胚胎植入前遗传学检测(PGT)助力个体化优生优育
胚胎植入前遗传学检测（PGT）助力个体化优生优育
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2026-09-22
随着全球人口生育年龄推迟、遗传性疾病高发以及辅助生殖技术（Assisted Reproductive Technology, ART）的普及，如何有效降低新生儿遗传缺陷发生率、改善ART临床结局，成为生殖医学与遗传学领域的研究热点。据统计，全球约有10%的育龄夫妇面临不孕不育问题，其中染色体异常、单基因遗传病是导致不孕、反复自然流产、胎儿畸形的重要原因之一。
传统产前诊断技术（如羊水穿刺、绒毛膜穿刺）虽能有效检测胎儿遗传异常，但属于侵入性检测，存在一定的流产风险，且检测时机多在妊娠中期，一旦确诊胎儿异常，孕妇需面临终止妊娠的身心创伤。在此背景下，胚胎植入前遗传学检测（Preimplantation Genetic Testing, PGT）应运而生，其核心优势在于将遗传检测提前至胚胎植入前，针对配子或着床前的胚胎进行活检，并进行遗传学检测，选择不携带的创伤。通过筛选健康胚胎进行移植，从源头规避遗传缺陷，既降低了产前诊断的风险，也减少了不良妊娠结局的发生。
PGT技术的发展历程与分子遗传学技术的迭代密切相关：PGT技术的发展经历了从第一代到第三代的演进，20世纪90年代，PGT技术最初应用于单基因病检测（PGD）和染色体非整倍体筛查（PGS），主要采用荧光原位杂交（Fluorescence In Situ Hybridization, FISH）技术，但存在检测靶点有限、准确性不足等缺陷。随着分子生物学技术的进步，21世纪初，array比较基因组杂交（array Comparative Genomic Hybridization, array-CGH）、单核苷酸多态性（Single Nucleotide Polymorphism, SNP）芯片等技术的出现，提升了染色体异常检测的分辨率。近年来，随着下一代测序技术（Next-Generation Sequencing, NGS）的成熟应用及三代测序（Third-Generation Sequencing, TGS）为PGT带来了新的突破，在检测精度、覆盖范围及复杂病例处理能力上取得了突破性进展。
图：PGT技术流程示意图
2017年，欧洲人类生殖与胚胎学会（ESHRE）将原有的PGD（植入前遗传学诊断）和PGS（植入前遗传学筛查）统一规范为胚胎植入前遗传学检测（PGT）。根据国际胚胎植入前遗传学诊断协会（PGDIS）和欧洲人类生殖与胚胎学会（ESHRE）的最新指南，PGT分为三个主要类别：
（1）PGT-A（胚胎植入前非整倍体检测）
PGT-A(Preimplantation Genetic Testing for Aneuploidy）用于检测胚胎染色体数目异常。染色体非整倍体是导致早期流产（约50%）和IVF失败的主要原因，尤其在高龄女性（≥35岁）中发生率显著升高。PGT-A通过筛选整倍体胚胎，可将临床妊娠率从传统方法的40%提升至60%左右。
（2）PGT-M（胚胎植入前单基因病检测）
PGT-M(Preimplantation Genetic Testing for Monogenic Disorders）针对已知的单基因遗传病进行检测，如地中海贫血、囊性纤维化、血友病、遗传性耳聋等。通过家系连锁分析和致病基因变异位点检测，筛选不携带致病突变的胚胎，有效阻断严重遗传病的垂直传递。
（3）PGT-SR（胚胎植入前染色体重排检测）
PGT-SR(Preimplantation Genetic Testing for Chromosomal Structural Rearrangements）适用于染色体平衡易位、罗氏易位、倒位等结构重排携带者。这些携带者虽然表型正常，但产生不平衡配子的风险高，导致反复流产或生育畸形儿。PGT-SR可区分正常胚胎与携带者胚胎，选择完全正常的胚胎进行移植。
下一代测序（NGS）技术凭借其高通量、高分辨率、低成本的优势，已成为PGT领域的主流检测平台。NGS在PGT-A、PGT-M和PGT-SR中均有广泛应用。
（1）NGS在PGT-A中的应用:
通过低深度全基因组测序（low-pass WGS）检测。可达到1-5 Mb的分辨率，能够检测整条染色体非整倍体以及大片段的染色体缺失/重复（>10 Mb）。与aCGH相比，NGS具有更高的灵敏度和动态范围，且成本显著降低。其技术流程包括：胚胎活检、全基因组扩增（WGA）、文库构建与测序、生物信息学分析。
图：WGA技术引入后的PGT-A技术
（2）NGS在PGT-M中的应用：
单细胞或少量细胞经全基因组扩增（WGA）后进行目标变异位点检测结合家系连锁分析是目前PGT-M的主要检测策略。《单基因病胚胎着床前遗传学检测专家共识》指出“基于WGA的高通量测序技术越来越多地应用于临床PGT-M。通过测序可同时得到胚胎染色体非整倍性信息和致病变异位点信息，同时利用致病基因周围的SNP位点进行连锁分析，实现一步测序完成胚胎的染色体筛查和致病变异位点检测及连锁分析。”
(3）NGS在PGT-SR中的应用：
流程与PGT-A类似，主要包括胚胎活检、DNA提取、文库构建、NGS测序与数据分析。通过NGS测序，可清晰识别染色体易位、倒位、缺失、重复等结构异常，同时可检测是否伴随染色体数目异常，实现染色体结构异常与数目异常的同步检测。
胚胎植入前遗传学检测（PGT）技术已从早期的FISH、PCR技术发展到以NGS为主流平台的高通量检测时代，并正在向三代测序（TGS）技术拓展。NGS凭借其高分辨率、高通量和低成本的优势，已成为PGT-A、PGT-M和PGT-SR的标准检测手段，显著提高了IVF成功率并有效阻断了遗传病的垂直传递。
三代测序技术以其长读长和单分子检测的特点，为复杂病例（如家系不全的单基因病、新发突变、染色体结构重排）的PGT提供了新的解决方案。特别是纳米孔自适应采样技术的出现，有望实现PGT-M和PGT-SR的一体化检测，进一步降低检测成本和时间。
PGT技术的升级迭代离不开高质量的用于上机测序的文库制备，涉及多个实验步骤：单细胞全基因组扩增（WGA）、文库构建、文库定量、文库质检、文库pooling（文库混合）、文库转化甚至是自动化流程的搭建等。翌圣生物作为高通量测序领域的核心酶原料供应商，凭借六大核心技术平台（双向分子酶理性设计与定向进化平台、蛋白高密度发酵与超洁净纯化平台、分子诊断试剂关键原料研发平台等）与多年行业积累的经验，构建了覆盖核酸提取、单细胞全基因组扩增、文库构建、文库定量等全系列产品矩阵，助力科研人员高效开展PGT测序技术的相关研究。
【翌圣·高通量测序·产品选择指南】
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产品类别 |
产品名称 |
货号 |
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磁珠法血液 DNA 提取 |
MolPure® Magnetic Blood DNA Kit 磁珠法血液 DNA 提取试剂盒 |
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MolPure® Mag96 Blood DNA Kit FR 磁珠法96孔血液DNA提取试剂盒FR（预封装） |
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MolPure® Magnetic Spots DNA Kit磁珠法干血斑DNA提取试剂盒 |
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磁珠法FFPE DNA提取 |
MolPure® Magnetic FFPE DNA Kit 磁珠法石蜡包埋组织DNA提取试剂盒（瓶装）V2 |
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磁珠法血浆、血清游离 DNA 提取 |
MolPure® Magnetic Circulating Cell-Free DNA Kit血浆、血清游离DNA提取试剂盒 |
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柱法血液RNA提取 |
MolPure® Blood RNA Kit 血液RNA提取试剂盒 |
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核酸提取仪 |
16通道核酸提取仪 |
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48通道自动化核酸提取仪 |
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96通道自动化核酸提取仪 |
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机械法DNA建库试剂盒 |
Hieff NGS® DNA Library Prep Kit 2.0 机械法DNA建库试剂盒 |
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酶切法DNA建库 |
Hieff NGS® OnePot Pro DNA Library Prep Kit V3/ 兼容Illumina和MGI双平台酶切DNA建库试剂盒V3 |
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多重PCR扩增建库 |
2×Hieff® Multiplex PCR Master Mix for NGS 2×NGS多重PCR预混液 |
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单细胞基因组扩增 |
Hieff NGS® Single Cell/Low Input WGA Kit 单细胞WGA建库试剂盒 |
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DNA酶切法建库试剂盒 |
Hieff NGS® C169P1 OnePot Pro DNA Library Prep Kit（衔接12510ES产物建库试剂盒） |
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RNA建库 |
Hieff NGS® Ultima Dual-mode RNA Library Prep Kit 兼容illumina平台和MGI双平台RNA建库试剂盒 |
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人/小鼠/大鼠核糖体去除 |
Hieff NGS® MaxUp Human rRNA Depletion Kit （rRNA & ITS/ETS）人/小鼠/大鼠核糖体去除试剂盒 |
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人珠蛋白mRNA去除探针 |
Globin mRNA Depletion Probe (Human)/ 人珠蛋白去除探针，需搭配酶法核心试剂使用 |
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建库接头引物 |
Hieff NGS® Stubby UDI Primer Kit for Illumina®（Illumina双端唯一接头，板式接头） |
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建库接头引物 |
Hieff NGS® Unique Dual Barcode Primer Kit for MGI®（MGI平台接头，双端唯一短接头） |
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文库定量 |
1× dsDNA HS Assay Kit |
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DNA纯化与分选磁珠 |
Hieff NGS® DNA selection Beads (Superior Ampure XP alternative)DNA纯化分选磁珠 |
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RNA纯化磁珠 |
Hieff NGS® RNA Cleaner RNA纯化磁珠 |
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三代全长基因组（ONT） |
Hieff® DNA Library Prep Kit for ONT （ONT平台三代建库试剂盒） |
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三代全长转录组（ONT） |
Hieff® LongSeq cDNA Library Prep Kit for CycloneSEQ（三代全长转录组建库试剂盒） |
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Hieff® DNA Endprep&dA-Tail Module for ONT 片段化/末端修复/A尾添加模块 |
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Hieff® Adapter Ligation Module for ONT /马达蛋白连接酶 |
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三代PCR产物（含全长扩增子）建库 |
Hieff® LongSeq Amplicon End repair and Ligation Module（三代PCR产物（含全长扩增子）建库） |
13306ES |
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Hieff® Adapter Ligation Module for ONT /马达蛋白连接酶 |
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三代文库构建配套产品 |
Hieff® DNA Fragmentation Reagent for NanoporeSEQ/ 长片段片段化酶 |
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Hieff NGS® DNA Selection Beads V2 DNA 分选磁珠 V2 |
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Hieff® Native Barcode Kit for ONT |
13317ES~13320ES |
参考文献：
(1) 中国遗传学会遗传咨询分会,中国医师协会医学遗传医师分会生殖遗传学组,出生缺陷防控协同创新共同体,等. 胚胎植入前遗传学检测的遗传咨询专家共识[J]. 中华妇产科杂志,2024,59(12)：899-909.
(2) 刘心蕊,黄色新,高明,等. 胚胎植入前遗传学检测技术质量控制[J]. 中华生殖与避孕杂志,2024,44(07)：696-699.
(3) 中国医师协会生殖医学专业委员会, 中国医师协会医学遗传医师分会. 单基因病胚胎着床前遗传学检测专家共识 [J] . 中华生殖与避孕杂志, 2021, 41(6) : 477-485.
(4) del Arco de la Paz, A.; Giménez-Rodríguez, C.; Selntigia, A.; Meseguer, M.; Galliano, D. Advancements and Challenges in Preimplantation Genetic Testing for Aneuploidies: In the Pathway to Non-Invasive Techniques. Genes 2024, 15, 1613.
(5) 高通量基因测序植入前胚胎遗传学诊断和筛查技术规范(试行)
