北大谢晓亮、汤富酬、乔杰PNAS开发产前筛查新技术

　　

生物通报道  来自北京大学的研究人员报告称，他们结合下一代测序及单细胞全基因组扩增技术，开发出了一种叫做非整倍体测序与连锁分析(MARSALA)的方法来揭示突变等位基因，使得能够以单分子精度进行胚胎诊断，大大降低了假阳性或假阴性错误。这一重要的成果发布在12月28日的《美国国家科学院院刊》（PNAS）杂志上。

北京大学的谢晓亮（X. Sunney Xie) 教授、乔杰（Jie Qiao）教授及汤富酬（Fuchou Tang）研究员是这篇论文的共同通讯作者（延伸阅读：谢晓亮院士Science子刊：开发先进肿瘤检测技术 ）。

体外受精(IVF)、胚胎植入前基因诊断(PGD)和胚胎植入前遗传学筛查(PGS)可帮助患者选择出没有单基因疾病和非整倍性（染色体异常）的胚胎。近年来下一代测序(NGS)的成本快速地下降，这一技术已大大提高了PGD/PGS的精度。

然而由于假阳性和假阴性单核苷酸变异(SNVs)限制了精度，目前PGD还未被接受用于IVF，只能借助于连锁分析如短串联重复序列(short tandem repeats)或核型定位（karyomapping）。值得注意的是，现有的SNV/拷贝数变异(CNV)检测方法及连锁分析往往需要对同一胚胎采用不同的程序。

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在这篇PNAS新文章中研究人员报告称开发出了一种基于NGS的PGD/PGS程序，可同时检测单基因疾病和非整倍性，并能够以一种经济有效的方式进行连锁分析。这种称作为MARSALA方法涉及用多次退火环状循环技术(MALBAC)来实现单细胞全基因组扩增。

通过CNVs来决定非整倍体，采用PCR扩增MALBAC产物来检测与单基因疾病相关的SNVs。通过基于NGS的连锁分析来避免假阳性和假阴性SNVs。采用这样的胚胎选择，现已诞生了两个没有继承父母单基因疾病的健康婴儿。这些单基因疾病分别源自携带疾病的父亲与母亲常染色体和X染色体上发生的单碱基突变。

作者们说，这一MARSALA方法可以让希望避免将他们的传染病传递给后代的人夫妇受益。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Live births after simultaneous avoidance of monogenic diseases and chromosome abnormality by next-generation sequencing with linkage analyses

In vitro fertilization (IVF), preimplantation genetic diagnosis (PGD), and preimplantation genetic screening (PGS) help patients to select embryos free of monogenic diseases and aneuploidy (chromosome abnormality). Next-generation sequencing (NGS) methods, while experiencing a rapid cost reduction, have improved the precision of PGD/PGS……

作者简介：

谢晓亮教授

出身于化学世家，其父为北大化学与分子工程学院著名教授谢有畅。1984年毕业于北大化学系、获学士学位，并在本系继续攻读研究生。1985年赴加州大学圣地亚哥分校攻读博士，1990年获博士学位后在芝加哥大学进行博士后研究，1992年起在美国太平洋西北国家实验室工作，1999年被聘为哈佛大学化学与生物系终身教授，是该校仅有的两位中国大陆的终身教授之一。他是北大长江讲座教授，2010年12月担任北京大学生物动态光学成像中心主任。研究重点是单分子光谱检测及其在生命科学中的应用。谢教授曾获美国物理学会的青年光谱学家奖、以色列总统奖等多项殊荣，并当选为美国国家科学院院士

乔杰

女，主任医师，教授，北京大学第三医院妇产科主任，院长，博士生导师。

1964.1出生，1987年毕业于北京医科大学医学系。1990年在北京医科大学第三医院妇产科获临床医学硕士学位，此后在北医三院从事妇产科临床、科研和教学工作至今。1996年在职取得临床医学博士学位，研究方向为多囊卵巢综合症。1996至1997 作为访问学者在香港大学玛丽医院妇产科学习生殖内分泌及辅助生殖技术。2002年9月－2003年8月在美国斯坦福大学做博士后，从事卵巢颗粒细胞胰岛素信号传导系统对甾体激素产生的影响及胰岛素样生长因子对卵巢颗粒细胞、子宫内膜细胞凋亡的影响的研究。目前为中华医学会生殖医学分会主任委员，亚太地区生殖医学学会委员，中华医学会妇产科学分会第八届委员会委员, 中华医学会妇产科学会北京分会委员,中国人口学会生殖健康分会理事，《中国妇产科临床杂志》编委，《中国微创外科杂志》编委，《中华医药杂志》常务编委 ，《中国生育健康杂志》编委，中国企业文化研究会医药卫生委员会理事。1998年、2000年、2004年及2005年四次获得国家自然科学基金资助从事多囊卵巢综合征的病因及临床治疗机制的探讨。2002年承担科技部《国家重点基础研究发展规划》973项目子课题“植入前胚胎发育遗传学诊断的分子雷达—光学相干技术系统的研究”。2002年教育部青年教师奖。曾多次被评为优秀教师、优秀医师。发表科研论文约60篇。参加《七年制妇产科学》、《妇产科诊疗常规》、《妇产科疾病释疑》、《妇科内分泌学》等十余部专著的编写。

汤富酬研究员

2003年在北京大学获理学博士学位，2004－2010年，英国剑桥大学Gurdon研究所博士后，2010年至今在北京大学生物动态光学成像中心任研究员。主要围绕哺乳动物早期胚胎发育，研究胚胎干细胞和上胚层干细胞的自我更新能力和多能性调控的分子机理，特别是表观遗传学调控机理，以及相关的原始生殖细胞发育过程中的表观遗传学重编程机理。利用本实验室发展的单细胞microRNA表达谱分析技术、基于深度测序的单细胞数字转录组分析技术、单细胞基因分型技术、以及染色体免疫共沉淀-深度测序技术、小鼠胚胎显微操作技术深入分析多能性干细胞的动态基因表达网络和表观遗传学调控。