较囊胚活检低 百分之五至百分之十。
⑵按技术方法分类的筛选体系体例
1. 萤光原位混血(FISH)
技术特色:使用荧光标记探测针与染色体特定区域杂交,直接观察染色体量数(如 1⑶1八、2一、X、Y 染色体)。
应用阶段:2000-2010 年为 PGS 主要技术,现在仅用于特定场景:
快捷检测性染色体不同寻常;
成本较低,适合股源有限区域。
范围性:
仅能检测 5-7 对染色体,遗漏检查其他染色体异样;
分辨力低,无从识别微结构变异,假阴性率达 百分之十五-20%。
2. 比较基因组杂交(CGH)
分代技术:
保守 CGH(Conventional CGH):将胚胎 DNA 与正常比照 DNA 分别标识表记标帜萤光,杂合至正常染色体玻片,通过荧光强度数对比判断染色体拷贝数变异(CNV)。
微阵列 CGH(aCGH):将 DNA 混血至包含几千个探测针的芯片,可检测全染色体组非完整倍数体及 > 10Mb 的结构变异。
技术优势:头一次完成全染色体组检查筛选,假阴性率较 FISH 降低至 8%-10%。
临床现状:因检查周期长(2-3 天)、没有办法检测嵌合体,已逐渐被 NGS 取代。
3. 单核苷酸多态性微阵列(SNP Array)
技术道理:利用 SNP 检测针检测胚胎 DNA 的等位基因分布,不只可辨认非整数倍体,还能评价胚胎是否是纯合子、杂合子,以致追溯染色体来源(父源 / 母源)。
特殊价格:
检测嵌入结合体能力胜过 aCGH(可辨认≥20% 的非整倍体细胞个体);
结合双亲 SNP 数据,可同时进行 PGT-M(单基因为疾病检测)与 PGT-A。
范围性:对 DNA 质量要求高,活检细胞过少易导致等位基因脱扣(ADO),假阳性率约 5%-8%。
4. 新一代测序(NGS)
技术关键:通太高通测量序对胚胎 DNA 进行全基因组分析,包括:
低覆盖度全基因组测序(LC-WGS):测序深浅程度 1-2X,检测全染色体组非整倍体及 > 5Mb 的 CNV;
靶向测序(Targeted Sequencing):针对染色体着丝粒地区或高频异常地域计划探测针,提高检测效率。
临床优势:
分辨力达 1-2Mb,可辨别微小 CNV,假阴性率 < 5%;
支持单细胞测序,减少活体组织检查细胞体数量(1-2 个细胞个体即可);
结合生物信息学算法,可明确评介嵌合比例(如≥10% 的非整倍体细胞体)。
主体运用:现在 PGT-A 的最佳标准技术,占世界范围临床应用的 80% 以上。
三、针对特殊需求的筛选技术
1. 染色体结构变异筛选(PGT-SR)
技术定位:独立于 PGT-A 的移植前基因筛查,针对平衡易位、倒位等染色体结构异常携带者。
核心技术:
多重联贯依托探针扩增(MLPA):检测染色体微缺失 / 微重复;
断裂点测序(Breakpoint Sequencing):精确识别易位 / 倒位的断裂位点;
单细胞体基因组重构:通过多个细胞个体的测序数据拼合,推断胚胎染色体结构完整性。
临床含义:避免因染色体结构异常导致的复发性流产,怀孕率较天然妊娠提高 30%-40%。
2. 全基因组甲基化筛查(PGT-E)
技术拓展:非守旧 PGS,通过检测胚胎 DNA 甲基化模式评介发育潜力,与 PGT-A 联合使用:
甲基化异常的胚胎纵然染色体正常,着床率也降低 50%;
2023 年《Cell Stem Cell》研究显示,甲基化检查筛选可将临床妊娠率从 百分之四十五 提升至 58%。
⑷前沿技术与将来方向
1. 无活体组织检查胚胎检查筛选(Non-Invasive PGS)
技术路径:
胚胎体外培养液 cfDNA 检查:剖析培育液中胚胎排出的游离 DNA,2024 年临床研究显现其敏感度 92%,特异性 94%,但存在母源细胞体传染风险;
外泌体 RNA 剖析:通过囊胚分泌的外泌体 RNA 表明谱,间接预测染色体情况,尚处于临床前阶段。
优势:避免活检伤害,特别适合优质胚胎少的病人。
2. AI 驱动的多模态筛查
整合方面:
形态学:胚胎形成快慢、细胞碎片率等 Time-Lapse 参数;
遗传学:NGS 检测的染色体数据;
能源学:囊胚扩展的即时影像特性。
样板价值:2025 年最新研究阐明,人工智能 模子可将保守 PGT-A 的假阴性率从 5% 降至 2.3%,并识别出 12% 因模样学优良被错判的异样胚胎。
五、技术选择与临床决定建议
技术类型检测范围适合人群假阴性率临床普及率NGS(PGT-A)全染色体组非整倍体高龄、反复流产、IVF 反复失败