Недооцениваемая триплоидия и общегеномная унипарентальная дисомия у бластоцист человека, выявляемые при одновременном подходе к преимплантационному генетическому тестированию

Вопрос исследования: Какова частота триплоидии и общегеномной унипарентальной дисомии (gwUPD) у эмбрионов человека, которые в настоящее время не выявляются при стандартном преимплантационном генетическом тестировании (ПГТ)?

Ответ: Триплоидия и gwUPD были выявлены у 0,8% (8/1049) и 1,4% (15/1049) бластоцист соответственно.

Что уже известно: Одновременное ПГТ повышает эффективность отбора эмбрионов, одновременно выявляя моногенные заболевания (ПГТ-М) или структурные перестройки (ПГТ-SR) и анеуплоидию (ПГТ-А). Однако триплоидия и gwUPD — два геномных нарушения, приводящие к тяжёлым исходам беременности, — не выявляются рутинными платформами стандартного ПГТ и потому остаются недооценёнными на преимплантационном этапе.

Дизайн, объём и продолжительность исследования: Исследование состояло из трёх фаз: фаза I валидировала способность PGT-Plus выявлять нарушения на клеточных линиях с ранее установленными генетическими аномалиями; фаза II включала ретроспективную клиническую валидацию на остатках образцов после амплификации всего генома (WGA) из биоптатов трофэктодермы, в том числе 65 образцов для ПГТ-М, 67 для ПГТ-SR и 130 для ПГТ-А, полученных в период с января 2019 по июль 2023 года; фаза III представляла собой проспективное внедрение PGT-Plus в диагностическом режиме на 529 бластоцистах, полученных с августа 2023 по июнь 2024 года. Кроме того, когорта из 258 переносов эмбрионов, ранее признанных эуплоидными по стандартным методам ПГТ-А, но ассоциированных с неблагоприятными исходами, была повторно исследована с помощью PGT-Plus, который выявил ранее не распознанные случаи gwUPD или триплоидии.

Участники/материалы, условия и методы: В фазе I клеточные линии с установленными генетическими аномалиями исследовали по крайней мере одним из следующих методов: кариотипированием с G-бэндингом, количественной флуоресцентной ПЦР (QF-PCR), хромосомной микроматричной анализой (CMA) и mate-pair-секвенированием. Ранее полученные результаты сопоставляли с данными PGT-Plus. В фазе II результаты стандартных платформ ПГТ сравнивали параллельно с PGT-Plus для оценки его точности. Клеточные линии или реальные образцы биопсии трофэктодермы из бластоцист амплифицировали методом множественной дислокационной амплификации (MDA). Анализ данных PGT-Plus выполняли в различных измерениях. Для анализа ПГТ-А, помимо стандартного анализа по числу прочтений для оценки дозы генома, проводили также анализ однонуклеотидных полиморфизмов (SNP) для выявления триплоидии и gwUPD. Кроме того, для семей, которым выполняли ПГТ-М и ПГТ-SR, помимо анализа по числу прочтений и SNP-анализа, проводили анализ сцепления для построения гаплотипов. Помимо проспективной когорты фазы III, уникальную когорту с неблагоприятными репродуктивными исходами после переноса «эуплоидного» эмбриона, определённого по стандартным платформам ПГТ-А, повторно исследовали для выявления триплоидии и UPD среди этих эмбрионов без изменения числа копий. Неблагоприятные исходы включали отсутствие беременности, биохимическую беременность, выкидыш и прерывание беременности из-за порока развития плода.

Основные результаты и роль случайности: PGT-Plus выявил все аномалии, ранее установленные другими платформами, в фазах I и II. В целом триплоидия и gwUPD были выявлены у 0,8% (8/1049) и 1,4% (15/1049) бластоцист соответственно. Примечательно, что 3,5% (9/258) неблагоприятных переносов эмбрионов, ранее классифицированных как «эуплоидные», можно было бы предотвратить, если бы триплоидия и gwUPD были выявлены. Кроме того, 45,7% (12/35) эмбрионов, ранее классифицированных как сбалансированные по ПГТ-SR, были носителями транслокации.

Ограничения и причины для осторожности: PGT-Plus, как и другие методы относительного фазирования, требует участия ещё одного члена семьи для определения гаплотипа, хотя допустим и эмбрион с известным генотипом по результатам независимого предварительного тестирования. Кроме того, короткочтениевое секвенирование нового поколения (NGS) ограничивает возможность PGT-Plus непосредственно выявлять патогенные однонуклеотидные варианты (SNV) в сильно повторяющихся участках генома, например в гене, вызывающем талассемию, что по-прежнему требует традиционных методов, включая анализ коротких тандемных повторов и ПЦР, для обеспечения клинической диагностики или может быть решено с помощью длинночтения секвенирования.

Более широкие последствия результатов: Новый подход PGT-Plus дополнительно выявлял gwUPD и триплоидию у преимплантационных эмбрионов. Он объяснял ещё 3,5% случаев неудачи переноса «эуплоидных» эмбрионов. Одновременно отбор эмбрионов был улучшен за счёт объединения ПГТ-М, ПГТ-SR или ПГТ-А с анализом родительского происхождения и стадии нерасхождения в рамках единого рабочего процесса PGT-Plus.

Финансирование исследования/конфликт интересов: Работа финансировалась Research Grant Council Collaborative Research Fund (grant no. C4062-21GF to K.W.C.), National Natural Science Foundation of China (grant no. 82502033 to Y.L.) и Research Grant Council General Research Fund (grant no. 14100822 to J.P.W.C.). Все авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Регистрационный номер исследования: не применимо.