美國時(shí)間12月28日，《PNAS》雜志在線發(fā)表了植入前胚胎遺傳學(xué)診斷的新成果，該研究由北京大學(xué)謝曉亮、喬杰、湯富酬團(tuán)隊(duì)引領(lǐng)，首次在國際上建立了一種在早期胚胎階段對(duì)各種單基因遺傳疾病和染色體疾病同時(shí)進(jìn)行精確診斷、以避免遺傳病患兒出生的全新的植入前胚胎遺傳學(xué)診斷方法MARSALA (mutated allele revealed by sequencing with aneuploidy and linkage analyses，高通量測序同時(shí)檢測突變位點(diǎn)、染色體異常、以及連鎖分析)。
MARSALA技術(shù)關(guān)鍵的創(chuàng)新點(diǎn)是在單細(xì)胞水平上，通過一步高通量測序即可檢測致病基因突變位點(diǎn)和全基因組范圍染色體異常，同時(shí)完成高精度連鎖分析，全面提高診斷的覆蓋面和精準(zhǔn)性。該技術(shù)主要有以下幾個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)：精度高、分析全面；能夠進(jìn)行多重校驗(yàn)；成本低；操作方便；對(duì)各種遺傳病患者家屬的兼并性高。
美國科學(xué)院院士、哈佛大學(xué)教授謝曉亮介紹說，已利用MARSALA技術(shù)成功幫助兩個(gè)病例，一個(gè)是常染色體顯性遺傳疾病，單個(gè)堿基缺失導(dǎo)致突變，引起多發(fā)性骨軟骨瘤的發(fā)生，其后代無論男孩女孩均有50%患病風(fēng)險(xiǎn);另一例是發(fā)生在x染色體上的隱性遺傳疾病，單個(gè)堿基發(fā)生替換突變，男孩攜帶突變位點(diǎn)即患病，造成外胚層發(fā)育不良，無毛發(fā)、牙齒及汗腺，其后代男孩有50%幾率患病，女孩有50%幾率成為攜帶者。經(jīng)過MARSALA技術(shù)篩選后，這兩對(duì)夫婦均已得到健康的后代。
單細(xì)胞測序?yàn)镻GD/PGS提供了有力的工具
單細(xì)胞全基因組測序技術(shù)是在單細(xì)胞水平對(duì)全基因組進(jìn)行擴(kuò)增與測序的一項(xiàng)新技術(shù)，其原理是將分離的單個(gè)細(xì)胞的微量全基因組DNA進(jìn)行擴(kuò)增，獲得高覆蓋率的完整基因組后進(jìn)行高通量測序。2011年，《自然方法》雜志( Nature Methods )將單細(xì)胞測序列為年度值得期待的技術(shù)之一，2013年，《科學(xué)》雜志(Science)將單細(xì)胞測序列為年度最值得關(guān)注的六大領(lǐng)域榜首。單細(xì)胞測序技術(shù)出現(xiàn)以后，就被迅速應(yīng)用到生殖醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，為人們研究人類胚胎發(fā)育、獲知全部基因組信息提供了有力的工具。
談及單細(xì)胞，想到的必然是謝曉亮教授，謝曉亮教授是我國單細(xì)胞測序領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物，今年9月10日于《PNAS》雜志發(fā)表了單細(xì)胞測序技術(shù)新成果，他們開發(fā)出了一種基于乳液的擴(kuò)增方法來抑制擴(kuò)增偏移檢測單細(xì)胞拷貝數(shù)變異(CNV)，同時(shí)以高精確度檢測單核苷酸變異(SNV)。這一方法能夠與各種擴(kuò)增實(shí)驗(yàn)方案包括廣泛使用的多重置換擴(kuò)增(MDA)相兼容。
另外，謝曉亮教授帶領(lǐng)研究組創(chuàng)建了一種新的人單細(xì)胞全基因組測序技術(shù)——多重退火成環(huán)循環(huán)擴(kuò)增技術(shù)(Multiple Annealing and Looping-Based Amplification Cycles, MALBAC)，這是迄今為止在單細(xì)胞測序及相關(guān)領(lǐng)域最先進(jìn)的技術(shù)。MALBAC利用特殊的引物，使得擴(kuò)增子結(jié)尾互補(bǔ)成環(huán)，防止了DNA的指數(shù)性擴(kuò)增，解決了擴(kuò)增偏倚，同時(shí)保持了90%以上的基因組擴(kuò)增覆蓋度，使得檢測單細(xì)胞中較小的DNA序列變異變得更容易，分辨率提高，可以檢測單基因突變，以及同時(shí)檢測多個(gè)基因。MALBAC技術(shù)發(fā)明之后，已陸續(xù)用于對(duì)人類單個(gè)細(xì)胞、單個(gè)精子細(xì)胞、單個(gè)卵母細(xì)胞等測序，并在實(shí)際臨床應(yīng)用中取得了良好的效果。
備注：本文部分內(nèi)容來自北京大學(xué)、北醫(yī)三院
