来源：分析测试百科网

　　尽管体外受精（IVF）已经彻底改变了不孕不育的治疗，但这个过程本身不够高效，成功率很低。染色体非整倍体，是造成体外受精失败的主要原因，因为大多数非整倍体胚胎无法植入，或在孕早期流产。因此，提高成功率的关键，是选择染色体数目正常的胚胎。为此，人们开始采用胚胎植入前染色体筛查（PGS）。

　　他们最早使用的分子细胞遗传学技术是荧光原位杂交（FISH）。不过，一些报道认为，基于FISH的PGS结果是站不住脚的。不少前瞻性随机临床试验发现，在使用FISH进行PGS后，妊娠率并没有任何改善。这是因为FISH只能筛查有限的染色体。于是，人们将目光转移到能筛查全部24条染色体的新技术，以便对胚胎进行更准确的评估。

　　如今，一系列分子遗传学技术被开发出，能够对单个或少量细胞中的24条染色体进行分析，如比较基因组杂交芯片（aCGH）、单核苷酸多态性芯片（SNP）和定量PCR反应（qPCR）。

　　Array CGH是第一个在全世界广泛使用的染色体全面筛查技术。它包含了与整个或部分基因组杂交的探针，通过比较每个探针的杂交强度，专家可确定特定区域是否缺失或扩增。这实现了拷贝数变异（CNV）和杂合性缺失（AOH）的检测。

　　新一代测序（NGS）技术则有望带来更多的突变数据。假如测序深度足够，从理论上能够以核苷酸的分辨率定位结构和拷贝数变异。相比之下，芯片的分辨率大抵在kb数量级。随着分辨率的提高，NGS可检测染色体倒位以及与疾病相关的点突变。

　　下面，我们就来看看胚胎植入前染色体筛查中常用的产品。

　　芯片

　　24sure芯片是许多参考实验室及IVF实验室的选择，由英国BlueGnome公司开发。2012年，这家公司被Illumina收购。到目前为止，24sure芯片已经处理了超过35万个临床样本。

　　24sure芯片利用先进的芯片技术和前沿的BlueFuse分析软件，全面并准确地评估胚胎活检中的全部24条染色体。这些芯片可用于第一和第二极体、卵裂球活检和滋养外胚层活检中的非整倍体筛查。分析结果的可信度高，有助于选择整倍体胚胎进行植入。筛查可以在12小时内完成，因此不会干扰新一轮IVF的时间进度。

　　它的具体过程包括：(1) 扩增。从新鲜或冷冻的单细胞中提取出DNA并扩增。在QC之后，经过扩增的模板可立即使用，或保存待用。(2) 标记。利用随机引物和Cy染料标记扩增后的模板。(3) 杂交。将标记后的片段与24sure芯片杂交。洗掉未结合的DNA。(4) 扫描。利用激光扫描仪扫描芯片，生成此芯片的.tiff图像文件。(5) 数据分析。利用BlueFuse Multi分析软件存储、分析并解释数据。分析是全自动的，且结果很容易解释。

　　关于胚胎植入前染色体分析的首个公开发表的随机前瞻性研究表明，在IVF治疗阶段使用24sure技术选择性植入整倍体胚胎，可明显提高怀孕率1。Yang Z等人报告称，在预后良好的患者组，20周时的妊娠率提高了65%。利用24sure芯片选择整倍体胚胎（n=55），妊娠率达到69.1%，而在标准的胚胎形态选择（n=48）后，妊娠率仅为41.7%。这项研究的结果提供了直接的证据，说明即使是预后良好的年轻女性，24sure分析也可以提高妊娠率。

　　安捷伦的SurePrint G3 human CGH 8×60 K oligo芯片也广泛用于染色体的全面筛查。此外，这家公司最近还推出了GenetiSure Pre-Screen Kit，可筛查第三天和第五天胚胎的单细胞中的非整倍体以及其他5-10 Mb范围内的基因组畸变。它将整个运行周期缩短至8小时以内，可同时分析多达14个样本和2个参考样本，在不明显增加成本的前提下筛查更多胚胎。

　　测序

　　Illumina在2014年也推出了基于NGS的筛查方案。VeriSeq PGS方案，由VeriSeq PGS Kit 和MiSeq测序系统组成，利用新一代测序（NGS）技术来全面、准确地筛查全部24条染色体，以选择整倍体胚胎。VeriSeq PGS所产生的PGS结果与广泛使用的24sure芯片型技术相当。此外，NGS具有改善分析流程、提高通量和增强性能的潜在机会。

　　VeriSeq PGS方案提供了一种快速、整套的PGS流程，可以在大约12小时内完成。首先，利用SurePlex DNA Amplification Kit从单个胚胎细胞中提取DNA并扩增。之后利用VeriSeq DNA Library Kit对扩增后的样品进行简化的文库制备。最后，将制备好的文库上样到流动槽中，并在MiSeq系统上测序。

　　在最近的一项研究中，Fiorentino等人验证了NGS在PGS中的使用2。在双盲研究中，他们评估了18个单细胞和单个卵裂球的190个全基因组扩增产物，评估了4,992条染色体，其中402条拷贝数具有非整倍型。NGS在非整倍体检出上的特异性为99.98%，而灵敏度为100%。基于NGS的24条染色体非整倍体筛查操作的阳性预测值和阴性预测值都为100%。

　　在Zheng等人去年发表的文章中，他们比较了NGS和aCGH方法3。他们认为，基于NGS的拷贝数分析可能是最准确，最具信息量的，因为这种方法使用数千个位点的序列数据。与aCGH相比，NGS也不需要对照样本，动态范围也更大。不过，NGS同样有限制，不建议用来检测低水平镶嵌。它也不能直接检测平衡染色体重排。

　　当然，成本也是人们考虑的因素。目前，每个样本的NGS检测成本比aCGH高10-20美元。作者认为，这可能是因为这种技术刚刚开始用于人类的胚胎植入前染色体筛查。随着NGS成本的大幅下降，人们相信NGS的成本有望低于aCGH。

　　未来，我们还需要更多的数据，来证明这些新技术确实能提高体外受精的成功率。