嵌合体胚胎或是试管婴儿技术的“黑马”？

细胞分裂的生物学过程（如图所示）在识别胚胎内的遗传异常中起着重要作用。

 

并非每个胚胎都含有46条完美的染色体。有的多，有的少，其结果就会出现一种常见异常——非整倍体。由于非整倍体与体外受精（IVF）失败、流产和出生缺陷的风险有关，因此，嵌合体胚胎（mosaic embryos），即胚胎的一部分染色体核型正常，而一部分染色体核型异常，并不被认为是IVF移植的理想候选者。而这对于许多只产生嵌合体胚胎的患者来说，意味着IVF的“旅程”还没开始就已经结束了。

 

近日，俄勒冈国家灵长类动物研究中心的科学家们在俄勒冈波特兰的OHSU进行了一项新的研究，给那些寻求不孕不育治疗的人们带来了新的希望。

 

这项由OHSU生殖和发育科学助理教授Shawn L. Chavez博士领导的研究首次在非人类灵长类动物模型中证实，嵌合体胚胎能够适应自身的异常情况并持续发育，从而产生积极的IVF结果。

 

研究结果以 “Single-cell sequencing of primate preimplantation embryos reveals chromosome elimination via cellular fragmentation and blastomere exclusion”为题发表在《Genome Research》杂志上。

Chavez和他的研究小组利用先进的延时成像和单细胞测序技术，精确追踪恒河猴嵌合体胚胎的发育过程，发现嵌合体与细胞分裂和卵裂球排斥（blastomere exclusion）两个生物过程之间的独特关系。

研究人员发现，卵裂球（图1-3）及其细胞碎片（图4）可以作为嵌合胚胎内的“垃圾箱”，并排除遗传异常。图片来源：OHSU/Shawn Chavez博士

 

在子宫内和IVF后，由受精卵分裂形成的卵裂球（blastomeres），可能会分解成小块的细胞碎片（cellular fragments）。

 

“我们发现，卵裂球和它们的碎片都可以在胚胎中充当‘垃圾箱’的角色。随着携带DNA的细胞分裂和/或碎片化，胚胎似乎自然地识别哪些卵裂球有基因异常，并阻止它们进一步发展，” Chavez说道，“在胚胎植入子宫的阶段，这些异常细胞或DNA已经明显被排除在胚胎的其他部分之外。这表明，不完美的胚胎可以考虑用于IVF移植，并可能在子宫内存活。”

 

根据OHSU医学院妇产科副教授Paula Amato博士的说法，这一发现可能会对人类未来的IVF过程产生积极影响。“虽然染色体正常的胚胎是首选，而且怀孕的几率很高，但这并不能保证。对于只有嵌合体胚胎可供移植的患者，这些新发现表明，在某些情况下，这些胚胎也可以产生正常怀孕。”

 

早在2015年11月，GENOMA分子遗传实验室的Francesco Fiorentino团队曾在给新英格兰杂志的致信中首次提及这一可能性。当时，他们对18名女性的体外受精胚胎检查后发现没有染色体完全正常的胚胎。最终，她们接受嵌合型胚胎移植后，成功生育6个健康宝宝。这项研究也表示，IVF嵌合胚胎移植后的成功或失败取决于胚胎中染色体异常（非整倍体）的程度。

 

当然还需要更多的研究来验证这一结论。研究人员计划，利用活细胞延时成像技术更好地理解胚胎内非整倍体、细胞分裂和卵裂球排斥之间的关系。他们相信，这些结果将为测试人类胚胎嵌合体的有效性开辟新的途径。

 

Chavez说，“我们认为最后结果将类似于‘黑马’的故事。虽然在IVF的竞赛开始时，人们并不认为嵌合体胚胎是一个竞争者，但它可能仍然有能力获胜，并带来美妙的结果。”