第三代试管婴儿PGD可以筛查出哪些单基因遗传疾病？

第三代试管婴儿技术，会针对染色体结构异常和有明确的基因诊断的单基因疾病进行筛查。第三代试管婴儿技术也称胚胎植入前遗传学筛查，指在胚胎移植前，取胚胎的遗传物质进行分析，诊断是否有异常，防止遗传病传递。

什么是单基因遗传病？

单基因遗传病是指受一对等位基因控制而发生的遗传病。 目前已知的单基因遗传病有6000多种，并且每年都在不断增加。单基因遗传病对人类健康构成了巨大威胁。常见的有地中海贫血、红绿色盲、血友病、白化病等。

我们与遗传病的距离很远，却又很近。

还有一类疾病，虽然不是外源性的感染，

但同样能在人群中广泛传递；

平均每100个新生儿中就有1名患者。

这类疾病由单个 基因 的变异引起，

被称为单基因遗传病

（monogenic disease）。

人类的 基因 通常成对出现；

位于 同源染色体 上同等的位置、

控制同一个生物学特征，

互为 等位基因（allele）。

一对 等位基因 中的一个存在变异

就会引起的疾病，称为显性遗传病；

通常，家族里每一代都有患者。

隐性遗传病则更隐匿：

一对 等位基因 同时存在变异才会患病。

仅一个存在变异时并不患病，

只是携带者的状态。

尽管自身并不患病，但通过生育

携带者可以将致病变异代代相传。

往往在毫无准备的情况下，

生育罹患遗传病的后代。

与浪漫无关的地中海贫血

地中海贫血（简称“地贫”）

是世界上最常见的隐性遗传病，

也是一种严重威胁人类健康的血液疾病。

因最早在地中海沿岸地区发现而得名。

地贫机制：遗传性溶血性贫血

人体血管中的血细胞主要包括

红细胞，白细胞，血小板三类：

其中，红细胞负责向全身运输氧气，

并带走身体各部分代谢产生的二氧化碳。

白细胞具有防御和免疫的功能；

如果缺乏，容易出现各种感染发热症状。

血小板起凝血作用。

如果血小板少了，伤口便会难以愈合，

皮肤容易出现青肿和点状出血。

由于 基因 变异,

血红蛋白中的珠蛋白肽链无法正常合成，

影响到红细胞的携氧功能；

导致红细胞遭受破坏的速度高于生成，

从而造成不同程度的溶血性贫血。

遗传方式：常染色体隐性遗传

若夫妻双方都携带相同 基因 的致病变异，

每次生育，子女有50%的可能成为携带者，

25%的可能罹患地中海贫血。

若父母只有有一方携带致病变异，

每次生育，子女有50%的成为携带者，

但都不会患病。

重型患者致死致残

一些重型地贫患者会胎死腹中，

或在出生后不久便死亡。

另一些虽然可以存活，

但需要终身依靠输血治疗来维持生命。

但长期的输血治疗会导致铁在体内过度累积，

引起肝硬化或心脏病等并发症。

如果不能及时治疗，多于5岁前就死亡。

高发地区：广西广东

长江以南是我国地贫的高发地区；

其中，广西是发病率最高的省份，

致病变异的携带率高达24%：

每4到5人就有1个地贫携带者，

每200到250个胎儿中就有1个重型地贫患儿。

2010年，广西启动了“广西壮族自治区地中海贫血防治计划”

广西地中海贫血防治计划是什么呢？

为有效推动防治计划，广西在全省建立了101个婚育综合服务中心，提供免费的婚前医学检查、婚姻登记、孕前健康检查、优生优育咨询等一站式服务。

服务对象针对所有育龄期的人群，

包括婚前、孕前、产前检查的夫妻双方。

防治流程

夫妻双方首先在婚育综合服务中心

进行地贫血常规初筛。

当至少有一方的结果为阳性时，

须继续进行血红蛋白分析的复筛。

如果双方的复筛结果都为阳性，

则需要去产前诊断中心进行基因诊断。

如果诊断结果显示夫妻双方都

携带了相同 基因 的致病变异，

则被识别为高风险夫妻。

生育指导

产前诊断中心向高风险夫妻提供遗传咨询，

指导如何避免生育重型地贫患儿。

高风险夫妻的生育选择通常有3种：

① 自然怀孕 + 产前诊断 ；

② 植入前遗传学诊断（俗称“三代试管”）

+ 产前诊断 ；

③ 供精、供卵，或领养。

如果选择自然怀孕，准妈妈需要在合适的孕周

去产前诊断中心接受胎儿的产前诊断。

如果诊断结果显示胎儿为重型地贫患儿，

则将面临医学干预。

孕前基因检测是一种遗传学检查，包括：

1、载体状态：某些基因突变可以导致携带者产生遗传疾病，如囊性纤维化等。

2、遗传疾病风险：检测可能会揭示指定的遗传疾病风险。

3、基因结构缺陷检查：检测可能还会检测携带者是否存在某些基因结构缺陷或重复排列。

防治成果

与防治计划实施前的2009年相比，

2017年广西的地贫整体发生率

下降了47.55%，其中：

（1）婚检人群地贫筛查614.01万人

（2）孕检人群地贫基因诊断67.64万人

（3）孕检人群胎儿地贫产前诊断5.84万人

（4）诊断中型、重型地贫胎儿13775例

（5）对重型胎儿实施医学干预8645例

整个防治计划中，最效果卓著的关键环节是

在孕前针对致病变异的携带者筛查

（carrier screening）。

携带者筛查：从1到N

与新冠病毒的核酸检测相似，

携带者筛查通过检测体内是否存在致病变异，

从而识别隐性遗传病的携带者。

被识别的携带者可在孕前接受遗传咨询，

提前选择适合的生育方案，

避免生育罹患严重遗传病的后代。

1+1: 特定地域+单个疾病

最早的携带者筛查可以追溯到1966年。

一个名为Orchomenos的希腊小村庄，

人口仅约5000人，但新生儿中

镰状细胞贫血的发病率高达1%。

一个年轻的医生对近半数村民

进行了筛查，发现携带率高达23%。

原来那里长久以来盛行村内通婚，

夫妻双方同为携带者的比例远高于其他地区。

1+1: 特定种族+单个疾病

阿什肯纳兹犹太人的祖先来自中、东欧。

在长达一千年的悠久历史中，只与族人通婚。

 基因组 中积累了不少遗传病的致病变异：

比如，遗传代谢病家族性黑蒙性白痴，

致病变异的平均人群携带率为0.68%，

在阿什肯纳兹犹太人中却高达3.77%。

自1970年起，美国开始

在阿什肯纳兹犹太社区中开展携带者筛查，

并为携带者提供生育指导与产前诊断，

将发病率有效降低了90%。

1+N: 特定种族+多种疾病

2008年，美国医学遗传学和基因组学学会（ACMG）发布指南，

将推荐阿什肯纳兹犹太族群筛查的遗传病种类

从家族性黑蒙性白痴这一种扩展到九种。

N+1: 所有种族+单个疾病

除了病种的扩展，世界各国也开始陆续将

筛查从高风险人群扩展到所有族群，

开展针对一些携带率高、病情严重，

但没有明显地域、种族差别的遗传病

单病种的携带者筛查：

比如，在美国、英国和意大利等国

对全民开展针对囊性纤维化的携带者筛查，

成功将发病率减少50-75%。

基因组时代的携带者筛查

随着医学 基因组学 的发展，

我们对于疾病与 基因 的理解不断深入：

截止2020年8月18日，

在线人类孟德尔遗传数据库（OMIM）

共收录了单基因遗传病5646种，

其中，隐性遗传病1752种。

谁是携带者？

传统的携带者筛查针对特定的高风险人群，

比如特定地域、特定种群或有遗传病家族史。

随着对人群 基因组 数据的持续采集与分析，

科学家们发现，普通人的风险

也许并非如原本预期的那么低。

2015年，一项针对11068名来自多个种族的个体的研究显示：

1、95%的人携带至少1个致病变异可能导致1493种常染色体隐性遗传病的一种；人均携带3.2个。

2、若将参与研究的个体随机配为夫妻，在100万次模拟实验中，携带同种常染色体隐性遗传病的致病变异的高风险夫妻的比例高达17.6%。如果生育，每次都有25%的可能生育患儿。

3、33%的女性携带至少1个致病变异可能导致159种X连锁隐性遗传病的一种。

2017年，美国妇产科学会（ACOG）等5个专业学会发表联合指南：

推荐针对所有孕前及早孕期的女性

开展高发的严重遗传病的携带者筛查，

以阻断后代罹患遗传病的可能性。

除了广西地中海贫血防治计划，中国还没有开展大规模的的携带者筛查。

试管婴儿三代基因检测不仅可以确定夫妻双方及其亲属之间存在的基因型，还可以提高试管婴儿成功率，减少婴儿患遗传疾病的风险，有助于人的良性繁殖。