Третьегенерационное секвенирование позволяет точно проводить преимплантационное генетическое тестирование моногенных дефектов при de novo вариантах и неполных родословных

Вопрос исследования: Можно ли проводить преимплантационное генетическое тестирование моногенных дефектов (ПГТ-М) только на основании третьегенерационного секвенирования (TGS) пробанда у семей с de novo вариантами или неполными родословными?

Ответ: Полноэкзомное TGS позволяет упростить рабочий процесс ПГТ-М за счет построения надежных гаплотипов исключительно по данным секвенирования пробанда при de novo вариантах и неполных родословных.

Что уже известно: ПГТ-М позволяет точно исключать эмбрионы, несущие патогенные варианты. Однако его применение при de novo вариантах или неполных родословных затруднено из-за фазирования гаплотипов. Кроме того, прямое выявление вариантов страдает от пропусков детекции и ошибочного генотипирования из-за неравномерного покрытия и аллельного выпадения, обусловленных полногеномной амплификацией. Существующие решения, такие как анализ гамет или эмбрионов и таргетное TGS, остаются ограничены процедурной сложностью и отсутствием универсальности для разных генов и типов мутаций.

Дизайн, размер и длительность исследования: В проспективное исследование были включены 16 семей, нуждавшихся в ПГТ-М из-за de novo вариантов или неполных родословных, в Центре репродуктивной медицины Третьей больницы Пекинского университета с июля 2023 по август 2025 года.

Участники/материалы, условия, методы: В исследование вошли 9 семей с неполными родословными и 7 семей с de novo вариантами, охватывающими 10 различных причинных генов или регионов. Для оценки возможности TGS в фазировании гаплотипов мы оценивали его по покрытию генома и числу информативных однонуклеотидных полиморфизмов (SNP). Гаплотипы строили на основе данных TGS пробанда, а анализ сцепления выполняли путем объединения сцепленных гетерозиготных SNP с данными секвенирования нового поколения от пары и эмбрионов для определения патогенного статуса. Затем мы разработали упрощенную стратегию, в которой наследование определяли путем прямого сопоставления гетерозиготных SNP гаплотипа пробанда с соответствующими гомозиготными участками в эмбрионах. Диагностические результаты этого упрощенного рабочего процесса статистически оценивали и сравнивали со стандартной стратегией TGS для определения согласованности.

Основные результаты и роль случайности: Сегменты фазирования, полученные методом TGS, обеспечивали покрытие более 75% для подавляющего большинства генов OMIM; у большинства из них в области гена и в прилежащих участках по 1 млн пар оснований было более 100 гетерозиготных информативных SNP, что указывает на широкую применимость для различных генетических вариантов. Гаплотипы удалось успешно построить у всех 16 включенных семей на основе данных TGS; у 14 семей тестирование эмбрионов было завершено, тогда как 2 семьи выбыли по личным причинам. На данный момент пренатальная диагностика путем амниоцентеза в трех семьях подтвердила отсутствие у плодов патогенных вариантов. Упрощенную стратегию также применили к 14 семьям, завершившим тестирование эмбрионов. Этот подход показал применимость в 91,9% эмбрионов из семей без D4Z4 и в 80,0% эмбрионов из семей с D4Z4. Хотя у части эмбрионов диагноз установить не удалось из-за анеуплоидии или недостаточного числа извлеченных SNP, диагностические результаты у всех остальных эмбрионов полностью совпадали со стандартной стратегией TGS.

Ограничения, причины для осторожности: Применимость этого подхода в первую очередь зависит от эуплоидности эмбриона и достаточного числа информативных SNP. Кроме того, относительно высокая стоимость полноэкзомного TGS остается препятствием для широкого внедрения. С учетом небольшого размера когорты (n = 16) результаты требуют дальнейшей валидации в более крупных клинических выборках.

Более широкое значение результатов: Прямое построение гаплотипа на основе полноэкзомного TGS пробанда представляет собой эффективную клиническую стратегию для расширения применимости ПГТ-М, особенно у семей с de novo вариантами или неполными родословными. Кроме того, упрощенный рабочий процесс TGS может повысить клиническую эффективность и снизить затраты по сравнению со стандартным протоколом TGS в пределах своей применимости.

Финансирование/конфликт интересов: Работа поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (82125013, 82288102, 825B2046). Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Регистрационный номер исследования: Не применимо.