Life Tech Ion Torrent 下一代測序技術監測體外受精胚胎
基因組生物學與技術（AGBT）大會上牛津大學遺傳學家Dagan Wells談到，新澤西州生殖診所成功地將新一代測序（NGS）技術應用于檢測常規體外受精（IVF）條件下的胚胎。該技術在生殖遺傳學的應用創下新高。有幾家公司已經推出了針對染色體異常的無創產前診斷；2個研究小組報告了在嬰兒無創全基因組檢測上的進展。
在基因組生物學與技術（AGBT）大會上牛津大學遺傳學家Dagan Wells透露，新澤西州生殖診所成功地將新一代測序（NGS）技術應用于檢測常規體外受精（IVF）條件下的胚胎。Wells認為：“新技術的應用有望改變游戲規則，讓夫婦在體外受精時能接受更好受孕選擇。”
NGS技術在生殖遺傳學領域不斷有突出表現。這包括之前幾家公司已經推出了針對染色體異常（如21三體）的無創產前診斷,嬰兒無創全基因組檢測上的進展, 另外Stephen Kingsmore等人報告了新生兒的快速全基因分析僅需50小時。
21年前就讀于倫敦大學的Wells博士開展關于胚胎植入前遺傳學診斷（PGD）的研究，他說：“目前，新一代測序技術正在為體外受精操作提供標記。”如今，他在國立衛生研究院牛津大學生物醫學研究中心領導一個實驗室，并合作于他之前工作的新澤西州的體外受精診所。
體外受精診所，如密西根州的Reprogenetics 和 Genesis Genetics，已在PGD領域提供數千個遺傳疾病，不過，體外受精胚胎即便沒有已知的遺傳風險因子，也要接受遺傳篩查。Wells稱：“約一半以上的體外受精的胚胎會出現染色體異常，如果出現異常情況，胚胎大多數情況下是不會移植的，否則會造成孕期流產。由于我們的處理會帶來非常高比例的染色體異常，因此能確保不將染色體高度異常的胚胎植入子宮很重要。”
Wells稱：“的方法是，一次體外受精周期只將單一的胚胎植入子宮進行受孕，而那些染色體異常的胚胎看上去和正常的一樣，甚至是染色體高度異常也不會對胚胎形態造成任何明顯影響。”
體外受精胚胎的監測技術
為了尋找新技術以提高準確度和降低成本，Wells選取了Life Technology公司Ion Torrent PGM平臺（下一代測序技術）。他說：“我們希望技術平臺能夠做到用戶友好化，并能應用于診斷系統中而不會出現繁瑣的問題。此外，我們還需要技術平臺具有快速的特點。由于Ion Torrent系統能適應這些測序需求，因此我們選擇了它。”
Wells稱：“胚胎發育第3天可進行DNA檢測，不過第5天就需要植入子宮中。一旦超過5天，胚胎快速發育和子宮不再受孕的風險會增加。因此，速度和準確度都是必需的。”此外，許多的IVF診所由于缺少遺傳學專家不能不將細胞送到專門的實驗室去檢測，這也要耽誤1天時間。
測序技術在胚胎監測的新應用
Wells稱：“Ion Torrent PGM 具有與iPhone應用程序一樣的非常友好的用戶界面，能夠將每一個DNA片段分配到染色體區域內，因此我們能計算出每個染色體來源的片段。此外，樣本測序的重復性也能保證。……我們僅需要每個染色體的數千個DNA片段，而對小染色體而言，約5-10,000的讀長在統計學上很有說服力。”
每一個測序需要的總讀長約為15萬。Wells稱：“如果得到5％的基因組覆蓋率，我們就會很高興了，因為這足以用于染色體診斷。”
Wells研究小組已在單芯片上分析了32個胚胎DNA，這一數值增加到100也是可行的。此外，相比于單陣列方法，該技術的成本是較低的，每一個樣本需要70美元，而下一代測序價格的下降趨勢將加強這一優勢。
經過廣泛臨床前驗證后，威爾斯和同事有足夠信心對一對夫婦進行基于下一代測序技術的生殖遺傳檢測，經過遺傳數據分析后，兩次懷孕的狀況都很正常。
Wells稱：“NGS技術（處于初期）的優勢體現在：診斷單基因疾病以及發現懷孕障礙癥遺傳因子。”
