胚胎着床前遗传学检测是辅助生殖中减少不良妊娠和出生缺陷的重要手段，已在临床中广泛应用。北京大学第三医院乔杰院士团队一直致力于胚胎遗传检测的技术研发和临床应用，开发了系列遗传诊断技术，对胚胎诊断领域涉及的染色体易位（scHaplotyper技术）、染色体联合单基因病（MARSALA技术）、单基因病联合HLA配型（PGT-HLA-typing技术）、无先证家系（GEPLA技术）、特殊小片段重复缺失（DIRECTED技术）等多种疑难复杂的情况均实现了准确高效诊断。

随着胚胎着床前遗传检测技术的飞速发展，临床实践中发现了越来越多的嵌合胚胎。这些胚胎内部同时存在着不同核型的细胞，既有染色体正常的细胞，也有染色体异常的细胞，甚至有些胚胎完全由多种不同染色体异常的细胞组成。在早期发育阶段，人类和小鼠之间存在着显著的差异，人类胚胎中染色体嵌合的比例高达2%至90%，而在小鼠中这一比例仅为20%。研究还发现，一些嵌合胚胎在移植后仍有可能发育成健康的个体。然而，目前临床上对于嵌合胚胎的处理仍存在较大争议，特别是关于是否应该移植这些胚胎，以及这些胚胎中非整倍体细胞的未来命运，这些都是生命科学和医学领域持续关注的重要问题。

传统的遗传分析方法通常只对胚胎中的少量细胞进行检测，这种方法无法准确反映整个胚胎的染色体组成。为了更全面地理解人类早期胚胎的嵌合特性，一项研究首先收集了20个囊胚期胚胎，这些胚胎均来自志愿者的捐赠。研究人员分离了每个胚胎的所有细胞，并对它们进行了单细胞基因组测序，以检测每个细胞的染色体核型。研究结果显示，所有囊胚都含有染色体异常细胞，表明它们都是嵌合胚胎。此外，在这20个囊胚中，有70%的囊胚出现了染色体错误互补的细胞，这表明染色体非整倍体可能源于胚胎细胞有丝分裂过程中的错误。这种类型的错误在传统的基于细胞团的分析方法中很难被检测出来。

团队进一步通过数据计算每个发育时期的单细胞染色体倍性，结果显示，96%的着床后胚胎及胎儿都是嵌合。

在这项研究的最后阶段，研究人员对116个经过胚胎染色体检测并成功移植后活产的病例进行了回顾性研究。在团队进行单基因病胚胎诊断的常规操作中，他们会对一次活检中的细胞团进行单细胞分离，通常选择1-3个细胞用于诊断，并将剩余的1-3个细胞作为备份，用于后续的验证。研究团队对这些活产儿的囊胚期备份样本进行了染色体分析，结果发现，有10%（12/116）的样本中存在非整倍体细胞。这一发现表明，这些活产的新生儿在囊胚期实际上是嵌合胚胎。

单细胞解析人类早期胚胎遗传特征

这项研究首次采用单细胞研究方法，深入探讨了人类在早期发育过程中的染色体倍性变化，并揭示了胚胎和胎儿的嵌合特征。

研究结果表明，嵌合现象在人类早期发育阶段是普遍存在的。同时，研究还提示，在临床辅助生殖技术中，当面临没有整倍体胚胎可移植的情况时，可以考虑对嵌合胚胎采取更宽容的态度，这样可以为患者提供更多妊娠和获得新生儿的机会。

文章来源： 北京大学第三医院