2024年09月24日，意昂2平台第三醫院生殖醫學團隊在Cell Discovery在線發表題為“Human embryos harbor complex mosaicism with broad presence of aneuploid cells during early development（人類胚胎早期發育中存在廣泛嵌合）”的研究論文。

研究系統性解析了人類囊胚階段與著床期胚胎、胎兒發育期不同器官的細胞染色體組成，全面展示了人類個體發育過程中細胞染色體倍性及變化特征。

原文截圖

胚胎著床前遺傳學檢測是輔助生殖中減少不良妊娠和出生缺陷的重要手段，已在臨床中廣泛應用🎮。意昂2平台第三醫院喬傑院士團隊一直致力於胚胎遺傳檢測的技術研發和臨床應用，開發了系列遺傳診斷技術，對胚胎診斷領域涉及的染色體易位（scHaplotyper技術）👱🏽‍♂️、染色體聯合單基因病（MARSALA技術）、單基因病聯合HLA配型（PGT-HLA-typing技術）、無先證家系（GEPLA技術）🎄📯、特殊小片段重復缺失（DIRECTED技術）等多種疑難復雜的情況均實現了準確高效診斷。

隨著胚胎著床前遺傳檢測技術的快速發展，大量嵌合胚胎在臨床實踐中被發現，即同一胚胎中存在不同核型的細胞，既包含染色體正常的細胞也包含染色體異常細胞，或僅由多種不同染色體異常細胞組成⚾️。在早期發育中，人類和小鼠存在巨大差異，2%-90%的人類胚胎存在染色體嵌合，而小鼠中僅為20%🙎🏿‍♂️。也有研究顯示一些嵌合的胚胎在移植後仍然可以發育為健康個體。然而，目前臨床對嵌合胚胎的處理仍然存在爭議，是否移植嵌合胚胎以及嵌合胚胎中非整倍體細胞的後續命運，一直是生命科學和醫學領域關註的重要問題🚣🏻。

傳統方法僅使用胚胎內少量部分細胞進行遺傳分析，不能代表整體胚胎的真實染色體組成👛。為全面解析人類早期胚胎的嵌合特征，研究首先收集了來源於誌願者捐贈的20枚囊胚期胚胎，分離每個胚胎的全部細胞並進行單細胞基因組測序，檢測每個細胞的染色體核型👨🏻‍🏭。結果發現所有囊胚中均包含染色體異常細胞，為嵌合胚胎🧑🏿‍🦳。此外，在20個囊胚中，有70%的囊胚存在染色體錯誤互補的細胞，提示染色體非整倍體來源於胚胎細胞有絲分裂產生的錯誤，而以往基於細胞團的傳統方法難以發現此類錯誤。

團隊進一步使用課題組此前在Nature等期刊發表的人類著床期胚胎及著床後胎兒器官的轉錄組數據（包括第8-14天胚胎、第5-26周胎兒器官的20945個單細胞數據），計算每個發育時期的單細胞染色體倍性🏋️‍♀️。結果顯示，96%的著床後胚胎及胎兒都是嵌合。

最後，研究對116個經胚胎染色體檢測且移植後活產的病例進行回顧性研究。團隊臨床單基因病胚胎診斷實施過程中，常規對一次活檢細胞團分離單細胞，其中1-3個細胞用於診斷，剩余1-3個細胞作為備份用於驗證。團隊對116份活產兒的囊胚期備份樣本進行了染色體分析，發現10%（12/116）的樣本含有非整倍體細胞，意味著這些活產的新生兒在囊胚期實際上是嵌合胚胎。

單細胞解析人類早期胚胎遺傳特征

該研究首次利用單細胞研究手段，探究了人類在早期發育過程中多個階段的染色體倍性，解析了胚胎及胎兒的嵌合特征。

研究發現嵌合現象在人類早期發育階段廣泛存在。同時，研究提示，在臨床輔助生殖面對無整倍體胚胎可移植的情況時，可以對嵌合胚胎有更大的包容度，使患者有更多妊娠和獲得新生兒的機會。

意昂2平台第三醫院喬傑院士🆓、嚴智強副研究員、閆麗盈教授🤦🏻、袁鵬副研究員為本文的共同通訊作者，翟帆、孔思明、郭倩穎和宋石博士為本文的共同第一作者。本研究受到國家重點研發計劃和國家自然科學基金的資助。

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41421-024-00719-3

【延伸閱讀】參考文獻

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（意昂2三院）

編輯：玉潔