胚胎活检结果为嵌合体的囊胚中减数分裂错误相关的危险因素

Risk factors associated with meiotic errors in blastocysts with mosaic results on biopsy

作者信息Jialiu Liu, Bing Cai, Yan Xu, Jing Wang, Xixiong Ai, Yanhong Zeng, Jing Guo, Rong Li, Jiafu Pan, Chenhui Ding, Yuanlin Ma, Fang Gu, Yi Zhou, Sijia Lu, Jieliang Ma, Cheng Wan, Jia Fei, Jiucheng Chen, Bingjie Lu, Haoting Zhang, Canquan Zhou, Yanwen Xu
PMID42583645
发布时间2026-07-24
DOI10.1093/hropen/hoag067

实验完整度

包含大规模回顾性队列、前瞻性MET对照研究、单细胞DNA测序验证及产前产后遗传学验证,多个独立证据层级。

主要模型

391枚活检结果为嵌合体的囊胚(回顾性队列) 96例有丝分裂错误嵌合胚胎移植(MET)及288例匹配的整倍体胚胎移植(前瞻性队列) 7枚捐赠囊胚(单细胞测序分析) 单细胞混合模型(淋巴细胞和异常细胞系)

重点核对

SGNA. 391枚嵌合囊胚的PGT-AO分析,确定亲本和细胞分裂起源 SGNA. 96例MET与288例匹配整倍体移植的妊娠结局比较,匹配因素包括母亲年龄、BMI等 SGNA. 7枚囊胚的314个单细胞DNA测序,验证实际嵌合水平 SGNA. 产前/产后CMA和FISH验证,包括脐带血和胎盘样本

摘要

研究问题:活检结果为嵌合体的囊胚中与减数分裂错误相关的危险因素是什么? 总结答案:在活检结果为嵌合体的囊胚中,有3.9%被鉴定出减数分裂错误,并且与高比例嵌合、母源起源和母亲高龄相关。 已知信息:染色体嵌合体主要源于受精后有丝分裂错误,但也有一些罕见事件来自被拯救的减数分裂错误。胚胎植入前非整倍体起源检测(PGT-AO)可以区分减数分裂错误和有丝分裂错误;然而,PGT-AO的临床价值仍有待探索。 研究设计、规模、持续时间:一项回顾性队列研究,分析了来自中国某大学附属生育中心2020年1月至2024年12月期间391枚活检结果为嵌合体的囊胚,通过PGT-AO进行分析。探讨了活检结果为嵌合体的囊胚中与减数分裂错误相关的危险因素。将96例移植有丝分裂错误胚胎的嵌合体胚胎移植(MET)后的妊娠结局与288例匹配的整倍体胚胎移植后的结局进行比较。此外,分离了7枚捐赠囊胚进行单细胞DNA测序。 参与者/材料、设置、方法:从8932枚囊胚中通过单核苷酸多态性(SNP)阵列检测出391枚整倍体-非整倍体嵌合体囊胚,分析其亲本起源和细胞分裂起源。在前瞻性研究中,使用倾向评分匹配按1:3比例匹配,比较了有丝分裂错误胚胎的MET与匹配的整倍体胚胎移植后的妊娠结局。主要结局是MET(涉及有丝分裂错误)的活产/持续妊娠率(LB/OPR)。采用多因素logistic回归分析评估妊娠结局的危险因素。产前和胎盘样本通过SNP阵列和/或FISH进行遗传验证。对7枚捐赠囊胚(4枚高比例嵌合、2枚减数分裂非整倍体、1枚低比例嵌合)分离的314个细胞进行单细胞DNA测序,以评估实际嵌合水平。在单细胞水平全面评估囊胚的染色体组成,并评估与初始PGT-A结果的一致性。 主要结果和机会的作用:建立并验证了一个基于SNP的嵌合量化平台,使用不同倍性单细胞混合物模拟临床嵌合样本。在回顾性队列中,391枚整倍体-非整倍体嵌合囊胚中有384枚成功确定了错误起源。总体减数分裂错误率仅为3.9%(15/384)。在高龄女性的嵌合囊胚中,减数分裂错误占9.6%,显著高于年轻女性的3.0%(OR = 3.43,95% CI 1.12–10.46;P = 0.039)。此外,高比例嵌合囊胚中减数分裂错误占7.2%(10/139),而低比例嵌合囊胚中占2.0%(5/245)(OR = 3.72,95% CI 1.25–11.12;P = 0.012)。母源起源的嵌合体囊胚中减数分裂错误率也显著高于父源起源者(8.9%对0.4%,OR = 21.66;P < 0.001)。MET和整倍体胚胎移植的临床结局相当,LB/OPR无显著差异(47.9%对52.8%,P = 0.409)。对有丝分裂错误的高比例嵌合捐赠囊胚进行单细胞测序显示,嵌合水平高度可变,初始嵌合异常在单细胞水平的重复率为8.7%至100%。 大数据:由于患者的个人隐私,数据不公开。 局限性,注意事项:内在技术噪音无法与PGT-AO平台中的真实嵌合体完全区分。MET队列样本量有限,只有少数病例进行了产前/产后遗传验证。在单细胞研究中,验证的胚胎数量相对较少,并且拷贝数变异(CNV)检测阈值为10 Mb,可能导致低于10 Mb的CNV被低估。 研究结果的更广泛影响:PGT-AO分析显示,人类活检结果为嵌合体的囊胚中减数分裂错误的发生率较低。建议在PGT周期中对高龄患者、高比例嵌合胚胎和母源起源嵌合胚胎使用PGT-AO。 资助:本研究得到国家重点研发计划(No. 2023YFC2705503)、国家自然科学基金(No. 82071716)、广东省自然科学基金(No. 2025A1515010982)、广州市重点临床技术(No. 2023P-ZD19)和广东省医学科研基金(No. A2025203)的资助。 披露:所有作者声明无利益冲突。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
哪些因素与活检结果为嵌合体的囊胚中的减数分裂错误相关?
核心机制
大多数嵌合体源于受精后有丝分裂错误,少数(3.9%)源于减数分裂错误,且母源起源、高比例嵌合和高龄增加减数分裂错误风险。
主要证据
基于391枚嵌合囊胚的PGT-AO分析,发现减数分裂错误与高龄(OR=3.43)、高比例嵌合(OR=3.72)和母源起源(OR=21.66)相关;96例MET妊娠结局与整倍体移植相当;单细胞测序显示有丝分裂错误嵌合体实际水平可变。
研究意义
研究结果支持PGT-AO在嵌合胚胎风险评估和胚胎选择中的临床应用,建议对高龄、高比例嵌合和母源起源嵌合胚胎进行PGT-AO分析,并强调MET后仍需产前诊断。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立并验证SNP嵌合量化平台

验证基于SNP阵列的嵌合量化方法的准确性。

使用不同比例的母亲和儿子淋巴细胞混合物(10细胞样本)及异常细胞系混合物建立模型,通过SNP阵列和NGS比较检测嵌合水平。

2

PGT-AO分析391枚嵌合囊胚的起源

确定嵌合囊胚中染色体异常的亲本和细胞分裂起源。

对391枚嵌合囊胚进行PGT-AO分析,基于SNP基因型和CN信息推断起源。

3

评估MET的妊娠结局

比较有丝分裂错误嵌合胚胎移植与整倍体胚胎移植的临床结局。

对96例MET(有丝分裂错误)和288例匹配的整倍体移植进行前瞻性比较,通过倾向评分匹配控制混杂因素。

4

单细胞DNA测序验证嵌合体

评估嵌合体在单细胞水平上的真实程度。

对7枚捐赠囊胚(4枚高比例嵌合、2枚减数分裂非整倍体、1枚低比例嵌合)分离ICM和TE细胞进行单细胞DNA测序。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Human CytoSNP-12/Karyomap-12 芯片Illumina--
iScan扫描仪Illumina--
GenomeStudio软件Illumina--
REPLI-g 单细胞WGA试剂盒Qiagen--
TGuide 血液基因组DNA提取试剂盒TIANGEN--
Ficoll分离液Solarbio--
ChromInst文库制备试剂盒Yikon Genomics--
NextSeq 550测序仪Illumina--
FISH探针CytoCell--
SPSS 26.0软件IBM--
R 4.3.3----
Zstats v1.0----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
PGT-AO分析
嵌合体定义阈值(30-70%)、高比例嵌合阈值(≥50%)、母源/父源起源判定方法、样本纳入排除标准(排除>3条染色体嵌合或call rate<0.90)
阅读提示:材料和方法中的'SNP array platform and CN analysis'和'PGT-AO and validation of the PGT-AO results'
MET妊娠结局比较
倾向评分匹配的变量(母亲年龄、BMI等)、匹配比例1:3、卡尺宽度0.2、MET组和对照组样本量(96 vs 288)
阅读提示:材料和方法中的'Prospective study of METs'
单细胞DNA测序
单细胞分离方法(ICM/TE分离)、测序平台(NextSeq 550)、CNV检测阈值(10Mb)、纳入胚胎类型(高/低比例嵌合、减数分裂非整倍体)
阅读提示:材料和方法中的'Single-cell DNA sequencing of blastocysts'和表4
产前/产后遗传验证
CMA和FISH进行染色体核型分析、样本来源(脐带血、胎盘、流产组织)
阅读提示:材料和方法中的'Prospective study of METs'中的遗传验证部分和表3