一种鉴别染色体平衡易位携带胚胎和正常胚胎的方法技术

本发明专利技术属于遗传诊断和人类辅助生殖领域，更具体地说，涉及胚胎植入前诊断技术(PGD)。根据本发明专利技术所述方法，针对染色体平衡易位(包括相互易位和罗伯逊易位)的患者及其配偶、体外授精后的胚胎和易位携带者亲属的染色体进行家系单体型连锁分析，能快速、简便、准确地区分出染色体平衡易位的胚胎和染色体正常的胚胎，并同时对胚胎的染色体拷贝数变异进行筛查，提高临床妊娠率，实现在胚胎移植前及时阻断染色体平衡易位向下一代的遗传传递。一定程度上推动了人类辅助生殖技术的发展进步。

A method of identifying a balanced translocation of chromosomes, carrying embryos and normal embryos

The present invention belongs to the field of genetic diagnosis and human assisted reproduction, and more particularly relates to preimplantation diagnostic technology (PGD). According to the method of the invention, the balanced chromosomal translocation (including reciprocal translocation and translocation Robertson) patients and their spouses, after in vitro fertilization embryo and translocation chromosomes were relatives of haplotype linkage analysis of pedigrees, rapid, simple and accurate in the embryonic chromosomal translocation of embryonic and normal chromosome, and at the same time of embryonic chromosomal copy number variation screening, improve the clinical pregnancy rate in embryo, in time to block the transfer of genetic balance translocation of next generation. To some extent, it has promoted the development and progress of human assisted reproductive technology.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于基因诊断和人类辅助生殖领域，具体而言，涉及胚胎植入前诊断技术(PGD)，是一种能够鉴别胚胎是否携带亲本平衡易位染色体遗传信息的单体型连锁分析方法。
技术介绍
染色体平衡易位是一种常见的染色体结构变异，是由于不同染色体的断裂部分发生错误拼接而造成的染色体异常。正常人群中大概有0.19％的发生率，在反复流产或者反复IVF种植失败的患者中发生的概率约为5％。尽管平衡易位携带者一般情况无异常表型，但是其原始生殖细胞减数分裂产生的配子中有高达19％-77％为不平衡型的配子，这与染色体易位的断裂点和发生易位的具体染色体有关。染色体的四价体结构，通常发生在细胞减数分裂I期，由易位的两条染色体和与其对应的两条正常的同源染色体配对产生。这种四价结构通常的形式有2:2，3:1或者4:0三种分离模式。只有在2:2的模式下，对位分离模式能产生正常或者平衡的配子，其他的分离模式均产生非平衡类型的配子。非平衡的配子会导致不孕，反复流产，或者生育智力障碍或其他先天异常的后代。PGD即“胚胎移植入诊断技术”最早由HandysideAH首先成功应用于临床，最初的PGD技术使用PCR或FISH方法检测性别，帮助有风险生育血友病A、进行性肌营养不良等X连锁遗传病后代的夫妇妊娠分娩出正常女婴；2006年来，有研究者通过选择与致病基因在染色体的位置上紧密连锁的STR标记位点来诊断胚胎是否遗传了致病基因，进行单基因疾病的胚胎植入前诊断，该方法又被称为植入前遗传学单倍型分析(preimplantationgenetichaplotyping，PGH)。PGD技术由于可以在染色体平衡易位的患者中筛查出没有染色体大片段异常的健康胚胎，提高临床妊娠率，在辅助生殖领域得到广泛的应用。对于具有已知的染色体平衡易位的夫妇，基于荧光原位杂交(FISH)的PGD最早用来筛选出不平衡的胚胎，但是由于FISH技术在细胞固定和信号读取方面的技术限制，会影响结果解读的精确性。近年来，基因芯片技术和测序技术由于其能对23对染色体全面进行筛查的优点被广泛应用于各个生殖中心，提高了临床妊娠率。但是尽管如此，这些传统的PGD技术只能对胚胎的拷贝数变异进行检测。到目前，已有一些关于鉴别染色体平衡易位携带胚胎和完全正常胚胎的文章报道。最初，研究者针对染色体易位断裂点设计特跨断裂点的特异性FISH探针，可用于区别染色体正常和平衡易位的胚胎，虽然该方法有一定的可行性，但方法设计复杂、耗时很难在临床工作中得到应用。近期，Treff等人的研究则采用了基于SNP芯片技术，以易位携带者夫妇双方和不平衡胚胎为参照，通过构建断裂点5Mb之内的单体型进行鉴别，可以鉴定染色体相互易位的携带者胚胎的染色体状况。另有研究小组专利技术了一种MicroSeq-PGD的技术，通过结合染色体易位断裂点显微切割技术和NGS，检测出易位断裂点附近的DNA的序列，从而区别正常的胚胎和平衡易位的胚胎。但是，上述方法都存在下述缺陷：1)方法技术流程都非常复杂，耗时较长；2)无法判断断裂点区域的同源重组情况；3)不适用于罗伯逊易位的携带者。可见，现有技术中仍然缺乏能够准确、快速应用于临床的鉴别染色体平衡易位(相互易位和罗伯逊易位)胚胎的辅助生殖技术。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术建立了一种基于全基因组大规模SNP基因分型结果进行胚胎植入前单体型分析(PGH)的方法。根据本专利技术所述方法，针对染色体平衡易位(包括相互易位和罗伯逊易位)的患者及其配偶、体外授精后的胚胎和易位携带者亲属的染色体进行家系单体型连锁分析，能快速、简便、准确地区分出染色体平衡易位的胚胎和染色体正常的胚胎，并同时对胚胎的染色体拷贝数变异进行筛查，提高临床妊娠率，能够在体外受精的胚胎植入前及时区分携带平衡易位染色体的胚胎和正常染色体的胚胎，从而优先移植染色体完全正常的胚胎，及时阻断染色体平衡易位遗传给下一代。一定程度上推动了人类辅助生殖技术的发展进步。本专利技术的具体技术方案如下：本专利技术提供了一种用于鉴别染色体平衡易位携带胚胎和染色体完全正常胚胎的家系单体型构建方法，包含以下步骤：1)样本基因分型：将染色体平衡易位携带者夫妇双方、至少一名携带者亲属和染色体平衡易位携带者夫妇体外受精胚胎进行大规模SNP基因型检测；携带者亲属可为与携带者具有相同平衡易位的亲属，也可为染色体正常的亲属；2)确定信息SNPs位点：信息SNPs的选择标准为：在染色体平衡易位携带者中为杂合型，在其配偶中为纯合型，并且在携带者亲属中也是纯合型的SNP位点；选择覆盖染色体易位断裂点、易位染色体和与其相对应的正常的同源染色体上的信息SNPs，染色体每Mb范围内至少选择1个信息SNP；在覆盖断裂点区域，信息SNPs从断裂点上下游1‐5Mb范围内选择；3)构建家系单体型：集合步骤2)确定的信息SNPs位点通过家系连锁分析得到覆盖两处断裂区域、易位染色体整条染色体及其同源染色体的整条染色体的单体型，不同染色体单体型的集合称为家系单体型。本专利技术提供了一种鉴别染色体平衡易位携带胚胎和染色体完全正常胚胎的PGH方法，包含以下步骤：1)样本基因分型将染色体平衡易位携带者夫妇双方、至少一名携带者亲属和携带者夫妇体外受精胚胎进行大规模SNP基因型检测；携带者亲属可为与携带者具有相同平衡易位的亲属，也可为染色体正常的亲属；将染色体平衡易位携带者夫妇双方、携带者亲属称为参照样本，携带者夫妇体外受精胚胎称为待定样本；2)确定信息SNPs位点信息SNPs的选择标准为：在染色体平衡易位携带者中为杂合型，在其配偶中为纯合型，并且在携带者亲属中也是纯合型的SNP位点；选择覆盖染色体易位断裂点、易位染色体和与其相对应的正常的同源染色体上的信息SNPs，染色体每Mb范围内至少选择1个信息SNP；在覆盖染色体易位断裂点区域，信息SNPs从染色体易位断裂点上下游1‐5Mb范围内选择；3)构建家系单体型集合步骤2)确定的信息SNPs位点通过家系连锁分析得到覆盖两处断裂区域、易位染色体整条染色体及其同源染色体的整条染色体的单体型，不同染色体单体型的集合称为家系单体型；4)数据收集和分析将待定样本中染色体易位断裂点区域的单体型信息和参照样本的染色体单体型信息进行比对，通过整条染色体的单体型判断染色体易位断裂点区域是否发生了同源重组：i)当以与携带者具有相同平衡易位的亲属为参照时：a.若待定样本染色体易位断裂点区域没有发生重组，当待定样本断裂点区域单体型信息和参照样本中染色体平衡易位携带者以及与携带者具有相同平衡易位的亲属的单体型信息一致时，则为平衡易位携带胚胎；当待定样本断裂点区域单体型信息与参照样本中染色体平衡易位携带者单体型信息一致，但与携带者具有相同平衡易位的亲属的单体型信息不一致时，则为染色体完全正常的胚胎；b.若待定样本染色体易位断裂点区域发生了同源重组，则平衡易位携带或染色体完全正常胚胎的判断标准与a相反；ii)当以染色体正常的亲属为参照时：a.若待定样本染色体易位断裂点区域没有发生重组，当待定样本断裂点区域单体型信息和参照样本中染色体平衡易位携带者以及与携带者的染色体正常的亲属的单体型信息一致时，则为染色体完全正常的胚胎；当待定样本断裂点区域单体型信息与参照样本中染色体平衡易位携带者单体型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于鉴别染色体平衡易位携带胚胎和染色体完全正常胚胎的家系单体型构建方法，其特征在于，包含以下步骤：1)样本基因分型：将染色体平衡易位携带者夫妇双方、至少一名携带者亲属和染色体平衡易位携带者夫妇体外受精胚胎进行大规模SNP基因型检测；携带者亲属可为与携带者具有相同平衡易位的亲属，也可为染色体正常的亲属；2)确定信息SNPs位点：信息SNPs的选择标准为：在染色体平衡易位携带者中为杂合型，在其配偶中为纯合型，并且在携带者亲属中也是纯合型的SNP位点；选择覆盖染色体易位断裂点、易位染色体和与其相对应的正常的同源染色体上的信息SNPs，染色体每Mb范围内至少选择1个信息SNP；在覆盖断裂点区域，信息SNPs从断裂点上下游1‐5Mb范围内选择；3)构建家系单体型：集合步骤2)确定的信息SNPs位点通过家系连锁分析得到覆盖两处断裂区域、易位染色体整条染色体及其同源染色体的整条染色体的单体型，不同染色体单体型的集合称为家系单体型。

【技术特征摘要】
1.一种用于鉴别染色体平衡易位携带胚胎和染色体完全正常胚胎的家系单体型构建方法，其特征在于，包含以下步骤：1)样本基因分型：将染色体平衡易位携带者夫妇双方、至少一名携带者亲属和染色体平衡易位携带者夫妇体外受精胚胎进行大规模SNP基因型检测；携带者亲属可为与携带者具有相同平衡易位的亲属，也可为染色体正常的亲属；2)确定信息SNPs位点：信息SNPs的选择标准为：在染色体平衡易位携带者中为杂合型，在其配偶中为纯合型，并且在携带者亲属中也是纯合型的SNP位点；选择覆盖染色体易位断裂点、易位染色体和与其相对应的正常的同源染色体上的信息SNPs，染色体每Mb范围内至少选择1个信息SNP；在覆盖断裂点区域，信息SNPs从断裂点上下游1‐5Mb范围内选择；3)构建家系单体型：集合步骤2)确定的信息SNPs位点通过家系连锁分析得到覆盖两处断裂区域、易位染色体整条染色体及其同源染色体的整条染色体的单体型，不同染色体单体型的集合称为家系单体型。2.一种鉴别染色体平衡易位携带胚胎和染色体完全正常胚胎的PGH方法，其特征在于，包含以下步骤：1)样本基因分型将染色体平衡易位携带者夫妇双方、至少一名携带者亲属和携带者夫妇体外受精胚胎进行大规模SNP基因型检测；携带者亲属可为与携带者具有相同平衡易位的亲属，也可为染色体正常的亲属；将染色体平衡易位携带者夫妇双方、携带者亲属称为参照样本，携带者夫妇体外受精胚胎称为待定样本；2)确定信息SNPs位点信息SNPs的选择标准为：在染色体平衡易位携带者中为杂合型，在其配偶中为纯合型，并且在携带者亲属中也是纯合型的SNP位点；选择覆盖染色体易位断裂点、易位染色体和与其相对应的正常的同源染色体上的信息SNPs，染色体每Mb范围内至少选择1个信息SNP；在覆盖染色体易位断裂点区域，信息SNPs从染色体易位断裂点上下游1‐5Mb范围内选择；3)构建家系单体型集合步骤2)确定的信息SNPs位点通过家系连锁分析得到覆盖两处断裂区域、易位染色体整条染色体及其同源染色体的整条染色体的单体型，不同染色体单体型的集合称为家系单体型；4)数据收集和分析将待定样本中染色体易位断裂点区域的单体型信息和参照样本的单体型信息进行比对，通过整条染色体的单体型判断染色体易位断裂点区域是否发生了同源重组：i)当以与携带者具有相同平衡易位的亲属为参照时：a.若待定样本染色体易位断裂点区域没有发生重组，当待定样本断裂点区域单体型信息和参照样本中染色体平衡易位携带者以及与携带者具有相同平衡易位的亲属的单体型信息一致时，则为平衡易位携带胚胎；当待定样本断裂点区域单体型信息与参照样本中染色体平衡易位携带者单体型信息一致，但与携带相同平衡易位的携带者亲属的单体型信息不一致时，则为染色体完全正常的胚胎；b.若待定样本染色体易位断裂点区域发生了同源重组，则平衡易位携带或染色体完全正常胚胎的判断标准与a相反；ii)当以染色体正常的亲属为参照时：a.若待定样本染色体易位断裂点区域没有发生重组，当待定样本断裂点区域单体型信息和参照样本中染色体平衡易位携带者以及与携带者的染色体正常的亲属的单体型信息一致时，则为染色体完全正常的胚胎；当待定样本断裂点区域单体型信息与参照样本中染色体平衡易位携带者单体型信息一致，但与携带者的染色体正常的亲属的单体型信息不一致时，则为平衡易位携带胚胎；b.若待定样本染色体易位断裂点区域发生了同源重组，则平衡易位携带或染色体完全正常胚胎的判断标准与a相反。3.如权利要求1或2所述方法，其特征在于，步骤1)所述大规模SNP基因型检测覆盖23对染色体；大规模SNP基...

【专利技术属性】
技术研发人员：张硕，张月萍，卢大儒，
申请(专利权)人：上海集爱遗传与不育诊疗中心，复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海;31