一种鉴别胚胎染色体倒位携带状态的方法技术

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，涉及胚胎植入前遗传学检测技术(PGT)。根据本发明专利技术所述方法，针对染色体倒位的患者及其配偶、体外授精后的胚胎和倒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倒位携带型的胚胎和染色体正常型的胚胎，优先移植染色体正常型的胚胎，实现在胚胎移植前及时阻断染色体倒位向下一代的遗传传递，对于促进人口优生优育、降低出生缺陷及改善人类生殖健康具有重要意义，一定程度上推动了人类辅助生殖技术的发展进步。

【技术实现步骤摘要】
一种鉴别胚胎染色体倒位携带状态的方法
本专利技术属于基因诊断和人类辅助生殖领域，具体而言，涉及胚胎植入前检测技术(PGT)，是一种能够鉴别胚胎是否携带亲本倒位染色体的单体型连锁分析方法。
技术介绍
染色体倒位是指染色体发生两次断裂后，产生的两断点之间染色体片段倒转180°后重新连接，包括臂内倒位及臂间倒位，倒位没有遗传物质的丢失。在中国不孕不育及不良妊娠史患者中染色体倒位发生率约为0.96-1.10％。尽管染色体倒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会产生大量的异常配子，原始生殖细胞在细胞减数分裂I期，由倒位的染色体和与其对应的正常的同源染色体配对形成倒位环，会产生6种不同类型的配子，其中1种为完全正常型，1种为倒位携带型，其余均为异常型。研究表明染色体倒位会引起不孕不育、胚胎停育、胎儿发育异常等临床表型。染色体倒位患者往往会求助于辅助生殖技术，通过胚胎植入前遗传学检测(PreimplantationGeneticTesting，PGT)方法筛选正常胚胎进行植入，从而提高妊娠率。PGT技术可以在染色体倒位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。目前国内外实现PGT的技术主要有荧光原位杂交技术(FISH)、微阵列-比较基因组杂交技术(array-CGH)，微阵列单核苷酸多态(SNP-array)和下一代测序(NGS)技术等。但是尽管如此，这些传统的PGT技术只能对胚胎的拷贝数变异进行检测。到目前，没有任何关于鉴别胚胎染色体倒位携带状态的文章报道，现有技术还不能够准确区分染色体倒位携带型胚胎和完全正常型胚胎。而目前的技术主要是集中在筛查整倍性或大片段的拷贝数变异层面，不能对倒位患者的胚胎是染色体倒位携带型或完全正常型做进一步诊断，所有二倍体胚胎中理论上有50％的概率为染色体倒位携带。如果生育的胎儿仍然为染色体倒位携带者，那么其接下来可能会面临着同样的生育问题，给患者夫妻双方甚至整个家庭在精神上仍然有很大的潜在无形压力。最理想方案为通过胚胎植入前分析能够鉴别染色体倒位携带型胚胎及完全正常型胚胎，优先移植“完全正常型”胚胎，实现在胚胎移植前及时阻断染色体倒位向下一代的遗传传递，不仅具有重要的临床意义，更有利于缓解病人的生育压力，最大程度满足病人治疗需求，提高病人就医满意度，很大程度上提高了医疗服务质量水平。因此，探索一种应用简便、省时、高效，能够准确鉴别染色体倒位携带型胚胎及正常型胚胎的策略是我们急需解决的一个重要科学临床问题，从而实现精准医学治疗。
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，能够在体外受精的胚胎移植入前及时区分携带倒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，及时阻断染色体倒位遗传给下一代。本专利技术的具体技术方案如下：本专利技术提供了一种鉴别胚胎染色体倒位携带状态的方法，包含以下步骤：(1)样本基因分型将染色体倒位携带者夫妇双方、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倒位的亲属，也可为染色体正常的亲属；将染色体倒位携带者夫妇双方、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：选择覆盖染色体倒位断裂点区域、整条倒位染色体、和与其相对应的正常的同源染色体上的信息SNPs；所述信息SNPs是在染色体倒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；所述染色体倒位断裂点区域是指断裂点上下游5-30Mb范围内；染色体每Mb范围内至少选择1个信息SNP；(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该家系覆盖倒位断裂点区域、倒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，上述染色体单体型的集合即为家系单体型；(4)数据收集和分析将待定样本中的染色体单体型信息和参照样本的单体型信息(即家系单体型)进行比对，通过整条染色体的单体型判断染色体倒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倒位的亲属为参照时：a.若待定样本染色体倒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倒位携带者以及与携带者具有相同倒位的亲属的单体型信息一致时，则为倒位携带胚胎；当待定样本倒位染色体断裂点区域单体型信息与参照样本中染色体倒位携带者单体型信息一致，但与携带相同倒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.若待定样本染色体倒位断裂点区域发生了同源重组，则倒位携带或染色体完全正常胚胎的判断规则为：当只有其中1个断裂点区域的一端或两端发生同源重组，则判断规则与a相同；当2个断裂点区域中均仅有一端发生同源重组，则判断规则与a相同；当2个断裂点区域的两端均发生同源重组，则判断结果与a相反；所述染色体倒位断裂点区域是指断裂点上下游5-30Mb范围；优选的，所述染色体倒位断裂点区域是指断裂点上下游5-20Mb范围内；更优选的，所述染色体倒位断裂点区域是指断裂点上下游5-10Mb范围内；同源重组片段覆盖染色体倒位断裂点或同源重组片段自染色体倒位断裂点起始。ii)当以染色体正常的亲属为参照时：a.若待定样本染色体倒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倒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；当待定样本倒位染色体断裂点区域单体型信息与参照样本中染色体倒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，则为倒位携带胚胎；b.若待定样本染色体倒位断裂点区域发生了同源重组，则倒位携带或染色体完全正常胚胎的判断规则为：当只有其中1个断裂点区域的一端或两端发生同源重组，则判断规则与a相同；当2个断裂点区域中均仅有一端发生同源重组，则判断规则与a相同；当2个断裂点区域的两端均发生同源重组，则判断结果与a相反，所述染色体倒位断裂点区域是指断裂点上下游5-30Mb范围；优选的，所述染色体倒位断裂点区域是指断裂点上下游5-20Mb范围内；更优选的，所述染色体倒位断裂点区域是指断裂点上下游5-10Mb范围内；同源重组片段覆盖染色体倒位断裂点或同源重组片段自染色体倒位断裂点起始。本专利技术还提供了一种用于鉴别胚胎染色体倒位携带状态的家系单体型的构建方法，包含以下步骤：(1)样本基因分型：将染色体倒位携带者夫妇双方和至少一名携带者亲属进行大规模SNP基因型检测；携带者亲属可为与携带者具有相同染色体倒位的亲属，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：选择覆盖染色体倒位断裂点区域、整条倒位染色体、和与其相对应的正常的同源染色体上的信息SNPs；所述信息SNPs是在染色体倒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；所述染色体倒位断裂点区域是指断裂点上下游5-30Mb范围内；染色体每Mb范围内至少选择1个信息SNP；(3)构建家系单体型：集合步骤(2)确定的信息SNPs位点，通过家系连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于鉴别胚胎染色体倒位携带状态的家系单体型的构建方法，其特征在于，包含以下步骤：1)样本基因分型：将染色体倒位携带者夫妇双方和至少一名携带者亲属进行大规模SNP基因型检测；携带者亲属可为与携带者具有相同染色体倒位的亲属，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：选择覆盖染色体倒位断裂点区域、整条倒位染色体、和与其相对应的正常的同源染色体上的信息SNPs；所述信息SNPs是在染色体倒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是纯合型的SNP位点；所述染色体倒位断裂点区域是指断裂点上下游5‑30Mb范围内；染色体每Mb范围内至少选择1个信息SNP；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该家系覆盖倒位断裂点区域、倒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，上述染色体单体型的集合即为家系单体型。

【技术特征摘要】
1.一种用于鉴别胚胎染色体倒位携带状态的家系单体型的构建方法，其特征在于，包含以下步骤：1)样本基因分型：将染色体倒位携带者夫妇双方和至少一名携带者亲属进行大规模SNP基因型检测；携带者亲属可为与携带者具有相同染色体倒位的亲属，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：选择覆盖染色体倒位断裂点区域、整条倒位染色体、和与其相对应的正常的同源染色体上的信息SNPs；所述信息SNPs是在染色体倒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是纯合型的SNP位点；所述染色体倒位断裂点区域是指断裂点上下游5-30Mb范围内；染色体每Mb范围内至少选择1个信息SNP；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该家系覆盖倒位断裂点区域、倒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，上述染色体单体型的集合即为家系单体型。2.根据权利要求1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。3.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，所述大规模SNP基因型检测采用基因芯片或基因测序方法。4.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，步骤2)中在染色体倒位断裂点区域，所述信息SNPs从染色体倒位断裂点上下游5-20Mb范围内选择；更优选从断裂点上下游5-10Mb范围内选择；优选的，所述染色体倒位断裂点区域是指断裂点上下游5-20Mb范围内；更优选的，所述染色体倒位断裂点区域是指断裂点上下游5-10Mb范围内；更优选的，染色体每Mb范围内至少选择2、3、4、5、6、7、8、9或10个信息SNPs。5.一种用于鉴别胚胎染色体倒位携带状态的家系单体型的构建系统，所述系统包含能够计算处理样本数据的软件、和用于承载上述软件的硬件，其特征在于，1)所述系统还包含储存有染色体倒位携带者夫妇双方和至少一名携带者亲属进行大规模SNP基因型检测的基因分型数据的硬件；倒位携带者亲属可为与携带者具有相同染色体倒位的亲属，也可为染色体正常的亲属；将染色体倒位携带者夫妇双方、携带者亲属称为参照样本；2)所述软件根据下述规则确定信息SNPs位点：选择覆盖染色体倒位断裂点区域、整条倒位染色体、和与其相对应的正常的同源染色体上的信息SNPs；所述信息SNPs是在染色体倒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是纯合型的SNP位点；所述染色体倒位断裂点区域是指断裂点上下游5-30Mb范围内；染色体每Mb范围内至少选择1个信息SNP；3)所述软件依照下述原则构建家系单体型：集合步骤2)确定的信息SNPs位点，通过家系连锁分析得到该家系覆盖倒位断裂点区域、倒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，上述染色体单体型的集合即为家系单体型。6.一种用于鉴别胚胎染色体倒位携带状态的系统，所述系统包含能够计算处理样本数据的软件、和用于承载上述软件的硬件，其特征在于，1)所述系统还包含储存有染色体倒位携带者夫妇双方、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基因型检测的基因分型数据的硬件；携带者亲属可为与携带者具有相同染色体倒位的亲属，也可为染色体正常的亲属；将染色体倒位携带者夫妇双方、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)所述软件根据下述规则确定信息SNPs位点：选择覆盖染色体倒位断裂点区域、整条倒位染色体、和与其相对应的正常的同...

【专利技术属性】
技术研发人员：张硕，雷彩霞，张月萍，孙晓溪，徐丛剑，
申请(专利权)人：复旦大学附属妇产科医院，上海集爱遗传与不育诊疗中心有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31