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为解决传统 PGT 存在的侵袭性等问题，上海市国际和平妇幼保健院的研究人员开展无创胚胎植入前遗传学检测（niPGT）补充传统 PGT 的研究。结果显示，SCM 储存不影响 niPGT 结果。该研究为胚胎检测提供新思路，值得一读。
在辅助生殖技术中，胚胎植入前遗传学检测（Preimplantation Genetic Testing，PGT）是一项非常重要的技术，它能够帮助筛选出染色体正常的胚胎，提高体外受精（In Vitro Fertilization，IVF）的成功率。然而，传统的 PGT 在检测胚胎非整倍体（染色体数目异常）时，需要对胚胎的滋养外胚层（Trophectoderm，TE）细胞进行活检。这个过程就像是给胚胎做了一场 “小手术”，存在着一些让人担忧的问题。
一方面，活检操作可能会对胚胎的质量和发育产生不良影响，就像在娇嫩的花朵上动刀，可能会伤害到花朵的生长。另一方面，由于胚胎存在镶嵌现象（Mosaicism，指胚胎中同时存在不同染色体组成的细胞），活检的部分可能无法完全代表整个胚胎的遗传状况。而且，活检是一项技术要求很高的操作，即使是经验丰富的胚胎学家来做，也还是有操作失败的风险。
为了解决这些问题，研究人员把目光投向了胚胎的培养液。你可能会好奇，培养液里能有什么秘密呢？原来，之前有研究发现，废弃的胚胎培养液（Spent Culture Medium，SCM）中存在胎儿的游离 DNA（cell-free DNA，cfDNA），这就为利用 SCM 进行无创胚胎植入前遗传学检测（noninvasive Preimplantation Genetic Testing，niPGT）奠定了基础。但是，对于 niPGT 的可靠性，比如它在代表胚胎整体遗传信息方面是否更可靠，以及在检测低水平镶嵌现象时的敏感性如何，还存在很多疑问。
在这样的背景下，上海市国际和平妇幼保健院的研究人员在《BMC 医学遗传学》（BMC Medical Genetics）期刊上发表了一篇名为《无创胚胎植入前遗传学检测补充传统胚胎植入前遗传学检测用于胚胎非整倍体检测的研究》（Investigating whether noninvasive preimplantation genetic testing complements conventional preimplantation genetic testing in embryos for aneuploidy）的论文。这项研究得出结论：SCM 在 - 80℃储存 6 个月不会影响基于 NICSInst 扩增的 niPGT 结果。这一结论为辅助生殖技术带来了新的希望，有可能让胚胎检测变得更安全、更准确。
为了开展这项研究，研究人员用到了几个关键技术方法。首先是全基因组扩增（Whole Genome Amplification，WGA）技术，它就像一个 “DNA 复印机”，能够把样本中的少量 DNA 进行大量复制，方便后续检测。其次是下一代测序（Next Generation Sequencing，NGS）技术，它可以对扩增后的 DNA 进行详细的测序分析，帮助研究人员了解胚胎的染色体情况。另外，还有用于检测染色体拷贝数变异（Copy Number Variation，CNV）的相关技术，通过这些技术来判断胚胎染色体是否存在异常。
下面我们来看看具体的研究结果。
SCM 在 - 80℃储存用于 niPGT-A 的可行性
研究人员先随机收集了 40 个常规胚胎培养的 SCM 样本。他们把每个样本一分为二，一半立刻进行 WGA，另一半则放在 - 80℃的冰箱里储存 3 - 6 个月。结果发现，40 个新鲜样本中有 36 个成功进行了扩增和测序，其中 19 个样本对应的胚胎是整倍体（染色体数目正常），17 个是非整倍体。3 - 6 个月后，把储存的 36 个样本解冻再进行检测，所有样本都成功扩增，而且和新鲜样本的检测结果 100% 一致。这就像是给 SCM 在 - 80℃的 “冷冻旅行” 开了一张安全通行证，证明 SCM 可以在 - 80℃储存，并且能作为 niPGT-A 检测的可靠样本来源。
niPGT-A 与 PGT 在正常和异常核型组中的一致性评估
研究人员招募了 51 个家庭，这些家庭都接受了 IVF 周期的 PGT-A 或 PGT-SR 检测，共筛选了 149 个胚胎。胚胎们按照父母的核型信息被分成了两组：28 个正常核型家庭的 59 个胚胎为一组，23 个异常核型家庭的 87 个胚胎为另一组。
研究人员先对胚胎的 TE 细胞进行常规 PGT 检测，然后收集这些胚胎的 SCM 样本进行 niPGT-A 分析。在检测过程中，18 个 TE 活检样本用微阵列检测，128 个用 NGS 检测。为了确保检测结果不受检测平台的影响，研究人员还比较了不同平台的一致性，发现微阵列（72.2%）和 NGS（75.6%）检测平台的一致性没有显著差异。
在 149 个胚胎中，146 个（98.0%）SCM 样本成功扩增并测序。niPGT-A 结果和 TE 活检的 PGT-A 及 PGT-SR 结果的一致性为 78.1%。这里面有 81 个真阳性样本、33 个真阴性样本、12 个假阳性样本（PGT 检测为整倍体，niPGT-A 检测为非整倍体）和 20 个假阴性样本（PGT 检测为非整倍体，niPGT-A 检测为整倍体）。另外，还有 2.7%（4/146）的结果可能受到了母体 DNA 污染的影响。而且，有 32 个样本的 PGT 和 niPGT-A 检测结果显示 CNV 图谱不一致，其中很多不一致的胚胎都存在镶嵌非整倍体情况，这也反映出 TE 活检的 PGT 结果可能存在假阳性或假阴性的问题。
SCM 与 ICM 的一致性
为了进一步确认 TE 和 SCM 检测结果与 “金标准”—— 内细胞团（Inner Cell Mass，ICM）检测结果的一致性，研究人员从那些生出健康宝宝的家庭中，挑选出 10 个 PGT-A/SR 检测阳性但 niPGT-A 检测阴性的胚胎进行研究。
临床数据显示，23 位接受单囊胚移植且胚胎经 TE-PGT 检测为整倍体的患者中，19 位患者的 TE-PGT 和 niPGT 检测结果都为整倍体，其中 8 位成功活产；4 位患者 TE-PGT 检测为整倍体但 niPGT 检测为非整倍体，只有 1 位成功活产。
对这 10 个胚胎的 TE、ICM 和 niPGT-A 样本的 CNV 图谱分析发现，根据 ICM 结果，10 个胚胎中有 7 个是整倍体，3 个存在镶嵌非整倍体或染色体异常。SCM 样本中，7 个实际上是真阴性，3 个是假阴性。经过第二轮 TE PGT 检测和 ICM 结果的校正，PGT 和 niPGT-A 结果的总体一致性提高到了 82.9%。而且，两轮 TE 活检 PGT 检测结果的一致性只有 40%，这可能是因为胚胎存在镶嵌现象以及两次 TE 采样的技术差异。
从研究结论和讨论部分来看，这项研究意义重大。研究证明了 SCM 在 - 80℃储存 3 - 6 个月不会影响扩增成功率和 CNV 检测的准确性。这意味着在未来，如果 PGT-A 的检测结果出现镶嵌、多种异常或者无法得出结果的情况时，niPGT 就可以作为一种备选方法，通过之前收集的 SCM 样本进行检测，来确认胚胎的染色体倍性。对于那些在 PGT-A 周期中第一次移植失败，又没有整倍体胚胎可供移植的患者，SCM 还能作为备用样本重新评估胚胎的 CNV，这样胚胎学家就不用再进行不必要的二次活检，也能避免因为 PGT-A 结果不准确而导致胚胎丢失的情况。
不过，这项研究也存在一些局限性。比如，目前的 WGA 方法只使用了 NICSInst 技术，其他 WGA 方法能否成功扩增储存 6 个月的样本还不清楚；培养液样本没有进行母体污染检测，这可能会影响 CNV 结果；而且收集的临床结果数量较少，还需要更大规模的非选择性研究和随机对照试验来进一步确认 niPGT 的临床效果。
总的来说，这项研究为辅助生殖技术中的胚胎检测开辟了新的道路，虽然还有一些需要完善的地方，但 niPGT 作为一种无创的检测方法，很有可能成为传统 TE 活检 PGT 的有力补充，甚至在未来有可能替代部分传统检测，让更多家庭在求子之路上看到新的希望。
